Määritelmä
Automaattinen työkalunvaihtaja on laite työkalujen siirtämiseen, lataamiseen ja purkamiseen karan ja työkalumakasiinin välillä. Automatic Tool Changer on ATC:n koko nimi CNC-koneistuksessa.
Automaattiset työkalunvaihtosarjat käyttävät CNC-konetta jatkuvalla työskentelyllä, eli jokaisen prosessin päätyttyä uusi työkalu, jota käytetään seuraavassa prosessissa, vaihdetaan automaattisesti karaksi ja kara poimii työkalun, työkalujen vaihto on yleensä viimeistelee manipulaattorin, makasiinin ja karan koordinoidun toiminnan.
Verrattuna monikaraisiin CNC-reitittimiin, ATC tarvitsee vain yhden karan päätypuomissa, karakomponentit ovat riittävän jäykkiä erilaisten tarkkuustyöstöjen vaatimuksiin. Lisäksi työkalumakasiini voi säilyttää suuren määrän työkaluja monimutkaisten osien monivaiheiseen työstöön, mikä voi parantaa merkittävästi työstökoneiden sopeutumiskykyä ja työstötehokkuutta. ATC-järjestelmä koostuu kahdesta osasta: työkalumakasiini ja automaattinen työkalunvaihtolaite. Sillä on 2 suurta etua: 2. on, että vain yksi kara on varattu, mikä on hyödyllistä yksinkertaistaa karan rakennetta ja parantaa karan jäykkyyttä; Toinen on, että kirjastoon voidaan tallentaa suuri määrä reitittimen bittejä eri tyypeillä ja toiminnoilla, mikä on kätevää suorittaa erilaisia monimutkaisia ja monivaiheisia prosessointimenettelyjä.
Automaattinen työkalunvaihtosarja koostuu työkalumakasiinista, työkalun valintajärjestelmästä, työkalunvaihtomekanismista ja muista osista, ja rakenne on monimutkaisempi. Se vastaa terän siirtämisestä makasiinin ja karan välillä, käytettävän terän työntämisestä karaan ja sitten vaihdetun terän lähettämisestä takaisin makasiinin sisällä. Vaikka tämä vaihtomenetelmä ei olekaan yhtä yksinkertainen kuin edellinen, se estää makasiinin ja karan liikkumisen työkalun vaihdon yhteydessä ja korvataan automaattisella työkalunvaihtajalla. Tällä tavoin mekaanisten komponenttien liikealue pienenee, vaihto tapahtuu nopeammin ja suunnittelun asettelu on myös joustavampi.
Toimintaperiaate
Automaattisessa työkalunvaihtojärjestelmässä työkalun vaihtajaksi kutsutaan laitetta, joka toteuttaa työkalun siirron ja lataamisen ja purkamisen makasiinin ja karan välillä. Työkaluja voidaan vaihtaa kahdella tavalla: makasiinin ja karan suhteellinen liike sekä manipulaattori. Laitteen, joka käyttää työkalun vaihdon toteuttamiseen makasiinin ja karan suhteellista liikettä, tulee ensin palauttaa käytetty työkalu makasiiniin työkalua vaihdettaessa ja sitten ottaa uusi työkalu makasiinista. Näitä kahta toimenpidettä ei voida suorittaa samanaikaisesti, ja työkalun vaihtoaika on pidempi.
Manipulaattorin työkalunvaihtaja voi kuitenkin tarttua ja ladata ja purkaa karan ja makasiinin terät samanaikaisesti vaihdon aikana, jolloin vaihtoaika lyhenee entisestään. Työkalujen vaihtomenetelmä robotilla on yleisimmin käytetty. Tämä johtuu siitä, että manipulaattori on joustava muuttuessaan, nopea toiminta ja yksinkertainen rakenteeltaan. Manipulaattori voi suorittaa sarjan toimintoja, kuten tarttuminen - piirtäminen - kääntäminen - työntäminen - palauttaminen. Kärjen putoamisen estämiseksi manipulaattorin liikkuva kynsi on varustettu itselukittuvalla mekanismilla.
Ominaisuudet ja edut
Tehokas automaattinen työkalunvaihtokara on otettu käyttöön, jolla on hyvä käynnistysteho ja suuri vääntömomentti, mikä voi antaa täyden pelin koneen suuren nopeuden ja paremman hyötysuhteen eduille. Se käyttää Japanissa valmistettua korkean vääntömomentin servomoottoria, jonka etuna on alhainen melu, suuri nopeus ja korkea paikannustarkkuus. Ainutlaatuisella työkalumakasiinilla varustettuna voit vaihtaa tarvittavat jyrsimen terät mieleiseksesi. Työkalun vaihtoaika kestää vain muutaman sekunnin. Vakiotyökalumakasiinissa on 8 työkalua, ja suuremman kapasiteetin työkalumakasiini voidaan räätälöidä.
kustannukset
ATC (Automatic Tool Changer) CNC-reititinkoneen hinta voi vaihdella suuresti koneen teknisten tietojen, koon, ominaisuuksien ja merkin mukaan, tyypillisesti noin $10,800 yli $100,000. Aloitustason harrastus ATC CNC -reititinsarjat maksavat keskimäärin $12,000, kun taas jotkin korkealuokkaiset teolliset ATC CNC -reititinpöydät edistyneillä ominaisuuksilla, suuremmilla työalueilla ja lisäominaisuuksilla ovat yleensä kalliimpia. Kaiken kaikkiaan työkalunvaihtajalla varustetun ATC CNC -reitittimen hankintahinta on noin $16,000. On suositeltavaa kysyä tiettyjä valmistajia tai toimittajia tarkan hinnoittelun saamiseksi tarpeidesi mukaan.
Suurin osa puutyöntekijöistä on innokas hankkimaan ATC CNC -reitittimen, mutta osa heistä ei tiedä, kuinka paljon tavallisen CNC-koneen päivittäminen automaattisella työkalunvaihtosarjalla maksaa. Vuoden 2025 teollisen CNC-markkinaraportin mukaan joudut käyttämään ylimääräistä $3,000 asti $8000 tavallisen koneen päälle, jos haluat tehdä itse.
tekniset tiedot
| Brändi | STYLECNC |
| Pöydän koot | 4' x 4', 4' x 6', 4' x 8', 5' x 10', 6' x 12' |
| Akseli | 3 akseli, 4th Axis, 4 akseli, 5 akseli |
| Capability | 2D-työstö, 2.5D-työstö, 3D Koneistus |
| Materiaalit
| Puu, metalli, alumiini, kupari, messinki, kivi, vaahto, muovi |
| Tyypit | Harrastustyypit kotikäyttöön ja teolliset tyypit kaupalliseen käyttöön |
| Tuotteemme | ArtCAM, Type3, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, Solidworks, MeshCAM, AlphaCAM, UcanCAM, MasterCAM, CASmate, PowerMILL, Fusion360, Aspire, AutoCAD, Autodesk Inventor, Alibre, Rhinoceros 3D |
| ohjain | OSAI, Syntec, LNC |
| Hintaluokka | $ 6,000.00 - $110,000.00 |
| OEM Service | X-, Y-, Z-akselin työalue |
| Valinnaiset osat | Pölynkerääjä, Pyörivä laite, Tyhjiöpumppu, Servomoottorit, Jäähdytysjärjestelmä, Colombo-kara |
Tyypit
Automaattiset työkalunvaihtajat on jaettu kolmeen yleiseen tyyppiin: lineaarinen tyyppi, rumputyyppi ja ketjutyyppi, esittelemme ne yksitellen.
Lineaarinen tyyppi
Tämä on eräänlainen in-line-vaihtaja, jota käytetään 4–12 työkalun makasiinien kanssa. Siinä on nopea työkalunvaihto ja helppokäyttöisyys.
Rumputyyppi
Tämä on eräänlainen pyörivä vaihtaja, joka tunnetaan myös nimellä CTM-tyyppinen ATC ja levytyyppinen ATC. Sitä käytetään aikakauslehdissä, joissa on 8-20 työkalua.
Ketjutyyppi
Sitä käytetään pystysuuntaisissa CNC-koneissa, joissa työkalun vaihtonopeus on pienempi. Se on suunniteltu lehtiin, joissa on yli 30 työkalua ja jolla on paras työkalun kantavuus.
Kuinka vaihtaa työkalua CNC-koneistuksessa?
Pyörivä työkalun pidike
Pyörivä työkalutolppa on yksi yksinkertaisimmista vaihtajista, jota käytetään yleisesti CNC-sorveissa. Se voidaan suunnitella erilaisiin muotoihin, kuten neliömäinen, kuusikulmainen tai kiekkotyyppinen aksiaalinen työkalutuki. Pyörivään pidikkeeseen on asennettu neljä, kuusi tai useampi työkalu, ja terät vaihdetaan numeerisen ohjauslaitteen ohjeiden mukaan. Pyörivän työkalun pidikkeen tulee olla rakenteeltaan hyvä lujuus ja jäykkyys kestämään leikkausvastusta karkean koneistuksen aikana. Koska sorvauksen työstötarkkuus riippuu suurelta osin työkalun kärjen asennosta, tietokoneella numeerisella ohjaussorveilla työkalun asentoa ei säädetä manuaalisesti koneistusprosessin aikana, joten on tärkeämpää valita luotettava paikoitusmalli ja kohtuullinen paikoitusrakenne pyörivän työkalun varmistamiseksi. Jokaisen indeksoinnin jälkeen telineellä on suurin mahdollinen toistuva paikannustarkkuus (yleensä 0.001-0.005mm). Normaaleissa olosuhteissa pyörivän pidikkeen vaihtotoiminto sisältää pitimen noston, pidikkeen indeksoinnin ja pidikkeen painamisen.
Karan pään vaihto
Karan pään työkalun vaihto on suhteellisen yksinkertainen työkalunvaihtomenetelmä CNC-koneille, joissa on pyörivät työkalut. Tämä karapää on itse asiassa tornityökalumakasiini. Karan päitä on 2 tyyppiä: vaaka- ja pystysuora. Yleensä revolveriindeksointia käytetään karan pään vaihtamiseen automaattisen työkalunvaihdon toteuttamiseksi. Jokaiseen tornin karaan on esiasennettu kutakin prosessia varten tarvittavat pyörivät työkalut. Kun työkalunvaihtokomento annetaan, kukin karapää kääntyy vuorotellen prosessointiasentoon ja pääliike kytkeytyy päälle niin, että vastaava kara ajaa terän pyörimään. Muut karat, jotka ovat ei-työstöasennossa, on irrotettu pääliikkeestä. Karatyökalun vaihtolaite säästää joukon monimutkaisia toimintoja, kuten automaattista löysäämistä, puristamista, purkamista, lastausta ja purkamista, mikä lyhentää vaihtoaikaa ja parantaa vaihdon luotettavuutta. Tilan asennon rajoituksesta johtuen karakomponenttien rakenteellinen koko ei kuitenkaan voi olla liian suuri, mikä vaikuttaa karajärjestelmän jäykkyyteen. Karan jäykkyyden varmistamiseksi karan lukumäärää on rajoitettava, muuten rakenteen koko kasvaa. Siksi revolverikaran pää soveltuu yleensä vain koneisiin, joissa on vähän prosesseja ja vähän tarkkuusvaatimuksia, kuten tietokoneella numeerisella ohjauksella varustettuihin poraus- ja jyrsinkoneisiin.
Automaattinen työkalunvaihtojärjestelmä
Koska pyörivä työkalun tuki ja revolveripäätyyppinen vaihtaja ei voi majoittaa liian montaa terää, ne eivät voi vastata monimutkaisten osien käsittelytarpeita. Siksi ATC CNC -koneissa käytetään useimmiten automaattisia vaihtajia työkalumakasiinilla. Työkalumakasiinilla varustettu laite koostuu makasiinista ja työkalunvaihtomekanismista, ja vaihtoprosessi on monimutkaisempi. Ensinnäkin kaikki koneistusprosessissa käytetyt terät tulee asentaa vakiopitimeen ja koneen ulkopuolella esisäädön jälkeen laittaa ne makasiiniin tietyllä tavalla. Vaihdossa ensin valitaan makasiinissa oleva terä, jonka jälkeen vaihtaja ottaa makasiinista tai karasta terän vaihtoa varten, laittaa uuden terän karaan ja laittaa vanhan takaisin makasiiniin. Makasiinissa on suuri kapasiteetti ja se voidaan asentaa sivulle tai yläpuomiin. Koska koneessa on vain yksi kara automaattisen työkalunvaihtomakasiinin kanssa, karakomponenttien jäykkyyden tulee olla korkea, jotta se täyttää tarkkuustyöstön vaatimukset. Lisäksi makasiinin bittien määrä on suuri, joten monimutkaisten osien moniprosessikäsittely voidaan suorittaa, mikä parantaa huomattavasti koneen sopeutumiskykyä ja käsittelytehokkuutta. Makasiinilla varustettu ATC-järjestelmä soveltuu porauskeskuksiin ja koneistuskeskuksiin.
Kuinka valita lehti ja työkalu?
Työkalulehtityyppi
Työkalumakasiinilla varataan tietty määrä reitittimen bittejä, jotka voidaan vaihtaa karan kärkien kanssa manipulaattorin kautta. Aikakauslehtiä on erilaisia, kuten levytyyppisiä lehtiä ja ketjutyyppisiä aikakauslehtiä. Lehtien muoto ja kapasiteetti tulee määrittää koneen teknologisen laajuuden mukaan. Levytyökalumakasiinissa jyrsinterän suunta on samassa suunnassa kuin kara. Terää vaihdettaessa karalaatikko nousee tiettyyn asentoon niin, että karassa oleva terä on samassa linjassa makasiinin alakohdan kanssa ja jyrsinterä on kiinni, kara on tietokoneen ohjauksessa, vapauta kahva , levytyökalumakasiini liikkuu eteenpäin, vetää ulos karassa olevan jyrsimen terän ja sitten makasiini kiertää seuraavassa prosessissa käytetyn terän asentoon, joka on kohdistettu karan kanssa, makasiini taaksepäin, aseta uusi puristaa karan reikään, kara puristaa pidikkeen, karalaatikko lasketaan työasentoon, työkalunvaihtotehtävä on suoritettu ja seuraava prosessi alkaa toimia. Tämän työkalunvaihtolaitteen etuja ovat rakenteeltaan yksinkertainen, alhaiset kustannukset ja hyvä vaihtovarmuus. Haittapuolena on pitkä vaihtoaika ja se sopii koneistuskeskuksiin, joissa makasiinikapasiteetti on pieni. Koneistuskeskuksissa, jotka vaativat suurta makasiinikapasiteettia, käytetään ketjutyökalumakasiinia. Lehdessä on kompakti rakenne ja suuri aikakauslehtikapasiteetti. Ketjurenkaan muotoa voidaan valmistaa erityyppisiksi koneen sijoittelun mukaan. Muoto, vaihtoasento voidaan myös työntää muutoksen helpottamiseksi. Kun reitittimen kärkien määrää on lisättävä, on vain tarpeen lisätä ketjun pituutta, mikä tuo mukavuutta lehden suunnitteluun ja valmistukseen.
Työkalun valintamenetelmä
Aikakauslehteen on tallennettu monia bittejä. Ennen jokaista vaihtoa bitti on valittava. Yleisesti käytettyjä työkalunvalintamenetelmiä ovat sekventiaalinen menetelmä ja mielivaltainen menetelmä. Työkalut työnnetään makasiinin pidikkeisiin vuorotellen prosessivaatimusten mukaisesti. Käsittely on säätää bittejä järjestyksessä. Erilaisia työkappaleita käsiteltäessä on makasiinin kärkien järjestystä säädettävä uudelleen. Etuna on, että makasiinin käyttö ja ohjaus ovat suhteellisen yksinkertaisia. Siksi tämä menetelmä soveltuu automaattiseen työkalun vaihtoon pienissä ja keskikokoisissa tietokonenumeerisissa ohjauskoneissa, joissa on suuria käsittelyeriä ja pieni määrä työkappalelajeja. Numeerisen ohjausjärjestelmän kehittämisen myötä useimmat numeeriset ohjausjärjestelmät ottavat käyttöön mielivaltaisen työkalun valintamenetelmän, joka on jaettu 3 tyyppiseen työkalunpitimen koodaukseen, työkalun koodaukseen ja muistityyppiin.
Työkalun koodausmenetelmä
Työkalukoodi tai pidikekoodi on tunnistettava asentamalla työkaluun tai pidikkeeseen koodipalkki, joka on yleensä koodattu binäärikoodauksen periaatteen mukaisesti. Valintamenetelmässä käytetään erityistä työkalunpitimen rakennetta, ja jokaisella bitillä on oma koodinsa, joten bittiä voidaan käyttää uudelleen eri prosesseissa, eikä vaihdettua bittiä tarvitse laittaa takaisin alkuperäiseen pidikkeeseen. Suuren kapasiteetin makasiinia voidaan pienentää vastaavasti. Jokaisessa terässä on kuitenkin erityinen koodausrengas, pituutta pidennetään, sitä on vaikea valmistaa ja makasiinin ja manipulaattorin rakenne monimutkaistaa. Pitimen koodausmenetelmänä on, että yksi veitsi vastaa yhtä pidikettä. Yhdestä pidikkeestä irrotetut työkalut on asetettava takaisin samaan pidikkeeseen. Valitse ja aseta bitit ovat hankalia ja niiden vaihtaminen kestää kauan. Tällä hetkellä muistimenetelmää käytetään laajalti koneistuskeskuksissa. Tällä tavalla pitimen numero ja sijainti makasiinissa voidaan tallentaa vastaavasti CNC-järjestelmän PLC:hen. Työkalutiedot tallennetaan aina PLC:hen, riippumatta siitä, mihin kiinnikkeeseen työkalu on sijoitettu. Makasiini on varustettu asennontunnistuslaitteella, joka voi saada kunkin pidikkeen paikkatiedot. Näin työkalu voidaan ottaa pois ja palauttaa mielellään. Makasiinissa on myös mekaaninen alkuperä, joten aina kun veitsi valitaan, valitaan lähin veitsi.
Sovellukset
ATC CNC -reititinkoneita voidaan käyttää useilla eri aloilla, kuten huonekalu- ja kodinkunnostusteollisuudessa, puukäsityössä, kaapeissa, näytöissä, mainonnassa, soittimissa tai tarkkuusinstrumenttien kuorenkäsittelyteollisuudessa. Ja prosessoitavia materiaaleja ovat pääasiassa erilaiset ei-metalliset materiaalit, kuten puu, lasi, kivi, muovi, akryyli ja eristysmateriaalit.
Puun työstö
Kodin ovet, 3D aaltolevyjen työstö, kaapin ovet, massiivipuuovet, askartelupuiset ovet, maalittomat ovet, näytöt, askarteluikkunoiden valmistus, kengänkiillotuskoneet, pelikoneen kaapit ja paneelit, tietokonepöydät ja paneelihuonekalujen valmistus.
Muotin valmistus
Se voi valmistaa metallimuotteja, kuten kuparia, alumiinia, rautaa ja muita, sekä ei-metallisia muotteja, kuten puuta, kiveä, muovia, PVC:tä ja paljon muuta.
Mainonta ja harrastajat
Kylttien valmistus, logojen valmistus, kirjaiminen, akryylileikkaus, läpipainopakkaus ja koristeet.
Insutrial Manufacturing
Se voi tehdä kaikenlaisia varjoveistoksia ja reliefiveistoksia, joita käytetään laajalti käsityö- ja lahjateollisuudessa.
Ongelmien karttoittaminen
CNC-reititin ATC:llä on tehokkain tietokoneiden numeeristen ohjauskoneiden luokitus. Vaikka koneistuksen lujuus ja nopeus ovat verrattomia muihin tietokoneisiin numeerisiin ohjauskoneisiin, on täysin automatisoituna mekaanisena laitteena myös päivittäinen tarkastus ja huolto erittäin tarpeellista. CNC-reititin työkalunvaihtajalla on täysin erilainen kuin tavallisten tietokoneiden numeeristen ohjauskoneiden tunnistus- ja vianmääritysmenetelmät.
Koneen toiminnan tarkastusmenetelmä
Käyttötarkastusmenetelmä on menetelmä, jolla tarkkaillaan ja seurataan koneen todellista toimintaa vian sijainnin selvittämiseksi ja siten vian perimmäisen syyn jäljittämiseksi. Yleisesti ottaen tietokoneiden numeeriset ohjauskonesarjat ottavat käyttöön hydrauliset ja pneumaattiset ohjausosat, kuten automaattisen työkalunvaihtajan, vaihtopöytälaitteen, kiinnitys- ja voimansiirtolaitteen jne., joita voidaan käyttää vian syyn määrittämiseen liikediagnoosin avulla.
Tila-analyysimenetelmä
CNC-järjestelmä ei voi ainoastaan näyttää vikadiagnoositietoja, vaan myös tarjota erilaisia diagnoositiloja diagnoosiosoitteen ja diagnoositietojen muodossa. Esimerkiksi kun järjestelmä palaa referenssipisteeseen väärin, voit tarkistaa asianomaisen parametrin tilaarvon ja selvittää vian syyn.
CNC-ohjelmoinnin tarkistusmenetelmä
CNC-ohjelmoinnin tarkistusmenetelmää kutsutaan myös ohjelman toiminnan testausmenetelmäksi. Se on tapa vahvistaa vian syy kokoamalla erityinen testiohjelmasegmentti. Voit käyttää manuaalista ohjelmointimenetelmää toimintotestiohjelman laatimiseen järjestelmän toiminnoille (kuten lineaarinen paikannus, ympyräinterpolointi, langan katkaisu, valmiit työkierrot, käyttäjän makroohjelmat jne.) ja suorittaa testiohjelman tarkkuuden ja koneen luotettavuus näiden toimintojen suorittamiseksi, ja määritä sitten vian syy. Yleensä kirjoitetaan testiohjelma, jossa on ohjeet koneen korjaamiseksi, ja ohjelma ajetaan vian ilmetessä selvittääkseen, mikä vika on.
Laitteen tarkastusmenetelmä
Laitteen tarkastusmenetelmällä tarkoitetaan tavanomaisten sähkölaitteiden käyttöä AC- ja DC-virtalähteiden kunkin ryhmän jännitteen, vaihe-DC- ja pulssisignaalien jne. mittaamiseen vikojen etsimiseksi.
Numeerisen ohjausjärjestelmän itsediagnoosimenetelmä
Numeerisen ohjausjärjestelmän itsediagnoosi on diagnostiikkamenetelmä, joka käyttää järjestelmän sisäistä itsediagnoosiohjelmaa tai erityistä diagnostiikkaohjelmistoa järjestelmän sisällä olevien keskeisten laitteistojen ja järjestelmän ohjausohjelmiston itsediagnoosiin ja testaukseen. Se sisältää pääasiassa käynnistyksen itsediagnoosin, online-valvonnan ja offline-testauksen. CNC-kone käyttää järjestelmän itsediagnostiikkatoimintoa, joka pystyy helposti näyttämään järjestelmän ja kunkin osan välisen rajapintasignaalin tilan ja selvittämään vian yleisen sijainnin. Se on yleisimmin käytetty menetelmä vianmääritysprosessissa.
