Automatyczny zmieniacz narzędzi (ATC) jest używany w komputerowych sterowaniach numerycznych do obrabiarki CNC w celu zwiększenia wydajności maszyny i możliwości przenoszenia narzędzi. Narzędzia do szybkiej wymiany ATC skracają czas nieprodukcyjny. Są one często używane do poprawy zdolności maszyny do korzystania z wielu narzędzi. Służą również do wymiany zużytych lub uszkodzonych narzędzi. To kolejny krok w kierunku pełnej automatyzacji. Jak działa i na czym polega funkcja automatycznego zmieniacza narzędzi? Jakie są zalety korzystania z automatycznego zmieniacza narzędzi i dlaczego warto wybrać profesjonalne wyposażenie? O tym piszemy poniżej!
Automatyczny zmieniacz narzędzi do obrabiarki CNC
Proste maszyny CNC i narzędzia pomiarowe wykorzystują jedno narzędzie, co zapewnia właściwy wynik pomiaru. Wieża ma dostęp do dużej ilości narzędzi. Jeśli jednak potrzeba więcej narzędzi, wymagany jest ATC. Narzędzia są przechowywane w magazynach narzędzi. Dzięki temu maszyna może korzystać z dużej liczby narzędzi bez interwencji operatora. Główne elementy automatycznej zmieniarki narzędzi to:
- podstawa,
- ramię mocujące,
- uchwyt narzędziowy,
- ramię nośne i magazyn narzędzi.
Chociaż ATC poprawia niezawodność, szybkość i dokładność maszyny, to sama konstrukcja stanowi więcej wyzwań niż ręczna wymiana narzędzi. Na przykład używane narzędzie musi być łatwo wyśrodkowane, łatwo uchwycone przez zmieniacz narzędzi i powinien istnieć łatwy sposób na zapewnienie, że narzędzie samo się wyłączy. Narzędzia stosowane w ATC są montowane w specjalnie zaprojektowanych uchwytach narzędziowych.
Rodzaje zmieniacza narzędzi
W zależności od kształtu zmieniarka narzędzi może być dwojakiego rodzaju:
1) Użyj zmieniacza bębnów, gdy liczba narzędzi jest mniejsza niż 30. Narzędzia są przechowywane na całym obwodzie bębna.
2) Użyj zmieniacza łańcucha, gdy liczba narzędzi jest większa niż 30 (liczba ta różni się w zależności od projektu i producenta. Należy pamiętać, że liczba narzędzi bębnowych jest mniejsza niż łańcucha). Jednak w tym przypadku prędkość narzędzia wyszukiwania zostanie zmniejszona.
Mechanizm automatycznej wymiany narzędzi
Po otrzymaniu polecenia zmiany narzędzia narzędzie, które ma zostać zmienione, znajduje się w ustalonej pozycji, zwanej „pozycją zmiany narzędzia”. Ramię ATC osiąga to położenie i podnosi narzędzie. Ramię robota obraca się między wieżą maszyny, a magazynkiem. Posiada zacisk z każdej strony. Każdą szczękę można obrócić o 90 °, aby dostarczyć narzędzie do przodu wieży. Jeden z nich wyjmuje stare narzędzie z rewolweru, a drugi wyjmuje nowe narzędzie z magazynka. Następnie obróć o 180° i umieść narzędzie w żądanej pozycji. Na to pozwolą odpowiednie narzędzia.
Zmieniarki narzędzi na maszynach do obróbki blach
ATC był pierwotnie używany w przenośnikach wiórów, takich jak frezy i tokarki. Systemy automatycznej wymiany narzędzi znalazły również zastosowanie w maszynach do obróbki blach. Prasa krawędziowa ma zintegrowane sterowanie na obrabiarkę CNC, które przesuwa stempel zgodnie z rozmiarem części. Automatyczna wymiana narzędzi na prasach krawędziowych jest ograniczona do maszyn zintegrowanych w zrobotyzowanych komórkach gięcia. Często 6-osiowe roboty używane do obsługi półfabrykatów są również odpowiedzialne za zmianę stempli i matryc między partiami. Począwszy od lat 20. XX wieku w prasach krawędziowych bez robotów pojawiły się automatyczne zmieniacze narzędzi. Najpopularniejszą konfiguracją jest uchwyt narzędziowy z boku prasy krawędziowej z wózkiem do podnoszenia narzędzi i umieszczania ich tam, gdzie są potrzebne. Zmniejsza to fizyczne obciążenie operatora i zwiększa ogólną wydajność. To jedne z wielu rozwiązań, które jest niezbędne do profesjonalnej firmy z branży CNC.
Funkcje zmieniacza narzędzi
Korzystanie z automatycznych zmieniarek wydłuża czas produkcyjny i skraca czas nieprodukcyjny. Zapewnia przechowywanie narzędzi i automatyczny powrót do maszyny po zakończeniu wymaganych operacji, zwiększając elastyczność maszyny, ułatwiając wymianę ciężkich i dużych narzędzi oraz umożliwiając automatyczną aktualizację krawędzi skrawającej.
Narzędzia cięcia dla maszyn CNC
Istnieją trzy podstawowe rodzaje materiałów na narzędzia skrawające: stal szybkotnąca, węglik wolframu i ceramika. Stal szybkotnąca jest zwykle używana do aluminium i innych stopów nieżelaznych, podczas gdy węglik wolframu jest używany do aluminium o wysokiej zawartości krzemu, stali, stali nierdzewnej i metali rzadkich. Wkładki ceramiczne są stosowane do twardych stali i metali rzadkich. Narzędzia z węglików spiekanych stają się wybieranym narzędziem w wielu zastosowaniach CNC. W celu pełnego wykorzystania obrabiarek CNC należy zwrócić uwagę na dobór i zastosowanie narzędzi, a mianowicie oprawek narzędziowych, narzędzi i urządzeń do mocowania przedmiotu obrabianego. Narzędzia obrabiarek CNC muszą być szybko wymieniane w celu skrócenia czasu skrawania, ustawiania i resetowania poza maszyną, przy wysokim stopniu wymienności, zwiększonej niezawodności i wysokiej sztywności.
Jak działa automatyczna zmieniarka narzędzi?
Po skonfigurowaniu na maszynie CNC automatyczny zmieniacz narzędzi wykonuje szybki zestaw kroków zmiany narzędzia. Oto jak to działa:
- Polecenie wymiany narzędzia jest wydawane do maszyny przez komputer.
- Wymieniane narzędzie zajmuje stałą pozycję, zwaną „pozycją zmiany narzędzia”.
- Wrzeciono ATC przesuwa się do tej pozycji, aby podnieść narzędzie.
- Oś z porusza się między stołami/stołami obrotowymi w celu pobierania/zginania narzędzi.
- Wewnętrznie wrzeciono otwiera lub zamyka uchwyt, aby zmienić narzędzie przed powrotem do pracy.
- W ciągu kilku sekund ATC może wykonać automatyczne zmiany narzędzi (z wyjątkiem zaprogramowanych zmian narzędzi) bez interwencji człowieka.
Jakie są korzyści z automatycznej zmieniarki narzędzi?
Automatyczne zmieniacze narzędzi CNC mają wiele istotnych zalet na hali produkcyjnej, w tym:
- Przełączaj się między dużą liczbą narzędzi bez interwencji człowieka.
- Poprawia dokładność urządzenia i warsztatu.
- Z pewnością skrócisz przestoje i całkowity czas produkcji.
- Zwiększ pojemność magazynu narzędzi.
- Zapewnia większą wszechstronność maszyny.
- Gwarantuje bezpieczeństwo pracy.
- Łatwa wymiana większych i cięższych narzędzi.
- Poprawia wydajność.
- Możesz obniżyć koszty pracy.
- Wykończenie krawędzi jest lepsze ze względu na wybór bardziej odpowiedniego narzędzia do procesu.