Визначення
Автоматична змінна інструменту — пристрій для переміщення, завантаження та розвантаження інструментів між шпинделем і інструментальним магазином. Автоматична зміна інструменту - це повна назва ATC в обробці з ЧПУ.
Комплекти автоматичної зміни інструменту керують верстатом з ЧПК безперервно, тобто після завершення кожного процесу новий інструмент, який використовується в наступному процесі, автоматично змінюється на шпиндель, а шпиндель підбирає інструмент, обмін інструментами, як правило, завершується узгодженою дією маніпулятора, магазина і шпинделя.
Порівняно з багатошпиндельними фрезерними машинами з ЧПК, ATC потребує лише одного шпинделя в передній бабці, компоненти шпинделя мають достатню жорсткість, щоб відповідати вимогам різноманітної точної обробки. Крім того, інструментальний магазин може зберігати велику кількість інструментів для багатоетапної обробки складних деталей, що може значно підвищити адаптивність і ефективність обробки верстатів. Система ATC складається з 2 частин: інструментального магазину та пристрою автоматичної зміни інструменту. Він має 2 основні переваги: 1-ша полягає в тому, що зарезервований лише один шпиндель, що є корисним для спрощення структури шпинделя та підвищення жорсткості шпинделя; 2-е полягає в тому, що велика кількість бітів маршрутизатора з різними типами та функціями може зберігатися в бібліотеці, що зручно для завершення різних складних і багатоетапних процедур обробки.
Комплект автоматичної зміни інструменту складається з інструментального магазину, системи вибору інструменту, механізму заміни інструменту та інших частин, а структура є більш складною. Він відповідає за перенесення насадки між магазином і шпинделем, штовхання насадки, яка буде використовуватися, на шпиндель, а потім відправлення заміненої насадки назад у магазин всередині. Незважаючи на те, що цей спосіб заміни не такий простий, як попередній, він дозволяє уникнути переміщення магазина та шпинделя під час зміни інструменту, і його замінює автоматизований пристрій зміни інструменту. Таким чином, діапазон руху механічних компонентів зменшується, зміна виконується швидше, а схема конструкції також стає більш гнучкою.
Принцип роботи
У системі автоматичної зміни інструменту пристрій, який реалізує передачу, завантаження та розвантаження інструменту між магазином і шпинделем, називається пристроєм зміни інструменту. Існує 2 способи обміну інструментами: взаємне переміщення магазина і шпинделя, а також маніпулятор. Пристрій, який використовує відносний рух магазину та шпинделя для здійснення заміни інструменту, повинен спочатку повернути використаний інструмент у магазин під час заміни інструменту, а потім вийняти новий інструмент із магазину. 1 дії не можуть бути виконані одночасно, і час зміни інструменту довше.
Однак пристрій зміни інструментів маніпулятора може захоплювати, завантажувати та розвантажувати біти в шпинделі та магазині одночасно під час заміни, тому час зміни ще більше скорочується. Метод обміну інструментами за допомогою робота є найбільш поширеним. Це тому, що маніпулятор гнучкий у змінах, швидкий у дії та простий за структурою. Маніпулятор може виконати серію дій, таких як захоплення - малювання - поворот - вставлення - повернення. Для запобігання падіння насадки рухома лапа маніпулятора оснащена механізмом самоблокування.
Особливості та переваги
Використовується високопотужний шпиндель автоматичної зміни інструменту з хорошою початковою продуктивністю та високим крутним моментом, що може повністю використати переваги високої швидкості та високої ефективності верстата. Він використовує серводвигун з високим крутним моментом, виготовлений у Японії, який має низький рівень шуму, високу швидкість і високу точність позиціонування. Оснащений унікальним інструментальним магазином, ви можете замінити потрібні фрези за бажанням. Час зміни інструменту займає всього кілька секунд. Стандартний інструментальний магазин містить 8 інструментів, а інструментальний магазин більшої місткості можна налаштувати.
витрати
Вартість фрезерного верстата з ЧПК ATC (автоматичного пристрою зміни інструментів) може значно відрізнятися залежно від технічних характеристик, розміру, функцій і бренду верстата, зазвичай коливаючись від приблизно 10,800 100,000 доларів США до понад 12,000 16,000 доларів США. Фрезерні машини початкового рівня для хобі ATC CNC коштують у середньому доларів США, тоді як деякі промислові фрезерні столи ATC CNC вищого класу з розширеними можливостями, більшою робочою зоною та додатковими функціями, як правило, дорожчі. Загалом, середня вартість придбання фрезера з ЧПК ATC із пристроєм зміни інструменту становить близько доларів США. Радимо проконсультуватися з конкретними виробниками чи постачальниками, щоб визначити точну ціну відповідно до ваших потреб.
Більшість деревообробників прагнуть володіти фрезерним верстатом з ЧПК ATC, але деякі з них навіть не уявляють, скільки коштує модернізація звичайного верстата з ЧПК комплектом автоматичної зміни інструменту. Відповідно до звіту про промисловий ринок ЧПК за 2025 рік, вам доведеться додатково витратити від 3,000 до 8,000 доларів США на звичайний верстат, якщо ви захочете робити своїми руками.
Специфікації
| Марка | STYLECNC |
| Розміри таблиці | 4' x 4', 4' x 6', 4' x 8', 5' x 10', 6' x 12' |
| Вісь | 3 вісь, 4-а вісь, 4 вісь, 5 вісь |
| Можливості | 2D обробки, 2.5D обробки, 3D обробка |
| Матеріали | Дерево, метал, алюміній, мідь, латунь, камінь, піна, пластик |
| типи | Типи хобі для домашнього використання та промислові типи для комерційного використання |
| Софтвер | ArtCAM, Type3, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, Solidworks, MeshCAM, AlphaCAM, UcanCAM, MasterCAM, CASmate, PowerMILL, Fusion360, Aspire, AutoCAD, Autodesk Inventor, Alibre, Rhinoceros 3D |
| контролер | OSAI, Syntec, LNC |
| Діапазон цін | 6,000.00 - 110,000.00 доларів США |
| обслуговування OEM | Робоча область осі X, Y, Z |
| Необов’язкові деталі | Пилозбірник, роторний пристрій, вакуумний насос, серводвигуни, система охолодження, шпиндель Colombo |
типи
Автоматичні пристрої зміни інструменту поділяються на 3 загальні типи: лінійний тип, барабанний тип і ланцюговий тип, ми представимо їх окремо.
Лінійний тип
Це тип рядного чейнджера, який використовується для магазинів з 4-12 інструментами. Відрізняється швидкою зміною інструменту та простотою використання.
Тип барабана
Це тип ротаційного чейнджера, який також відомий як тип CTM ATC і дисковий тип ATC. Використовується для магазинів від 8 до 20 інструментів.
Тип ланцюга
Використовується для вертикальних верстатів з ЧПК з меншою швидкістю зміни інструменту. Розрахований на магазини з більш ніж 30 інструментами, що має найкращу вантажопідйомність.
Як змінити інструмент під час обробки з ЧПУ?
Обертовий тримач інструменту
Поворотний інструментальний стовп є одним з найпростіших змінних пристроїв, які зазвичай використовуються в токарних верстатах з ЧПК. Він може мати різні форми, наприклад квадратну, шестикутну або дискову осьову підставку для інструменту. Чотири, 6 або більше інструментів відповідно встановлюються на поворотний тримач, а біти змінюються відповідно до інструкцій пристрою з числовим керуванням. Обертовий інструментотримач повинен мати достатню міцність і жорсткість, щоб витримувати опір різання під час грубої обробки. Оскільки точність токарної обробки значною мірою залежить від положення наконечника інструмента, для токарних верстатів з цифровим керуванням комп’ютером положення інструменту не регулюється вручну під час процесу обробки, тому для забезпечення обертового інструменту більш необхідно вибрати надійну схему позиціонування та розумну структуру позиціонування. Після кожного індексування стійка має найвищу можливу точність повторного позиціонування (зазвичай 0.001-0.005mm). За звичайних обставин змінна дія поворотного тримача включає підйом тримача, індексацію тримача та натискання тримача.
Зміна головки шпинделя
Зміна інструменту шпиндельної головки є відносно простим методом зміни інструменту для верстатів з ЧПК з обертовими інструментами. Ця шпиндельна головка насправді є магазином револьверних інструментів. Шпиндельні головки бувають 2 типів: горизонтальні і вертикальні. Зазвичай індексація револьверної головки використовується для заміни головки шпинделя для здійснення автоматичної зміни інструменту. На кожному шпинделі револьверної головки попередньо встановлені обертові інструменти, необхідні для кожного процесу. Коли видається команда зміни інструменту, кожна шпиндельна головка по черзі повертається до позиції обробки, і вмикається головний рух, так що відповідний шпиндель приводить долота до обертання. Інші шпинделі в положеннях без механічної обробки відключені від основного руху. Пристрій для зміни шпиндельного інструменту економить ряд складних операцій, таких як автоматичне ослаблення, затискання, розвантаження, завантаження та розвантаження, тим самим скорочуючи час зміни та підвищуючи надійність зміни. Однак через обмеження положення в просторі структурний розмір компонентів шпинделя не може бути занадто великим, що впливає на жорсткість системи шпинделя. Щоб забезпечити жорсткість шпинделя, кількість шпинделя має бути обмежена, інакше розмір конструкції буде збільшений. Тому револьверна шпиндельна головка зазвичай підходить лише для верстатів з невеликою кількістю процесів і низькими вимогами до точності, таких як свердлильні та фрезерні верстати з числовим керуванням комп’ютером.
Система автоматичної зміни інструменту
Оскільки поворотна підставка інструменту та пристрій зміни типу головки револьверної головки не можуть вмістити занадто багато насадок, вони не можуть задовольнити потреби обробки складних деталей. Тому верстати з ЧПК ATC здебільшого використовують автоматичну зміну з інструментальними магазинами. Пристрій з інструментальним магазином складається з магазину і механізму зміни інструменту, причому процес зміни більш складний. По-перше, всі біти, які використовуються в процесі обробки, повинні бути встановлені на стандартний тримач, і після попереднього регулювання розміру зовні верстата, помістіть їх у магазин певним чином. Під час заміни спершу виберіть насадку в магазині, а потім замінник вийме насадку з магазину або шпинделя для заміни, встановить нову насадку в шпиндель і помістить стару насадку назад в магазин. Магазин має велику місткість і може бути встановлений збоку або над передньою бабкою. Оскільки в передній бабці верстата з магазином автоматичної зміни інструменту є лише один шпиндель, жорсткість компонентів шпинделя повинна бути високою, щоб відповідати вимогам точної обробки. Крім того, кількість бітів у магазині велика, тому можна виконувати багатопроцесорну обробку складних деталей, що значно покращує адаптивність та ефективність обробки верстата. Система ATC з магазином підходить для свердлильних і обробних центрів.
Як вибрати магазин та інструмент?
Тип інструментального магазину
Магазин інструментів використовується для резервування певної кількості фрезерних насадок, які можна замінити на насадки на шпинделі через маніпулятор. Існують різні типи магазинів, наприклад дискові та ланцюгові. Форма і місткість магазинів повинні визначатися відповідно до технологічного обсягу машини. У дисковому інструментальному магазині напрямок фрези збігається з напрямком шпинделя. Під час заміни свердла коробка шпинделя піднімається в певне положення, щоб свердло на шпинделі було вирівняно з нижнім положенням магазину, а фреза затиснута, шпиндель знаходиться під контролем комп’ютера, відпустіть ручку , дисковий інструментальний магазин рухається вперед, витягує фрезу на шпинделі, а потім магазин повертає свердло, яке використовується в наступному процесі, у положення, вирівняне зі шпинделем, магазин назад, вставте новий в отвір шпинделя, шпиндель затискає тримач, коробка шпинделя опускається в робоче положення, завдання зміни інструменту виконано, і наступний процес починає працювати. Перевагами цього пристрою для зміни інструменту є проста конструкція, низька вартість і висока надійність зміни інструменту. Недоліком є те, що час зміни тривалий, і він підходить для обробних центрів з невеликою ємністю магазину. Для обробних центрів, які вимагають великої ємності магазину, буде використовуватися ланцюговий інструментальний магазин. Магазин має компактну конструкцію і велику місткість магазину. Форма кільця ланцюга може бути різної форми відповідно до компонування машини. Форма, змінна позиція також може виступати, щоб полегшити зміну. При необхідності збільшення кількості фрез необхідно лише збільшити довжину ланцюга, що вносить зручність у конструкцію та виготовлення магазину.
Метод вибору інструменту
У журналі зберігається багато бітів. Перед кожною заміною необхідно вибрати біту. Зазвичай використовувані методи вибору інструментів включають послідовний метод і довільний метод. Інструменти вставляють у тримачі магазину по черзі відповідно до вимог процесу. Обробка полягає в послідовному налаштуванні бітів. При обробці різних заготовок порядок долота в магазині необхідно відрегулювати заново. Перевагою є те, що привід і управління магазином відносно прості. Таким чином, цей метод підходить для автоматичної зміни інструменту малих і середніх верстатів з ЧПУ з великими партіями обробки і невеликою кількістю різновидів заготовок. З розвитком систем числового керування більшість систем числового керування використовують метод довільного вибору інструменту, який поділяється на 3 типи кодування інструменту, кодування інструменту та тип пам’яті.
Метод кодування інструменту
Код інструменту або код тримача потрібно ідентифікувати шляхом встановлення кодової смуги на інструменті чи тримачі, яка зазвичай кодується за принципом двійкового кодування. Метод вибору використовує спеціальну структуру тримача інструменту, і кожна насадка має свій власний код, тому насадку можна повторно використовувати в різних процесах, а замінену насадку не потрібно повертати назад у вихідний тримач. Магазин великої ємності можна відповідно зменшити. Проте кожне долото має спеціальне кодуюче кільце, подовжується довжина, ускладнюється виготовлення, ускладнюється конструкція магазина та маніпулятора. Спосіб кодування тримача полягає в тому, що один ніж відповідає одному тримачу. Інструменти, вилучені з одного тримача, повинні бути покладені назад на той самий тримач. Біти вибору та розміщення є громіздкими та потребують багато часу для зміни. В даний час метод пам'яті широко використовується в обробних центрах. Таким чином, номер і положення тримача в магазині можуть бути відповідно збережені в ПЛК системи ЧПК. Інформація про інструмент завжди зберігається в ПЛК, незалежно від того, на якому пристрої встановлено інструмент. Магазин оснащено пристроєм визначення положення, який може отримати інформацію про положення кожного тримача. Таким чином інструмент можна діставати та повертати за бажанням. Магазин також має механічне походження, тож щоразу, коли вибирається ніж, вибирається найближчий ніж.
додатків
Фрезерні верстати з ЧПК ATC можуть використовуватися в широкому спектрі галузей промисловості, таких як меблі та ремонт будинку, дерев’яні ремесла, шафи, екрани, реклама, музичні інструменти або виробництво корпусів точних інструментів. А матеріали, які можна обробити, в основному включають різні неметалеві матеріали, такі як дерево, скло, камінь, пластик, акрил та ізоляційні матеріали.
Деревообробний
Домашні двері, 3D обробка хвильової дошки, двері шаф, двері з твердої деревини, дерев’яні двері для рукоділля, двері без фарби, екрани, виготовлення вікон, полірування взуття, шафи та панелі для ігрових машин, комп’ютерні столи та виготовлення панельних меблів.
Виготовлення цвілі
Він може виготовляти металеві форми, такі як мідь, алюміній, залізо тощо, а також неметалічні форми, такі як дерево, камінь, пластик, ПВХ тощо.
Реклама та хобі
Виготовлення вивісок, виготовлення логотипів, написи, вирізання акрилом, блістерне формування та прикраси.
Промислове виробництво
Він може виготовляти всілякі тіньові скульптури та рельєфні скульптури, які широко використовуються в ремісничій та подарунковій промисловості.
Пошук і усунення несправностей
Фрезерний верстат з ЧПУ з ATC є найпотужнішою класифікацією комп'ютерних верстатів з ЧПУ. Незважаючи на те, що міцність і швидкість обробки непорівнянні з іншими машинами з числовим керуванням, як повністю автоматизоване механічне обладнання, щоденний огляд і технічне обслуговування також дуже необхідні. Фрезерний верстат з ЧПК із пристроєм зміни інструментів повністю відрізняється від методів виявлення та діагностики несправностей звичайних комп’ютерних верстатів з ЧПУ.
Метод перевірки роботи машини
Метод перевірки роботи - це метод спостереження та моніторингу фактичної роботи машини для визначення місця несправності та, таким чином, для виявлення першопричини несправності. Загалом, комп’ютерні набори машин з числовим керуванням оснащені гідравлічними та пневматичними елементами керування, такими як автоматична змінна інструментів, пристрій обмінного столу, пристрій кріплення та передавальний пристрій тощо, які можна використовувати для визначення причини несправності за допомогою діагностики руху.
Метод аналізу стану
Система ЧПК може не тільки відображати інформацію про діагностику несправностей, але й надавати різні стани діагностики у формі адреси діагностики та діагностичних даних. Наприклад, якщо система повертається до контрольної точки неправильно, ви можете перевірити значення статусу відповідного параметра, щоб визначити причину збою.
Метод перевірки програмування ЧПУ
Метод перевірки програмування ЧПК також називають методом перевірки функцій програми. Це спосіб підтвердження причини збою шляхом складання спеціального сегмента тестової програми. Ви можете використати метод програмування вручну, щоб скласти програму перевірки функцій для системних функцій (таких як лінійне позиціонування, кругова інтерполяція, нарізання різьби, стандартні цикли, програми макросів користувача тощо), і запустити програму перевірки, щоб перевірити точність і надійність машини для виконання цих функцій, а потім визначити причину несправності. Зазвичай тестова програма пишеться з інструкціями щодо ремонту машини, і програма запускається, коли виникає несправність, щоб визначити, у чому полягає несправність.
Метод перевірки приладу
Метод перевірки приладу означає використання звичайних електричних приладів для вимірювання напруги кожної групи джерел живлення змінного та постійного струму, фазового постійного струму та імпульсних сигналів тощо для виявлення несправностей.
Метод самодіагностики ЧПУ
Самодіагностика системи числового керування — це метод діагностики, який використовує внутрішню програму самодіагностики або спеціальне діагностичне програмне забезпечення системи для самодіагностики та тестування ключового апаратного забезпечення всередині системи та керуючого програмного забезпечення системи. В основному це включає в себе самодіагностику під час увімкнення, онлайн-моніторинг і автономне тестування. Машина з ЧПК використовує функцію самодіагностики системи, яка може легко відображати стан сигналу інтерфейсу між системою та кожною частиною та з’ясовувати загальне місце несправності. Це найбільш часто використовуваний метод у процесі діагностики несправностей.