Automātiskas CNC frēzes ar instrumentu mainītāju katram budžetam

Definīcija

Automātiskais instrumentu mainītājs ir ierīce instrumentu pārvietošanai, ielādei un izlādei starp vārpstu un instrumentu magazīnu. Automātiskais instrumentu mainītājs ir ATC pilns nosaukums CNC apstrādē.

Automātiskie instrumentu mainītāja komplekti nodrošina CNC iekārtas nepārtrauktu darbību, tas ir, pēc katra procesa pabeigšanas nākamajā procesā izmantotais jaunais instruments automātiski tiek mainīts uz vārpstu, un vārpsta paņem instrumentu, instrumentu apmaiņu parasti veic ar manipulatora, magazīnas un vārpstas koordinētu darbību.

Salīdzinot ar daudzvārpstu CNC frēzēm, ATC sistēmai ir nepieciešama tikai viena vārpsta galviņā, un vārpstas komponentiem ir pietiekama stingrība, lai atbilstu dažādu precīzās apstrādes prasībām. Turklāt instrumentu magazīnā var uzglabāt lielu skaitu instrumentu sarežģītu detaļu daudzpakāpju apstrādei, kas var ievērojami uzlabot darbgaldu pielāgojamību un apstrādes efektivitāti. ATC sistēma sastāv no 2 daļām: instrumentu magazīnas un automātiskas instrumentu maiņas ierīces. Tai ir 2 galvenās priekšrocības: pirmkārt, ir rezervēta tikai viena vārpsta, kas vienkāršo vārpstas struktūru un uzlabo vārpstas stingrību; otrkārt, bibliotēkā var uzglabāt lielu skaitu dažādu veidu un funkciju frēžu uzgaļu, kas ir ērti, lai veiktu dažādas sarežģītas un daudzpakāpju apstrādes procedūras.

Automatizētais instrumentu mainītāja komplekts sastāv no instrumentu magazīnas, instrumentu izvēles sistēmas, instrumentu apmaiņas mehānisma un citām daļām, un tā struktūra ir sarežģītāka. Tas ir atbildīgs par uzgaļa pārvietošanu starp magazīnu un vārpstu, izmantojamā uzgaļa pārvietošanu uz vārpstu un pēc tam nomainītā uzgaļa nosūtīšanu atpakaļ uz magazīnu. Lai gan šī maiņas metode nav tik vienkārša kā iepriekšējā, tā novērš magazīnas un vārpstas pārvietošanos instrumentu maiņas laikā, un to aizstāj automatizēts instrumentu mainītājs. Tādā veidā tiek samazināts mehānisko komponentu kustības diapazons, maiņa tiek veikta ātrāk, un arī konstrukcijas izkārtojums ir elastīgāks.

Darbības princips

Automātiskajā instrumentu maiņas sistēmā ierīci, kas realizē instrumentu pārvietošanu, iekraušanu un izkraušanu starp magazīnu un vārpstu, sauc par instrumentu mainītāju. Ir divi instrumentu maiņas veidi: magazīnas un vārpstas relatīvā kustība un manipulators. Ierīcei, kas izmanto magazīnas un vārpstas relatīvo kustību instrumentu apmaiņai, vispirms ir jāatgriež izmantotais instruments magazīnā, mainot instrumentu, un pēc tam jāizņem jaunais instruments no magazīnas. Abas darbības nevar veikt vienlaikus, un instrumentu maiņas laiks var būt ilgāks.

Tomēr manipulatora instrumentu mainītājs maiņas laikā var vienlaikus satvert, ielādēt un izņemt uzgaļus gan vārpstā, gan magazīnā, tāpēc maiņas laiks vēl vairāk saīsinās. Visplašāk tiek izmantota instrumentu maiņas metode, izmantojot robotu. Tas ir tāpēc, ka manipulators ir elastīgs maināmības ziņā, ātrs darbībā un vienkāršs konstrukcijā. Manipulators var veikt virkni darbību, piemēram, satveršanu - vilkšanu - pagriešanu - ievietošanu - atgriešanu. Lai novērstu uzgaļa nokrišanu, manipulatora kustīgais spīle ir aprīkota ar pašbloķējošu mehānismu.

Funkcijas un priekšrocības

Tiek izmantota lieljaudas automātiskā instrumentu mainītāja vārpsta ar labu iedarbināšanas veiktspēju un lielu griezes momentu, kas var pilnībā izmantot mašīnas lielā ātruma un augstākās efektivitātes priekšrocības. Tajā ir izmantots Japānā ražots augsta griezes momenta servomotors, kam ir zems trokšņa līmenis, liels ātrums un augsta pozicionēšanas precizitāte. Aprīkots ar unikālu instrumentu magazīnu, jūs varat pēc vēlēšanās nomainīt nepieciešamos frēzes uzgaļus. Instrumentu nomaiņas laiks aizņem tikai dažas sekundes. Standarta instrumentu magazīnā ir 8 instrumenti, un var pielāgot lielākas ietilpības instrumentu magazīnu.

izmaksas

ATC (automātiskā instrumentu mainītāja) CNC frēzes izmaksas var ievērojami atšķirties atkarībā no mašīnas specifikācijām, izmēra, funkcijām un zīmola, parasti sākot no aptuveni $10,800 līdz vairāk $100,000 XNUMX. Iesācēja līmeņa hobija ATC CNC frēzēšanas komplekti maksā vidēji $12,000, savukārt daži augstākas klases rūpnieciskie ATC CNC frēzēšanas galdi ar uzlabotām iespējām, lielākām darba zonām un papildu funkcijām parasti ir dārgāki. Kopumā ATC CNC frēzēšanas iekārtas ar instrumentu mainītāju iegādes vidējās izmaksas ir aptuveni $16,000. Lai iegūtu precīzas cenas atbilstoši jūsu vajadzībām, ieteicams konsultēties ar konkrētiem ražotājiem vai piegādātājiem.

Lielākā daļa kokapstrādnieku vēlas iegūt ATC CNC frēzi, taču dažiem no viņiem nav ne jausmas, cik maksā parastas CNC iekārtas uzlabošana ar automātisku instrumentu mainītāja komplektu. Saskaņā ar 2026. gada rūpnieciskā CNC tirgus ziņojumu, jums būs jāiztērē papildu $3,000 līdz $8000 XNUMX — papildus parastai mašīnai, ja vēlaties to darīt pats.

specifikācija

Veidi

Automātiskie instrumentu mainītāji ir iedalīti 3 izplatītos veidos: lineārais tips, trumuļa tips un ķēdes tips, mēs tos iepazīstināsim pa vienam.

Lineārais tips

Šis ir iebūvēta instrumentu mainītāja veids, ko izmanto aptverēm ar 4 līdz 12 instrumentiem. To raksturo ātra instrumentu maiņa un vienkārša lietošana.

Drum tipa

Šis ir rotācijas mainītāja veids, kas pazīstams arī kā CTM tipa ATC un diska tipa ATC. To izmanto magazīnām ar 8 līdz 20 instrumentiem.

Ķēdes tips

To izmanto vertikālām CNC mašīnām ar mazāku instrumentu maiņas ātrumu. Tas ir paredzēts magazīnām ar vairāk nekā 30 instrumentiem, kam ir vislabākā instrumentu nestspēja.

Kā nomainīt instrumentu CNC apstrādē?

Rotācijas instrumentu turētājs

Rotācijas instrumentu statnis ir viens no vienkāršākajiem mainītājiem, ko parasti izmanto CNC virpās. To var konstruēt dažādās formās, piemēram, kvadrātveida, sešstūra vai diska tipa aksiālā instrumentu balsta veidā. Uz rotējošā turētāja attiecīgi tiek uzstādīti četri, sešstūra vai vairāk instrumentu, un uzgaļi tiek mainīti saskaņā ar ciparu vadības ierīces norādījumiem. Rotācijas instrumentu turētājam jābūt ar labu izturību un stingrību, lai izturētu griešanas pretestību rupjas apstrādes laikā. Tā kā virpošanas apstrādes precizitāte lielā mērā ir atkarīga no instrumenta uzgaļa pozīcijas, datora ciparu vadības virpām instrumenta pozīcija apstrādes procesā netiek regulēta manuāli, tāpēc ir svarīgāk izvēlēties uzticamu pozicionēšanas shēmu un saprātīgu pozicionēšanas struktūru, lai nodrošinātu rotējošo instrumentu. Pēc katras indeksēšanas plauktam ir visaugstākā iespējamā atkārtotas pozicionēšanas precizitāte (parasti 0.001-0.005mm). Normālos apstākļos rotējošā turētāja maiņas darbība ietver turētāja pacelšanu, turētāja indeksēšanu un turētāja piespiešanu.

Vārpstas galvas maiņa

Vārpstas galvas instrumentu maiņa ir samērā vienkārša instrumentu maiņas metode CNC mašīnām ar rotējošiem instrumentiem. Šī vārpstas galva faktiski ir revolvera instrumentu magazīns. Ir divu veidu vārpstas galvas: horizontālās un vertikālās. Parasti revolvera indeksēšanu izmanto, lai aizstātu vārpstas galvu un realizētu automātisku instrumentu maiņu. Uz katras revolvera vārpstas ir iepriekš instalēti katram procesam nepieciešamie rotējošie instrumenti. Kad tiek izdota instrumentu maiņas komanda, katra vārpstas galva pēc kārtas pagriežas apstrādes pozīcijā, un tiek ieslēgta galvenā kustība, lai atbilstošā vārpsta dzen uzgali rotēt. Citas vārpstas, kas atrodas neapstrādes pozīcijās, tiek atvienotas no galvenās kustības. Vārpstas instrumentu maiņas ierīce ietaupa virkni sarežģītu darbību, piemēram, automātisku atskrūvēšanu, iespīlēšanu, izkraušanu, iekraušanu un izkraušanu, tādējādi saīsinot maiņas laiku un uzlabojot maiņas uzticamību. Tomēr ierobežotās vietas dēļ vārpstas komponentu konstrukcijas izmērs nedrīkst būt pārāk liels, tādējādi ietekmējot vārpstas sistēmas stingrību. Lai nodrošinātu vārpstas stingrību, vārpstas skaits ir jāierobežo, pretējā gadījumā konstrukcijas izmērs palielināsies. Tāpēc revolvervārpstas galva parasti ir piemērota tikai mašīnām ar nelielu procesu skaitu un zemām precizitātes prasībām, piemēram, datora ciparu vadības urbšanas un frēzēšanas mašīnām.

Automātiska instrumentu maiņas sistēma

Tā kā rotācijas instrumentu balsts un revolvergalvas tipa mainītājs nevar uzņemt pārāk daudz uzgaļu, tie nevar apmierināt sarežģītu detaļu apstrādes vajadzības. Tāpēc ATC CNC mašīnās galvenokārt tiek izmantoti automātiskie mainītāji ar instrumentu magazīnām. Ierīce ar instrumentu magazīnu sastāv no magazīnas un instrumentu maiņas mehānisma, un maiņas process ir sarežģītāks. Pirmkārt, visi apstrādes procesā izmantotie uzgaļi jāuzstāda uz standarta turētāja un pēc izmēra iepriekšējas pielāgošanas ārpus mašīnas noteiktā veidā jāievieto magazīnā. Mainot, vispirms jāizvēlas uzgalis magazīnā, un pēc tam mainītājs izņems uzgali no magazīnas vai vārpstas apmaiņai, ievietos jauno uzgali vārpstā un ievietos veco uzgali atpakaļ magazīnā. Magazīnai ir liela ietilpība, un to var uzstādīt sānos vai virs galvas balsta. Tā kā mašīnas ar automātisko instrumentu maiņas magazīnu galvas balstā ir tikai viena vārpsta, vārpstas komponentu stingrībai jābūt augstai, lai atbilstu precīzas apstrādes prasībām. Turklāt magazīnā esošo bitu skaits ir liels, tāpēc var veikt sarežģītu detaļu daudzprocesu apstrādi, kas ievērojami uzlabo mašīnas pielāgošanās spēju un apstrādes efektivitāti. ATC sistēma ar magazīnu ir piemērota urbšanas centriem un apstrādes centriem.

Kā izvēlēties žurnālu un instrumentu?

Instrumentu žurnāla tips

Instrumentu magazīna tiek izmantota, lai rezervētu noteiktu skaitu frēzes uzgaļu, kurus var apmainīt ar uzgaļiem uz vārpstas, izmantojot manipulatoru. Ir dažādi magazīnu veidi, piemēram, diska tipa magazīnas un ķēdes tipa magazīnas. Magazīnu forma un ietilpība jānosaka atkarībā no mašīnas tehnoloģiskā apjoma. Diska tipa instrumentu magazīnā frēzes uzgaļa virziens ir vienāds ar vārpstas virzienu. Mainot uzgali, vārpstas kārba paceļas noteiktā pozīcijā, lai uzgalis uz vārpstas būtu vienā līnijā ar magazīnas apakšējo pozīciju, un frēzes uzgalis tiek nostiprināts, vārpsta atrodas datora vadībā, atlaidiet rokturi, diska tipa instrumentu magazīna pārvietojas uz priekšu, izvelk frēzes uzgali no vārpstas, un pēc tam magazīna pagriež nākamajā procesā izmantoto uzgali pozīcijā, kas ir vienā līnijā ar vārpstu, magazīna atgriežas, jaunais uzgalis tiek ievietots vārpstas atverē, vārpsta nostiprina turētāju, vārpstas kārba tiek nolaista darba pozīcijā, instrumenta maiņas uzdevums ir pabeigts, un nākamais process sāk darboties. Šīs instrumentu maiņas ierīces priekšrocības ir vienkārša konstrukcija, zemas izmaksas un laba maiņas uzticamība. Trūkums ir ilgs maiņas laiks, un tas ir piemērots apstrādes centriem ar mazu aptveres ietilpību. Apstrādes centriem, kuriem nepieciešama liela aptveres ietilpība, tiks izmantota ķēdes instrumentu aptvere. Magazīnam ir kompakta struktūra un liela aptveres ietilpība. Ķēdes gredzena formu var izgatavot dažādos veidos atkarībā no mašīnas izkārtojuma. Formu un maiņas pozīciju var arī izvirzīt, lai atvieglotu maiņu. Ja nepieciešams palielināt frēžu uzgaļu skaitu, ir nepieciešams tikai palielināt ķēdes garumu, kas atvieglo magazīnas projektēšanu un ražošanu.

Instrumentu izvēles metode

Magazīnā ir glabāti daudzi uzgaļi. Pirms katras maiņas ir jāizvēlas uzgalis. Visbiežāk izmantotās instrumentu izvēles metodes ietver secīgo metodi un patvaļīgo metodi. Instrumenti tiek ievietoti magazīnas turētājos pēc kārtas atbilstoši procesa prasībām. Apstrāde ir uzgaļu pielāgošana secīgi. Apstrādājot dažādas sagataves, uzgaļu secība magazīnā ir jāpielāgo atkārtoti. Priekšrocība ir tā, ka magazīnas piedziņa un vadība ir salīdzinoši vienkārša. Tāpēc šī metode ir piemērota automātiskai instrumentu maiņai mazos un vidējos datoru ciparu vadības mašīnās ar lielām apstrādes partijām un nelielu sagatavju veidu skaitu. Attīstoties ciparu vadības sistēmām, lielākā daļa ciparu vadības sistēmu izmanto patvaļīgas instrumentu izvēles metodi, kas ir sadalīta 3 veidu instrumentu turētāju kodēšanā, instrumentu kodēšanā un atmiņas tipā.

Instrumentu kodēšanas metode

Instrumenta kods vai turētāja kods ir jāidentificē, uzstādot koda joslu uz instrumenta vai turētāja, kas parasti tiek kodēta saskaņā ar binārās kodēšanas principu. Atlases metode izmanto īpašu instrumentu turētāja struktūru, un katram uzgalim ir savs kods, tāpēc uzgali var atkārtoti izmantot dažādos procesos, un nomainītais uzgalis nav jāievieto atpakaļ sākotnējā turētājā. Liela ietilpības magazīnu var attiecīgi samazināt. Tomēr katram uzgalim ir īpašs kodēšanas gredzens, garums ir pagarināts, to ir grūti izgatavot, un magazīnas un manipulatora struktūra kļūst sarežģīta. Turētāja kodēšanas metode ir tāda, ka viens nazis atbilst vienam turētājam. No viena turētāja izņemtie instrumenti jāievieto atpakaļ tajā pašā turētājā. Paņemšanas un novietošanas uzgaļi ir apgrūtinoši un to nomaiņa aizņem ilgu laiku. Pašlaik atmiņas metode tiek plaši izmantota apstrādes centros. Tādā veidā turētāja skaitu un pozīciju magazīnā var attiecīgi saglabāt CNC sistēmas PLC. Instrumenta informācija vienmēr tiek saglabāta PLC neatkarīgi no tā, kurā stiprinājumā instruments ir ievietots. Magazīna ir aprīkota ar pozīcijas noteikšanas ierīci, kas var iegūt katra turētāja pozīcijas informāciju. Tādā veidā instrumentu var izņemt un atgriezt pēc vēlēšanās. Magazīnai ir arī mehāniska izcelsme, tāpēc katru reizi, izvēloties nazi, tiks izvēlēts tuvākais nazis.

Aplikācijas

ATC CNC frēzēšanas iekārtas var izmantot dažādās nozarēs, piemēram, mēbeļu un mājas uzlabošanas, koka amatniecības, skapju, ekrānu, reklāmas, mūzikas instrumentu vai precīzijas instrumentu korpusu apstrādes nozarēs. Apstrādājamie materiāli galvenokārt ietver dažādus nemetāliskus materiālus, piemēram, koku, stiklu, akmeni, plastmasu, akrilu un izolācijas materiālus.

Kokapstrāde

Mājas durvis, 3D viļņveida plātņu apstrāde, skapju durvis, masīvkoka durvis, amatnieciskas koka durvis, krāsas nesaturošas durvis, aizslietņi, amatniecisku logu izgatavošana, apavu pulētāji, spēļu automātu skapji un paneļi, datorgaldu un paneļu mēbeļu izgatavošana.

Formu izgatavošana

Tas var izgatavot metāla veidnes, piemēram, vara, alumīnija, dzelzs un citas, kā arī nemetāla veidnes, piemēram, koka, akmens, plastmasas, PVC un citas.

Reklāma un hobiji

Zīmju izgatavošana, logotipu izgatavošana, uzrakstu izgatavošana, akrila griešana, blistera formēšana un dekorācijas.

Rūpnieciskā ražošana

Tas var izgatavot visu veidu ēnu skulptūras un reljefa skulptūras, kuras plaši izmanto amatniecības un dāvanu nozarēs.

Problēmu novēršana

CNC frēze ar ATC ir visspēcīgākā datorvadības iekārtu klasifikācija. Lai gan apstrādes jauda un ātrums ir nesalīdzināms ar citām datorvadības iekārtām, tā kā tā ir pilnībā automatizēta mehāniskā iekārta, tai ir nepieciešama arī ikdienas pārbaude un apkope. CNC frēze ar instrumentu mainītāju pilnībā atšķiras no parasto datorvadības iekārtu noteikšanas un defektu diagnostikas metodēm.

Mašīnas darbības pārbaudes metode

Darbības pārbaudes metode ir metode, ar kuru novēro un uzrauga mašīnas faktisko darbību, lai noteiktu darbības traucējumu atrašanās vietu un tādējādi izsekotu kļūmes pamatcēloni. Vispārīgi runājot, datora ciparu vadības mašīnu komplekti izmanto hidrauliskas un pneimatiskas vadības daļas, piemēram, automātisko instrumentu mainītāju, apmaiņas galda ierīci, stiprinājumu un transmisijas ierīci utt., ko var izmantot, lai noteiktu kļūmes cēloni, izmantojot kustības diagnostiku.

Valsts analīzes metode

CNC sistēma var ne tikai attēlot kļūmes diagnozes informāciju, bet arī sniegt dažādus diagnozes stāvokļus diagnozes adreses un diagnozes datu veidā. Piemēram, ja sistēma nepareizi atgriežas atskaites punktā, varat pārbaudīt attiecīgā parametra statusa vērtību, lai noteiktu kļūmes cēloni.

CNC programmēšanas pārbaudes metode

CNC programmēšanas pārbaudes metodi sauc arī par programmas funkciju pārbaudes metodi. Tā ir metode, lai apstiprinātu kļūmes cēloni, apkopojot īpašu testa programmas segmentu. Manuālās programmēšanas metodi var izmantot, lai apkopotu funkciju pārbaudes programmu sistēmas funkcijām (piemēram, lineārajai pozicionēšanai, apļveida interpolācijai, vītņu griešanai, saglabātajiem cikliem, lietotāja makro programmām utt.) un palaistu testa programmu, lai pārbaudītu mašīnas precizitāti un uzticamību šo funkciju veikšanā, un pēc tam noteiktu kļūmes cēloni. Parasti tiek uzrakstīta testa programma ar instrukcijām mašīnas remontam, un programma tiek palaista, kad rodas kļūme, lai noteiktu, kāda ir kļūme.

Instrumentu pārbaudes metode

Instrumentu pārbaudes metode attiecas uz parasto elektrisko instrumentu izmantošanu, lai izmērītu katras maiņstrāvas un līdzstrāvas barošanas avotu grupas spriegumu, fāzes līdzstrāvas un impulsa signālus utt., lai atrastu defektus.

Skaitliskās vadības sistēmas pašdiagnostikas metode

Skaitliskās vadības sistēmas pašdiagnostika ir diagnostikas metode, kurā sistēmas iekšējā pašdiagnostikas programma vai īpaša diagnostikas programmatūra tiek izmantota, lai pašdiagnosticētu un pārbaudītu galveno aparatūras daļu un sistēmas vadības programmatūru. Tā galvenokārt ietver ieslēgšanas pašdiagnostiku, tiešsaistes uzraudzību un bezsaistes testēšanu. CNC iekārta izmanto sistēmas pašdiagnostikas funkciju, lai viegli parādītu saskarnes signāla statusu starp sistēmu un katru daļu un noskaidrotu kļūmes vispārējo atrašanās vietu. Tā ir visbiežāk izmantotā metode kļūmju diagnostikas procesā.