Meghatározás
Az Automatic Tool Changer egy eszköz a szerszámok orsó és a szerszámtár között történő mozgatására, be- és kirakodására. Az Automatic Tool Changer az ATC teljes neve a CNC megmunkálásban.
Az automatikus szerszámcserélő készletek folyamatos megmunkálással hajtják a CNC gépet, vagyis minden egyes folyamat befejezése után a következő folyamatban használt új szerszám automatikusan orsóra cserélődik, és az orsó felveszi a szerszámot, a szerszámcsere általában a manipulátor, a tár és az orsó összehangolt működésével teljesedik ki.
A többorsós CNC útválasztókkal összehasonlítva az ATC-nek csak egy orsóra van szüksége a fejtartóban, az orsó alkatrészei kellő merevséggel rendelkeznek, hogy megfeleljenek a különféle precíziós megmunkálás követelményeinek. Emellett a szerszámtárban nagyszámú szerszám tárolható összetett alkatrészek többlépcsős megmunkálásához, ami jelentősen javíthatja a szerszámgépek alkalmazkodóképességét és megmunkálási hatékonyságát. Az ATC rendszer 2 részből áll: egy szerszámtárból és egy automatikus szerszámcserélő berendezésből. 2 fő előnye van: az 1., hogy csak egy orsó van lefoglalva, ami előnyös az orsó szerkezetének egyszerűsítéséhez és az orsó merevségének javításához; a 2., hogy a könyvtárban nagyszámú, különböző típusú és funkciójú router bit tárolható, ami kényelmesen elvégezhető a különféle összetett és többlépéses feldolgozási eljárások.
Az automatizált szerszámcserélő készlet szerszámtárból, szerszámkiválasztó rendszerből, szerszámcsere-mechanizmusból és egyéb alkatrészekből áll, és a szerkezet bonyolultabb. Feladata a bit áthelyezése a tár és az orsó között, a használandó bit orsóhoz tolása, majd a kicserélt bit visszaküldése a benne lévő tárba. Bár ez a változtatási módszer nem olyan egyszerű, mint az előző, elkerüli, hogy a tár és az orsó elmozduljon a szerszámcseréhez, és helyette egy automata szerszámcserélő található. Ezáltal csökken a mechanikai alkatrészek mozgási tartománya, gyorsabban történik a csere, és rugalmasabb a tervezési elrendezés is.
Működési elv
Az automatikus szerszámcserélő rendszerben azt az eszközt, amely a szerszám tár és az orsó közötti áthelyezését, be- és kirakodását valósítja meg, szerszámcserélőnek nevezzük. A szerszámok cseréjének két módja van: a tár és az orsó egymáshoz viszonyított mozgása, valamint a manipulátor. A szerszámcsere megvalósításához a tár és az orsó egymáshoz viszonyított mozgását használó készüléknek a szerszámcsere során először vissza kell juttatnia a használt szerszámot a tárba, majd ki kell vennie az új szerszámot a tárból. A 2 művelet nem hajtható végre egyszerre, és a szerszámcsere hosszabb ideig tart.
A manipulátorszerszámváltó azonban a csere során egyszerre tudja megragadni és betölteni és kirakni az orsóban és a tárban lévő biteket, így a csereidő tovább lerövidül. A legelterjedtebb a robottal végzett szerszámcsere módszere. Ennek az az oka, hogy a manipulátor rugalmasan változik, gyorsan működik, és egyszerű a felépítése. A manipulátor egy sor műveletet hajthat végre, mint például megfogás - rajzolás - elfordítás - beillesztés - visszahelyezés. A bit leesésének megakadályozása érdekében a manipulátor mozgatható karma önzáró mechanizmussal van felszerelve.
Jellemzők és előnyök
A nagy teljesítményű automatikus szerszámcserélő orsót alkalmazzák, jó indítási teljesítménnyel és nagy nyomatékkal, amely teljes mértékben kihasználja a gép nagy sebességének és nagyobb hatékonyságának előnyeit. Japánban gyártott, nagy nyomatékú szervomotort alkalmaz, amelynek előnyei az alacsony zajszint, a nagy sebesség és a nagy pozicionálási pontosság. Egyedülálló szerszámtárral felszerelve tetszés szerint cserélheti a szükséges maró biteket. A szerszámcsere csak néhány másodpercet vesz igénybe. A standard szerszámtárhoz 8 szerszám tartozik, és egy nagyobb kapacitású szerszámtár is testreszabható.
kiadások
Az ATC (Automatic Tool Changer) CNC útválasztó gép ára nagymértékben változhat a gép specifikációitól, méretétől, jellemzőitől és márkájától függően, általában kb. $10,800 felett $100,000. A belépő szintű hobbi ATC CNC router készletek ára átlagosan $12,000, míg néhány magasabb szintű ipari ATC CNC útválasztó asztal fejlett képességekkel, nagyobb munkaterülettel és további funkciókkal általában drágább. Összességében egy szerszámcserélős ATC CNC router beszerzésének átlagos költsége kb $16,000. Javasoljuk, hogy konzultáljon konkrét gyártókkal vagy beszállítókkal az Ön igényeinek megfelelő pontos árképzés érdekében.
A legtöbb famegmunkáló alig várja, hogy egy ATC CNC útválasztót vásároljon, de néhányuknak fogalmuk sincs, mennyibe kerül egy közönséges CNC gép frissítése egy automatikus szerszámcserélő készlettel. A 2025-ös ipari CNC-piaci jelentés szerint további költségeket kell költenie $3,000-ig $8,000 egy rendes gép tetején, ha barkácsolni akarsz.
Műszaki adatok
| Márka | STYLECNC |
| Asztali méretek | 4' x 4', 4' x 6', 4' x 8', 5' x 10', 6' x 12' |
| Tengely | 3 Tengely, 4. tengely, 4 Tengely, 5 Tengely |
| Képesség | 2D megmunkálás, 2.5D megmunkálás, 3D megmunkálás |
| Anyagok | Fa, fém, alumínium, réz, sárgaréz, kő, hab, műanyag |
| Típusai | Hobbi típusok otthoni használatra és ipari típusok kereskedelmi használatra |
| szoftver | ArtCAM, Type3, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, Solidworks, MeshCAM, AlphaCAM, UcanCAM, MasterCAM, CASmate, PowerMILL, Fusion360, Aspire, AutoCAD, Autodesk Inventor, Alibre, Rhinoceros 3D |
| ellenőr | OSAI, Syntec, LNC |
| Árkategória | $ 6,000.00 - $110,000.00 |
| OEM Service | X, Y, Z tengely munkaterület |
| Opcionális alkatrészek | Porgyűjtő, forgóeszköz, vákuumszivattyú, szervomotorok, hűtőrendszer, Colombo orsó |
Típusai
Az automatikus szerszámcserélők 3 általános típusra oszthatók: lineáris típusra, dobtípusra és lánctípusra, ezeket egyenként mutatjuk be.
Lineáris típus
Ez egy soros váltótípus, amelyet 4-12 szerszámos tárokhoz használnak. Jellemzője a gyors szerszámcsere és a könnyű használat.
Dob típusa
Ez egyfajta forgóváltó, amely CTM típusú ATC és tárcsa típusú ATC néven is ismert. 8-20 szerszámos folyóiratokhoz használják.
Lánc típus
Kisebb szerszámcsere sebességű függőleges CNC gépekhez használják. Több mint 30 szerszámot tartalmazó magazinokhoz tervezték, amelyek a legjobb szerszámtartó kapacitással rendelkeznek.
Hogyan cseréljünk szerszámot a CNC megmunkálásban?
Forgó szerszámtartó
A forgó szerszámoszlop az egyik legegyszerűbb váltó, amelyet általában a CNC esztergagépekben használnak. Különféle formákra tervezhető, például négyzet alakú, hatszögletű vagy tárcsa típusú axiális szerszámtartóra. Négy, 6 vagy több szerszám van felszerelve a forgó tartóra, és a bitek cseréje a numerikus vezérlőegység utasításai szerint történik. A forgószerszámtartónak jó szilárdságúnak és merevnek kell lennie, hogy ellenálljon a durva megmunkálás során jelentkező vágási ellenállásnak. Mivel az esztergálási megmunkálási pontosság nagymértékben függ a szerszámcsúcs helyzetétől, a számítógépes numerikus vezérlésű esztergagépeknél a megmunkálási folyamat során a szerszámpozíció manuális beállítása nem történik meg, ezért inkább megbízható pozicionálási sémát és ésszerű pozicionálási struktúrát kell választani a forgószerszám biztosításához. Minden indexelés után a rack a lehető legnagyobb ismétlődő pozicionálási pontossággal rendelkezik (általában 0.001-0.005mm). Normál körülmények között a forgó tartó cseréje magában foglalja a tartóemelést, a tartó indexelést és a tartó benyomását.
Orsófej csere
Az orsófej-szerszámcsere egy viszonylag egyszerű szerszámcsere módszer a forgó szerszámokkal rendelkező CNC gépek számára. Ez az orsófej valójában egy revolverfejű szerszámtár. Kétféle orsófej létezik: vízszintes és függőleges. Általában a revolver-indexelést használják az orsófej cseréjére az automatikus szerszámcsere megvalósítása érdekében. A torony minden orsójára az egyes folyamatokhoz szükséges forgószerszámok előre fel vannak szerelve. Szerszámcsere parancs kiadásakor minden orsófej felváltva fordul a feldolgozási pozícióba, és a főmozgás bekapcsol, így a megfelelő orsó a bitet forgatni hajtja. A többi, nem megmunkálási pozícióban lévő orsót leválasztják a főmozgásról. Az orsós szerszámcserélő egy sor bonyolult műveletet takarít meg, mint például az automatikus lazítás, befogás, kirakodás, be- és kirakodás, ezáltal lerövidíti a csereidőt és javítja a csere megbízhatóságát. A térhelyzet korlátai miatt azonban az orsóelemek szerkezeti mérete nem lehet túl nagy, ami befolyásolja az orsórendszer merevségét. Az orsó merevségének biztosítása érdekében az orsó számát korlátozni kell, ellenkező esetben a szerkezet mérete megnő. Ezért a toronyorsófej általában csak kevés folyamatot és alacsony precizitást igénylő gépekhez alkalmas, például számítógépes numerikus vezérlésű fúró- és marógépekhez.
Automatikus szerszámváltó rendszer
Mivel a forgószerszámtámasz és a revolverfej típusú váltó nem tud túl sok bitet befogadni, nem tudják kielégíteni az összetett alkatrészek feldolgozási igényeit. Ezért az ATC CNC gépek többnyire automata váltót használnak szerszámtárral. A szerszámtárral ellátott készülék egy tárból és egy szerszámcserélő mechanizmusból áll, és a csere folyamata bonyolultabb. Először is, a megmunkálási folyamatban használt összes bitet a szabványos tartóra kell felszerelni, és a gépen kívüli méret előállítása után, meghatározott módon helyezni a tárba. Cserekor 1. válassza ki a fúrófejet a tárban, majd a váltó kiveszi a bitet a tárból vagy az orsóból cserére, az orsóba helyezi az új bitet, majd visszahelyezi a régi bitet a tárba. A tár nagy kapacitású, oldalra vagy a fejléc fölé szerelhető. Mivel az automatikus szerszámcserélő tárral rendelkező gép fejrészében csak egy orsó található, az orsó alkatrészek merevségének magasnak kell lennie, hogy megfeleljen a precíziós megmunkálás követelményeinek. Ráadásul a tárban nagy a bitek száma, így összetett alkatrészek többfolyamatos feldolgozása is elvégezhető, ami nagymértékben javítja a gép alkalmazkodóképességét és feldolgozási hatékonyságát. A tárral ellátott ATC rendszer fúró- és megmunkálóközpontokhoz alkalmas.
Hogyan válasszunk magazint és eszközt?
Szerszámmagazin típusa
A szerszámtár bizonyos számú maróbit lefoglalására szolgál, amelyek a manipulátoron keresztül kicserélhetők az orsón lévő bitekkel. Különféle típusú folyóiratok léteznek, mint például a lemezes és a láncos tárak. A tárak formáját és kapacitását a gép technológiai terjedelmének megfelelően kell meghatározni. A tárcsás szerszámtárban a maró bit iránya az orsó irányával azonos. A bit cseréjekor az orsódoboz felemelkedik egy bizonyos pozícióba, így az orsón lévő bit a tár alsó helyzetéhez igazodik, és a maró bit be van szorítva, az orsót a számítógép vezérli, engedje el a fogantyút , a tárcsaszerszámtár előremozdul, kihúzza a maró bitet az orsón, majd a tár a következő folyamatban használt bitet elforgatja az orsóhoz igazodó pozícióba, a tár hátrafelé, helyezze be az új beleharap az orsó furatába, az orsó befogja a tartót, az orsódoboz munkahelyzetbe süllyed, a szerszámcsere feladat befejeződött, és a következő folyamat kezdődik. Ennek a szerszámcserélőnek az előnyei az egyszerű felépítés, az alacsony költség és a jó cseremegbízhatóság. Hátránya, hogy hosszú a váltási idő, kis tárkapacitású megmunkálóközpontokhoz alkalmas. A nagy tárkapacitást igénylő megmunkálóközpontokhoz láncszerszámtárat használnak. A tár kompakt felépítésű és nagy tárkapacitású. A láncgyűrű formája a gép elrendezésének megfelelően többféle típusra alakítható. Forma, a váltópozíció ki is húzható a változtatás megkönnyítése érdekében. Ha növelni kell a router bitek számát, csak a lánc hosszát kell növelni, ami kényelmesebbé teszi a tár tervezését és gyártását.
Szerszámválasztási módszer
A magazinban sok bit található. Minden változtatás előtt ki kell választani a bitet. Az általánosan használt szerszámkiválasztási módszerek közé tartozik a szekvenciális módszer és az önkényes módszer. A szerszámokat a folyamatkövetelményeknek megfelelően sorra helyezik a tár tartóiba. A feldolgozás célja a bitek sorrendbe állítása. Különböző munkadarabok megmunkálásakor a bitek sorrendjét a tárban újra be kell állítani. Előnye, hogy a tár meghajtása és vezérlése viszonylag egyszerű. Ezért ez a módszer alkalmas kis és közepes méretű számítógépes numerikus vezérlőgépek automatikus szerszámcseréjére, nagy feldolgozási tételekkel és kis számú munkadarab-fajtával. A numerikus vezérlőrendszer fejlesztésével a legtöbb numerikus vezérlőrendszer az önkényes szerszámkiválasztás módszerét alkalmazza, amely 3 típusú szerszámtartó kódolásra, szerszámkódolásra és memóriatípusra oszlik.
Szerszámkódolási módszer
A szerszámkódot vagy tartókódot úgy kell azonosítani, hogy a szerszámra vagy a tartóra egy kódsort kell telepíteni, amelyet általában a bináris kódolás elve szerint kódolnak. A kiválasztási módszer egy speciális szerszámtartó struktúrát alkalmaz, és minden bitnek saját kódja van, így a bit újra felhasználható különböző folyamatokban, és a lecserélt bitet nem kell visszatenni az eredeti tartóba. A nagy kapacitású tár ennek megfelelően csökkenthető. Azonban minden bitnek van egy speciális kódológyűrűje, meghosszabbodik a hossza, nehézkes a gyártás, bonyolulttá válik a tár és a manipulátor felépítése. A tartó kódolási módja az, hogy egy kés egy tartónak felel meg. Az egyik tartóból eltávolított szerszámokat ugyanarra a tartóra kell visszatenni. A bitek kiválasztása és elhelyezése nehézkes, és sok időt vesz igénybe a csere. Jelenleg a memóriamódszert széles körben használják a megmunkáló központokban. Ily módon a tárban lévő tartó száma és pozíciója ennek megfelelően tárolható a CNC rendszer PLC-jében. A szerszáminformáció mindig a PLC-ben tárolódik, függetlenül attól, hogy a szerszám melyik rögzítőelembe van behelyezve. A tár pozícióérzékelő készülékkel van felszerelve, amely minden tartó pozícióinformációit lekéri. Így a szerszám tetszés szerint kivehető és visszaküldhető. A táron mechanikus eredet is található, így minden alkalommal, amikor kiválasztunk egy kést, a legközelebbi kés kerül kiválasztásra.
Alkalmazási területek
Az ATC CNC router gépek számos iparágban használhatók, mint például bútorgyártás és lakberendezés, fa kézművesség, szekrények, képernyők, reklám, hangszerek vagy precíziós hangszerhéj-feldolgozó ipar. A feldolgozható anyagok pedig főként a különféle nemfémes anyagokat foglalják magukban, mint a fa, üveg, kő, műanyag, akril és szigetelőanyagok.
Faipari
Lakásajtók, 3D hullámtábla megmunkálás, szekrényajtók, tömörfa ajtók, kézműves faajtók, festékmentes ajtók, paravánok, kézműves ablakgyártás, cipőfényesítők, játékgépek szekrényei és panelei, számítógépasztalok és panelbútorok készítése.
Penészkészítés
Fémformákat, például réz-, alumínium-, vas- és egyéb, valamint nem fémformákat, például fa, kő, műanyag, PVC stb. készíthet belőle.
Reklám és hobbi
Reklámkészítés, logókészítés, feliratozás, akril vágás, buborékfólia készítés és dekoráció.
Ipari gyártás
Mindenféle árnyékszobrot és domborműves szobrot készíthet vele, amelyeket széles körben használnak a kézműves és ajándékiparban.
Hibaelhárítás
Az ATC-vel ellátott CNC router a számítógépes numerikus vezérlőgépek legerősebb osztályozása. Bár a megmunkálási szilárdság és sebesség összehasonlíthatatlan más számítógépes numerikus vezérlőgépekkel, teljesen automatizált gépészeti berendezésként a napi ellenőrzés és karbantartás is nagyon szükséges. A szerszámcserélővel ellátott CNC router teljesen eltér a hagyományos számítógépes numerikus vezérlőgépek észlelési és hibadiagnosztikai módszereitől.
A gép működésének vizsgálati módszere
Az üzemellenőrzési módszer a gép tényleges működésének megfigyelésére és felügyeletére szolgáló módszer a meghibásodás helyzetének meghatározására és ezáltal a hiba kiváltó okának felkutatására. Általánosságban elmondható, hogy a számítógépes numerikus vezérlőgép-készletek hidraulikus és pneumatikus vezérlőelemeket alkalmaznak, például automatizált szerszámcserélőt, csereasztal-eszközt, rögzítő- és sebességváltó-eszközt stb., amelyek felhasználhatók a hiba okának meghatározására a mozgásdiagnosztikán keresztül.
Állapotelemzési módszer
A CNC rendszer nem csak hibadiagnosztikai információkat tud megjeleníteni, hanem különböző diagnosztikai állapotokat is biztosít diagnosztikai cím és diagnosztikai adatok formájában. Például, ha a rendszer helytelenül tér vissza a referenciaponthoz, ellenőrizheti a megfelelő paraméter állapotértékét a hiba okának meghatározásához.
CNC programozási ellenőrzési módszer
A CNC programozás-ellenőrző módszert programfunkció-teszt módszernek is nevezik. Ez egy módszer a hiba okának megerősítésére egy speciális tesztprogram-szegmens összeállításával. A kézi programozási módszerrel összeállíthat egy funkcióteszt programot a rendszer funkcióihoz (például lineáris pozicionálás, körinterpoláció, szálvágás, konzerv ciklusok, felhasználói makró programok stb.), majd futtathatja a tesztprogramot a pontosság és a a gép megbízhatósága e funkciók elvégzéséhez, majd meghatározza a hiba okát. Általában egy tesztprogramot írnak a gép javítására vonatkozó utasításokkal, és a program akkor fut le, amikor hiba lép fel, hogy megállapítsák, mi a hiba.
Műszervizsgálati módszer
A műszerellenőrzési módszer a hagyományos elektromos műszerek használatát jelenti a váltakozó és egyenáramú tápegységek egyes csoportjainak feszültségének, a fázis egyen- és impulzusjeleknek stb. mérésére a hibák feltárása érdekében.
Numerikus vezérlőrendszer öndiagnosztikai módszere
A numerikus vezérlőrendszer öndiagnosztikája olyan diagnosztikai módszer, amely a rendszer belső öndiagnosztikai programját vagy speciális diagnosztikai szoftverét használja a rendszeren belüli kulcshardver és a rendszer vezérlőszoftverének öndiagnózisára és tesztelésére. Főleg bekapcsolási öndiagnosztikát, online megfigyelést és offline tesztelést tartalmaz. A CNC gép a rendszer öndiagnózis funkcióját használja, amellyel könnyen kijelezhető a rendszer és az egyes alkatrészek közötti interfész jel állapota, és kideríthető a hiba általános helye. Ez a leggyakrabban használt módszer a hibadiagnosztikai folyamatban.