Как осуществляется автоматическая смена инструмента на станке с ЧПУ

Обрабатывающие станки с ЧПУ оснащаются функцией замены рабочего элемента, выполняемой без участия оператора. Автоматическая смена инструмента на станках с ЧПУ повышает производительность, помогает сократить простои и время на смену обрабатывающего элемента.

Разновидности механизмов

К механизмам автоматической смены относятся магазины инструментов, револьверные головки, автооператоры. Их основная задача выполнить замену в максимально короткие сроки. При этом необходимо получить постоянное, точное позиционирование, когда вылет и расположение оси фрезы или сверла сохраняются.

Револьверную головку используют при низких требованиях к точности и при потребном количестве до 8 единиц. Операция занимает 1-3 сек. После перемещения в рабочее положение один из шпинделей становится приводным, получает вращение от главпривода. Устройство применяется на токарных, фрезерных, сверлильных станках.

Виды конструкций

Конструкция магазина инструментов бывает:

  1. Барабанной.
  2. Цепной.
  3. Дисковой.
  4. Планетарной.

Инструмент в любой из этих конструкций ориентируется параллельно, радиально или под углом к центральной оси шпинделя станка. При потребности 30-40 единиц нужны устройства дискового или барабанного типа, с ростом потребности до 100 единиц – цепного.

Необходимые для обработки инструменты размещаются в гнездах магазина станка. Каждая из ячеек запрограммирована под своим номером, что облегчает поиск. Система датчиков и приборов обратной связи отслеживают его в ячейке.

Способы смены инструмента

Автозамена инструмента происходит по двум схемам, когда магазин перемешается («зонтик») и не перемещается («рука»).

Когда возникает необходимость замены рабочего элемента по схеме «зонтик», система числового программного управления отправляет шпиндель в позицию возле магазина. Он смещается к той же точке, пока не произойдет совмещение фрезы или сверла со свободной ячейкой. Узел главпривода смещается и отпускает отработанный рабочий элемент. Затем магазин проворачивается, подставляя нужное сверло или фрезу. Шпиндель ЧПУ закрепляет его и отъезжает. Устройство занимает исходное положение.

При неподвижном устройстве, узел главпривода подъезжает в заданную позицию возле устройства, которое перемещается пока рабочий элемент расположится рядом со шпинделем. Механическая «рука» захватывает сразу два рабочих элемента – сменный и отработавший, захват отъезжает, меняет инструменты местами. Потом возвращается, сменный элемент фиксируется шпинделем, а другой остается в накопительном устройстве.

Расположение инструментального магазина

Располагаться устройство на станке может на колонне, столе, шпиндельной головке, в зоне вне оборудования.

Монтаж устройства на столе приводит к ограничению полезной площади, значительным потерям времени на операцию смены рабочего элемента, поэтому применяется редко.

Существенно облегчается загрузка и транспортировка, если устройство находится на шпиндельных головках станков. Рабочий элемент подводится до совмещения с осью вращения. Оправку со сверлом берет гильза и переносит из накопителя. При следующем цикле происходит подъем узла главпривода, затем поворот револьверного накопителя.

Смена осуществляется без участия оператора, в автоматическом режиме. Устройство имеет ограничение по вместимости, приличный рабочий ход и мощнее привод, чем у револьверной головки.

Большой вместимостью (на 12-120 единиц) обладают устройства, вынесенные на колонну или за станок. Такая компоновка влечет усложнение конструкции, возникает потребность в автооператорах и транспортных механизмах. Увеличиваются затраты времени. Потребная емкость определяется количеством операций технологического цикла обработки, наружным диаметром, находящегося в накопителе инструмента. Оптимальной принята возможность размещения 30 рабочих элементов.

Компоновочные схемы

Существующие схемы компоновки:

  1. С функцией смены режущего инструмента одним шпинделем.
  2. С полной заменой узла шпинделя. Сюда относятся револьверные головки и магазины шпиндельных гильз.
  3. Комбинированная система, когда используется ручной режим вместе с автоматическим или магазин совместно с револьверной головкой.

Существующая конструкция магазина шпиндельных гильз, где использована линейная и барабанная компоновка, допускает установку от 15 до 20 гильз. У него достаточно жесткий шпиндельный узел, надежная фиксация. К недостаткам относится то, что механизм слишком громоздкий и дорогой.

Сократить время замены помогают комбинированные механизмы, имеющие револьверную головку и магазин.

Распространены многоцелевые станки, когда замена происходит в 1 шпинделе. У них есть возможность закрепления большого количества инструментов за счет оснащения сменными магазинами, механизмами пакетной замены, стеллажами внестаночного хранения. Манипуляции со сменой рабочего элемента выполняет портальный робот.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Переработка и утилизации отходов, виды металлов, обзор оборудования, классификация отходов