Routere CNC automate cu schimbător de scule pentru fiecare buget

Definiție

Schimbătorul automat de scule este un dispozitiv pentru transferul, încărcarea și descărcarea sculelor între ax și magazinul de scule. Automatic Tool Changer este numele complet al ATC în prelucrarea CNC.

Seturile automate de schimbare a sculelor conduc mașina CNC cu lucru continuu, adică după ce fiecare proces este finalizat, noua unealtă utilizată în următorul proces este schimbată automat în ax, iar axul preia unealta, schimbul de scule este în general completat de acțiunea coordonată a manipulatorului, magaziei și axului.

În comparație cu routerele CNC cu mai multe arbori, ATC are nevoie doar de un singur arbore în cap, componentele axului au suficientă rigiditate pentru a îndeplini cerințele diferitelor prelucrari de precizie. În plus, magazinul de scule poate stoca un număr mare de scule pentru prelucrarea în mai multe etape a pieselor complexe, ceea ce poate îmbunătăți semnificativ adaptabilitatea și eficiența de prelucrare a mașinilor-unelte. Sistemul ATC constă din 2 părți: un magazin de scule și un dispozitiv automat de schimbare a sculelor. Are 2 avantaje majore: primul este că este rezervat un singur ax, ceea ce este benefic pentru a simplifica structura axului și a îmbunătăți rigiditatea axului; Al doilea este că un număr mare de biți de router cu diferite tipuri și funcții pot fi stocați în bibliotecă, ceea ce este convenabil să completeze diverse proceduri complexe și de procesare în mai mulți pași.

Setul automat de schimbător de scule este compus din magazin de scule, sistem de selecție a sculelor, mecanism de schimb de scule și alte piese, iar structura este mai complicată. Acesta este responsabil pentru transferul bitului între magazie și ax, împingând bitul care urmează să fie folosit la ax și apoi trimiterea bitului înlocuit înapoi în magazie în interior. Deși această metodă de schimbare nu este la fel de simplă ca cea anterioară, evită mișcarea magaziei și axului pentru schimbarea sculei și este înlocuită cu un schimbător automat de scule. În acest fel, gama de mișcare a componentelor mecanice este redusă, schimbarea este finalizată mai rapid, iar aspectul de design este, de asemenea, mai flexibil.

Principiul de lucru

În sistemul automat de schimbare a sculei, dispozitivul care realizează transferul și încărcarea și descărcarea sculei între magazie și ax se numește schimbător de scule. Există 2 moduri de a schimba scule: mișcarea relativă a magaziei și axului și manipulatorul. Dispozitivul care folosește mișcarea relativă a magaziei și a axului pentru a realiza schimbul de scule trebuie mai întâi să returneze scula folosită în magazie atunci când se schimbă unealta și apoi să scoată unealta nouă din magazie. Cele 1 acțiuni nu pot fi efectuate în același timp, iar timpul de schimbare a sculei este mai lung.

Cu toate acestea, schimbătorul de scule de manipulare poate apuca și încărca și descărca biturile din ax și din magazie în același timp în timpul schimbării, astfel încât timpul de schimbare este mai scurt. Metoda de schimb de scule cu ajutorul unui robot este cea mai utilizată. Acest lucru se datorează faptului că manipulatorul este flexibil în schimbare, rapid în acțiune și simplu în structură. Manipulatorul poate finaliza o serie de acțiuni precum apucare - desen - întoarcere - introducere - întoarcere. Pentru a preveni căderea bitului, gheara mobilă a manipulatorului este echipată cu un mecanism de autoblocare.

Caracteristici și avantaje

Se adoptă axul schimbătorului automat de scule de mare putere, cu performanțe bune de pornire și cuplu mare, care poate oferi un joc complet avantajelor vitezei mari ale mașinii și eficienței mai mari. Adoptă un servomotor cu cuplu mare fabricat în Japonia, care are avantajele unui zgomot redus, viteză mare și precizie ridicată de poziționare. Echipat cu o magazie unică de scule, puteți schimba bucățile de router necesare după bunul plac. Timpul de schimbare a sculei durează doar câteva secunde. Magazinul de scule standard vine cu 8 unelte, iar un magazin de scule de capacitate mai mare poate fi personalizat.

Cheltuieli

Costul unei mașini de router CNC ATC (schimbător automat de scule) poate varia foarte mult în funcție de specificațiile, dimensiunea, caracteristicile și marca mașinii, de obicei variind de la aproximativ $10,800 peste $100,000. Seturile de routere CNC ATC pentru hobby de nivel de intrare costă în medie $12,000, în timp ce unele mese de routere CNC ATC industriale de vârf cu capabilități avansate, zone de lucru mai mari și caracteristici suplimentare tind să fie mai scumpe. Una peste alta, costul mediu al achiziționării unui router CNC ATC cu schimbător de scule este de aproximativ $16,000. Este recomandabil să consultați anumiți producători sau furnizori pentru prețuri precise în funcție de nevoile dvs.

Majoritatea lucrătorilor în lemn sunt dornici să dețină un router CNC ATC, dar unii dintre ei nu au idee cât costă să actualizeze o mașină CNC obișnuită cu un set de schimbător automat de scule. Conform raportului de piață CNC industrial din 2026, va trebui să cheltuiți o sumă suplimentară $3,000 la $8.000 peste o mașină obișnuită dacă doriți să faceți bricolaj.

Specificații

Tipuri de

Schimbătoarele automate de scule sunt împărțite în 3 tipuri comune: tip liniar, tip tambur și tip lanț, le vom prezenta unul câte unul.

Tip liniar

Acesta este un tip de schimbător în linie, care se folosește pentru reviste cu 4 până la 12 unelte. Se caracterizează prin schimbarea rapidă a sculei și ușor de utilizat.

Tip tambur

Acesta este un tip de schimbător rotativ, care este cunoscut și sub numele de tip CTM ATC și tip disc ATC. Este folosit pentru reviste cu 8 până la 20 de unelte.

Tip de lanț

Este folosit pentru mașini CNC verticale cu viteză mai mică de schimbare a sculei. Este conceput pentru reviste cu mai mult de 30 de unelte, care are cea mai bună capacitate de transport a sculelor.

Cum se schimbă unealta în prelucrarea CNC?

Suport pentru scule rotative

Suportul rotativ pentru scule este unul dintre cele mai simple schimbătoare de scule, utilizat în mod obișnuit în strungurile CNC. Poate fi proiectat în diverse forme, cum ar fi suport axial pentru scule pătrat, hexagonal sau tip disc. Pe suportul rotativ sunt instalate patru, șase sau mai multe scule, iar biții sunt schimbați conform instrucțiunilor dispozitivului de control numeric. Suportul rotativ pentru scule trebuie să aibă o bună rezistență și rigiditate în structură pentru a rezista la tăiere în timpul prelucrării brute. Deoarece precizia prelucrării prin strunjire depinde în mare măsură de poziția vârfului sculei, pentru strungurile cu control numeric computerizat, poziția sculei nu este ajustată manual în timpul procesului de prelucrare, deci este mai necesar să se aleagă o schemă de poziționare fiabilă și o structură de poziționare rezonabilă pentru a asigura buna funcționare a sculei rotative. După fiecare indexare, suportul are cea mai mare precizie posibilă de poziționare repetată (de obicei... 0.001-0.005mm). În circumstanțe normale, acțiunea de schimbare a suportului rotativ include ridicarea suportului, indexarea suportului și presarea suportului.

Schimbarea capului axului

Schimbarea sculei capului axului este o metodă relativ simplă de schimbare a sculei pentru mașinile CNC cu scule rotative. Acest cap de ax este de fapt un magazin de scule cu turelă. Există 2 tipuri de capete de ax: orizontal și vertical. De obicei, indexarea turelei este utilizată pentru a înlocui capul axului pentru a realiza schimbarea automată a sculei. Pe fiecare ax al turelei, sculele rotative necesare pentru fiecare proces sunt preinstalate. Când este emisă o comandă de schimbare a sculei, fiecare cap de ax se întoarce la rândul său în poziția de procesare și mișcarea principală este activată, astfel încât axul corespunzător conduce bitul să se rotească. Alte axuri în poziții de non-prelucrare sunt deconectate de la mișcarea principală. Dispozitivul de schimbare a sculei ax salvează o serie de operațiuni complicate, cum ar fi slăbirea automată, strângerea, descărcarea, încărcarea și descărcarea, scurtând astfel timpul de schimbare și îmbunătățind fiabilitatea schimbării. Cu toate acestea, din cauza limitării poziției spațiului, dimensiunea structurală a componentelor axului nu poate fi prea mare, afectând astfel rigiditatea sistemului de ax. Pentru a asigura rigiditatea axului, numărul axului trebuie limitat, altfel dimensiunea structurii va fi mărită. Prin urmare, capul axului turelei este de obicei potrivit doar pentru mașini cu puține procese și cerințe de precizie scăzută, cum ar fi mașinile de găurit și frezat cu control numeric computerizat.

Sistem automat de schimbare a sculelor

Deoarece suportul rotativ pentru scule și schimbătorul de tip cap de turelă nu pot găzdui prea mulți biți, acestea nu pot satisface nevoile de prelucrare a pieselor complexe. Prin urmare, mașinile CNC ATC folosesc în mare parte schimbătoare automate cu magazii de scule. Dispozitivul cu magazie de scule este format dintr-un magazin și un mecanism de schimbare a sculelor, iar procesul de schimbare este mai complicat. În primul rând, toți biții utilizați în procesul de prelucrare ar trebui să fie instalați pe suportul standard și, după reglarea prealabilă a dimensiunii în afara mașinii, puneți-le în magazin într-un anumit mod. Când schimbați, mai întâi selectați bitul din magazie, iar apoi schimbătorul va scoate bitul din magazie sau axul pentru a fi schimbat, pune noul bit în ax și pune vechiul bit înapoi în magazin. Magazinul are o capacitate mare si poate fi montat pe lateral sau deasupra capului. Deoarece există un singur ax în capul mașinii cu magazia de schimbare automată a sculei, rigiditatea componentelor axului ar trebui să fie ridicată pentru a îndeplini cerințele de prelucrare de precizie. În plus, numărul de biți din revistă este mare, astfel încât poate fi efectuată prelucrarea cu mai multe procese a pieselor complexe, ceea ce îmbunătățește foarte mult adaptabilitatea și eficiența de procesare a mașinii. Sistemul ATC cu magazie este potrivit pentru centrele de foraj si centrele de prelucrare.

Cum să alegi revista și instrumentul?

Tip magazin de scule

Magazinul de scule este folosit pentru a rezerva un anumit număr de biți de frezat, care pot fi schimbate cu biții de pe ax prin manipulator. Există diferite tipuri de reviste, cum ar fi reviste de tip disc și reviste de tip lanț. Forma și capacitatea magazinelor trebuie determinate în funcție de domeniul tehnologic al mașinii. În magazinul de scule cu disc, direcția frezei este în aceeași direcție cu axul. Când schimbați bitul, cutia axului se ridică într-o anumită poziție, astfel încât bitul de pe ax să fie aliniat cu poziția inferioară a revistei, iar bitul de router este prins, axul este sub controlul computerului, eliberați mânerul , magazinul de scule cu disc se deplasează înainte, scoate burghiul de frezat de pe ax și apoi magazinul rotește bitul folosit în procesul următor în poziția aliniată cu axul, magazinul înapoi, introduceți bit nou în orificiul axului, axul prinde suportul, cutia axului este coborâtă în poziția de lucru, sarcina de schimbare a sculei este finalizată și următorul proces începe să funcționeze. Avantajele acestui dispozitiv de schimbare a sculelor sunt simple ca structură, costuri reduse și fiabilitate bună la schimbare. Dezavantajul este că timpul de schimbare este lung și este potrivit pentru centrele de prelucrare cu capacitate mică a magaziei. Pentru centrele de prelucrare care necesită o capacitate mare de magazie, se va folosi un magazin de scule cu lanț. Revista are o structură compactă și o capacitate mare a magaziei. Forma inelului de lanț poate fi făcută în diferite tipuri în funcție de aspectul mașinii. Forma, poziția de schimbare poate fi, de asemenea, proeminentă pentru a facilita schimbarea. Atunci când numărul de biți de router trebuie crescut, este necesar doar să creșteți lungimea lanțului, ceea ce aduce comoditate în proiectarea și fabricarea revistei.

Metoda de selecție a instrumentului

Există multe fragmente stocate în revistă. Înainte de fiecare schimbare, bitul trebuie selectat. Metodele de selecție a instrumentelor utilizate în mod obișnuit includ metoda secvenţială și metoda arbitrară. Sculele sunt introduse pe rând în suporturile magaziei în funcție de cerințele procesului. Procesarea este de a regla biții în secvență. La prelucrarea diferitelor piese de prelucrat, ordinea biților din magazie trebuie reajustată. Avantajul este că acționarea și controlul revistei sunt relativ simple. Prin urmare, această metodă este potrivită pentru schimbarea automată a sculelor a mașinilor cu control numeric computerizat de dimensiuni mici și mijlocii cu loturi mari de procesare și un număr mic de soiuri de piese de prelucrat. Odată cu dezvoltarea sistemului de control numeric, majoritatea sistemelor de control numeric adoptă metoda de selecție arbitrară a sculei, care este împărțită în 3 tipuri de codare a suportului de scule, codare a sculei și tip de memorie.

Metoda de codare a instrumentului

Codul sculei sau codul suportului trebuie identificat prin instalarea unei bare de cod pe sculă sau suport, care este în general codificată conform principiului codării binare. Metoda de selecție adoptă o structură specială de suport de scule și fiecare bit are propriul cod, astfel încât bitul poate fi reutilizat în diferite procese, iar bitul înlocuit nu trebuie să fie pus înapoi în suportul original. Magazinul de mare capacitate poate fi redus în consecință. Cu toate acestea, fiecare bit are un inel de codare special, lungimea este prelungită, este dificil de fabricat, iar structura magaziei și a manipulatorului devine complicată. Metoda de codificare a suportului este aceea că un cuțit corespunde unui suport. Uneltele scoase dintr-un suport trebuie puse înapoi pe același suport. Pick and place bits sunt greoaie și necesită mult timp pentru a se schimba. În prezent, metoda memoriei este utilizată pe scară largă în centrele de prelucrare. În acest fel, numărul și poziția suportului în magazie pot fi stocate în PLC-ul sistemului CNC în mod corespunzător. Informațiile despre scule sunt întotdeauna stocate în PLC, indiferent de dispozitivul de fixare în care este plasată unealta. Magazinul este echipat cu un dispozitiv de detectare a poziției, care poate obține informațiile de poziție ale fiecărui suport. Astfel, unealta poate fi scoasă și returnată după bunul plac. Pe magazin există și o origine mecanică, astfel încât de fiecare dată când este selectat un cuțit, va fi selectat cel mai apropiat cuțit.

Aplicatii

Mașinile de router CNC ATC pot fi utilizate într-o gamă largă de industrii, cum ar fi mobila și îmbunătățirea locuinței, meșteșugurile din lemn, dulapuri, ecrane, publicitate, instrumente muzicale sau industriile de prelucrare a carcasei instrumentelor de precizie. Iar materialele care pot fi prelucrate includ în principal diverse materiale nemetalice, cum ar fi lemn, sticlă, piatră, plastic, acril și materiale izolante.

Prelucrarea lemnului

usi de casa, 3D Prelucrarea plăcilor ondulate, ușile dulapurilor, ușile din lemn masiv, ușile artizanale din lemn, ușile fără vopsea, paravanele, fabricarea de ferestre artizanale, lustruitorii de pantofi, dulapuri și panouri pentru mașini de jocuri, mese pentru computer și fabricarea de mobilier cu panouri.

Fabricarea mucegaiului

Poate face matrițe metalice, cum ar fi cupru, aluminiu, fier și multe altele, precum și forme nemetalice, cum ar fi lemn, piatră, plastic, PVC și multe altele.

Publicitate și pasionați

Realizarea de semne, realizarea de logo-uri, inscripții, tăiere acrilice, turnare cu blistere și decorațiuni.

Fabricație industrială

Poate realiza tot felul de sculpturi în umbră și sculpturi în relief, care sunt utilizate pe scară largă în industria meșteșugurilor și a cadourilor.

Dincolo de elementele de bază: Productivitate și îngrijire pentru routerul CNC ATC

Un schimbător automat de scule reduce timpul de configurare per piesă cu până la 70% și elimină oboseala operatorului în timpul lucrărilor repetate. Combinați aceste avantaje cu o rutină simplă de întreținere pentru a menține magazia, axul și dispozitivul de prindere fiabile ani de zile.

Eficiență a producției: Economii în timp real datorită schimbării automate a sculelor

Schimbări manuale ale sculelor pe un standard Router CNC durează între 30 și 90 de secunde fiecare. Un ATC liniar sau cu tambur finalizează aceeași schimbare în 3 până la 8 secunde, fără intervenția operatorului. Pe o ușă de dulap, care funcționează cu 5 schimbări de scule pe panou, aceasta înseamnă 4 până la 7 minute economisite pe ciclu - aproximativ un panou suplimentar în fiecare oră. Împreună cu un router CNC inteligent de imbricare, câștiguri compuse pe parcursul unor ture complete.

✓ Timpi de ciclu mai rapizi pentru lucrările cu scule multiple — găurire, profilare, canelare în V într-o singură configurație.

✓ Reducerea rebuturilor cauzate de erorile de readucere la zero în timpul modificărilor manuale.

✓ Rulare nesupravegheată pentru imbricare și producție în loturi.

vezi Ghid de costuri pentru routerul CNC pentru calculul amortizării în funcție de volumul lucrărilor.

Program de întreținere de rutină pentru o performanță ATC fiabilă

ATC-ul este partea cea mai activă din punct de vedere mecanic a routerului. O rutină simplă previne defecțiunile pe care operatorii le descoperă de obicei doar în timpul unei rulări blocate.

Rezervă de stoc freze și accesorii ATC în portscule potrivite, astfel încât un burghiu uzat să nu blocheze niciodată o lucrare.

Întrebări frecvente

Câte scule ar trebui să conțină revista mea ATC?

Magazinele de mobilă se descurcă bine cu 8-12 unelte. Magazinele de firme și 3D Lucrările ar putea necesita 16+. ATC-urile liniare au o limită de aproximativ 12. Tipurile cu tambur și lanț au o scalare mai mare.

Care este diferența dintre portsculele BT30 și ISO30?

Ambele au o conicitate comună de 30, dar diferă în ceea ce privește grosimea știftului de tracțiune și a flanșei. BT este standardul japonez; ISO/CAT este standardul european/american. Potriviți bara de tracțiune a axului dvs. - nu sunt interschimbabile.

De ce brațul ATC nu reușește să revină în poziția inițială?

De obicei, un senzor fixat pe sculă care nu se activează, astfel încât controlerul nu consideră niciodată schimbarea ca fiind completă. Inspectați senzorul de proximitate de lângă ax și verificați presiunea aerului la carusel.

Cât durează de fapt o schimbare a sculei ATC?

Schimbătoarele liniare se schimbă în 3–5 secunde. Magaziile cu tambur și cu disc funcționează în 4–8 secunde. Tipurile cu lanț durează 6–12 secunde, dar centrele de prelucrare pot reține peste 30 de biți.

Pot monta un ATC pe o freză CNC existentă?

Da, dacă axul principal acceptă portscule ISO/BT și controlerul acceptă macrocomenzi M6. Buget $3.000–8,000 $pentru o modernizare liniară. Trecerea la un Router CNC cu 5 axeConfirmați că deplasarea pe axa Z permite spațiul liber pentru preluarea sculei.

Cum calibrez offseturile lungimii sculei pe un ATC?

Folosiți funcția Măsurare a controlerului: încărcați fiecare sculă, rulați palpatorul de lungime a sculei și lăsați sistemul să scrie offset-urile în tabelul de scule. Recalibrați de fiecare dată când un burghiu este înlocuit sau ascuțit.

De ce scăpă ATC-ul meu uneltele sau nu le eliberează?

Degetele uzate ale cleștelui, tensiunea slabă a barei de tracțiune sau suprafețele conice contaminate sunt cauzele obișnuite. Curățați conul axului și suportul sculei, apoi verificați forța de tracțiune a barei de tracțiune în raport cu specificațiile din magazinul dumneavoastră. Manual de utilizare a routerului CNC.

Depanare

Routerul CNC cu ATC este cea mai puternică clasificare a mașinilor de control numeric computerizat. Deși puterea și viteza de prelucrare sunt incomparabile cu alte mașini de control numeric computerizate, ca echipament mecanic complet automatizat, inspecția și întreținerea zilnică sunt, de asemenea, foarte necesare. Un router CNC cu schimbător de scule este complet diferit de metodele de detectare și diagnosticare a defecțiunilor mașinilor obișnuite cu control numeric computerizat.

Metoda de inspecție a funcționării mașinii

Metoda de inspecție a funcționării este o metodă de observare și monitorizare a funcționării efective a mașinii pentru a determina poziția defecțiunii și, astfel, pentru a urmări cauza principală a defecțiunii. În general, seturile de mașini cu control numeric computerizat adoptă piese de control hidraulice și pneumatice, cum ar fi schimbătorul automat de scule, dispozitivul de masă de schimb, dispozitivul de fixare și transmisie etc., care pot fi utilizate pentru a determina cauza defecțiunii prin diagnosticarea mișcării.

Metoda de analiză a stării

Sistemul CNC nu poate afișa doar informații de diagnosticare a defecțiunilor, ci poate oferi și diverse stări de diagnosticare sub formă de adresă de diagnosticare și date de diagnosticare. De exemplu, atunci când sistemul revine incorect la punctul de referință, puteți verifica valoarea de stare a parametrului relevant pentru a determina cauza defecțiunii.

Metoda de verificare a programării CNC

Metoda de verificare a programării CNC este numită și metoda de testare a funcției programului. Este o metodă de confirmare a cauzei defecțiunii prin compilarea unui segment special de program de testare. Puteți utiliza metoda de programare manuală pentru a compila un program de testare a funcțiilor pentru funcțiile sistemului (cum ar fi poziționarea liniară, interpolarea circulară, tăierea filetului, ciclurile fixe, programele macro pentru utilizator etc.) și rulați programul de testare pentru a verifica acuratețea și fiabilitatea mașinii pentru a îndeplini aceste funcții și apoi determinați cauza defecțiunii. De obicei, un program de testare este scris cu instrucțiuni pentru repararea mașinii, iar programul este rulat atunci când apare o defecțiune pentru a determina care este defecțiunea.

Metoda de inspecție a instrumentelor

Metoda de inspecție a instrumentelor se referă la utilizarea instrumentelor electrice convenționale pentru a măsura tensiunea fiecărui grup de surse de alimentare AC și DC, semnale de fază DC și impuls etc., pentru a găsi defecțiuni.

Metoda de autodiagnosticare a sistemului de control numeric

Autodiagnosticarea sistemului de control numeric este o metodă de diagnosticare care utilizează programul intern de autodiagnosticare sau software-ul special de diagnosticare al sistemului pentru a autodiagnostica și testa hardware-ul cheie din interiorul sistemului și software-ul de control al sistemului. Include în principal autodiagnosticarea la pornire, monitorizarea online și testarea offline. Mașina CNC utilizează funcția de autodiagnosticare a sistemului, care poate afișa cu ușurință starea semnalului de interfață dintre sistem și fiecare parte și poate afla locația generală a defecțiunii. Este cea mai frecvent utilizată metodă în procesul de diagnosticare a defecțiunilor.