Производительность современного фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ определяется не только мощностью шпинделя, но и скоростью вспомогательных технологических операций. В структуре машинного времени смена фрез и резцовых блоков может занимать до двадцати процентов рабочего цикла сложной корпусной детали. Автоматические инструментальные магазины (ATC) и скоростные манипуляторы обеспечивают смену технологических оправок за доли секунды. Это минимизирует время обработки деталей от стружки до стружки.

Классификация инструментальных магазинов станков ЧПУ

Конструктивное исполнение накопителя оправок зависит от компоновки станка и необходимой емкости зажимных гнезд. Дисковые барабаны револьверного типа вмещают от шестнадцати до тридцати позиций и монтируются непосредственно на колонну станка. Цепные накопители емкостью от сорока до ста двадцати гнезд оптимальны для универсальных фрезерных центров. Крупные пятиосевые комплексы оснащаются многоярусными матричными стеллажами на несколько сотен позиций с роботизированным манипулятором.

Расчет полного времени вспомогательного цикла смены инструмента Chip-to-Chip выполняется по сумме фаз:

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →
T_chip_to_chip = T_orient + T_arm_swing + T_clamp + T_acc_spindle

где параметр T_orient обозначает время угловой ориентации шпинделя, T_arm_swing задает время поворота руки манипулятора, T_clamp и T_acc_spindle выражают время зажима оправки и разгона вала.

Конструкция двухзахватных рычажных манипуляторов

Самым распространенным механизмом быстрой смены выступает двухзахватный поворотный рычаг манипулятора со специальным кулачковым приводом движения. Рычаг одновременно захватывает отработанную оправку в шпинделе и подготовленный новый блок в ячейке барабана. Синхронное выдвижение, поворот на сто восемьдесят градусов и посадка хвостовиков занимают от 0.8 до 1.5 секунды. Механическая блокировка исключает выпадение тяжелого патрона при резких ускорениях.

При смене конусов HSK и SK система ЧПУ выполняет автоматическую продувку конического гнезда шпинделя сжатым воздухом для удаления микрочастиц стружки.

Преимущества скоростных систем смены инструмента ATC включают следующие параметры:

  • Сокращение непроизводительного времени цикла Chip-to-Chip до трех секунд.
  • Предварительный поиск следующей оправки в магазине во время текущей обработки.
  • Надежная механическая и электронная фиксация защелок в ячейках накопителя.
  • Возможность загрузки тяжелой расточной оснастки массой до пятнадцати килограммов.

Подобрать оборудование под вашу задачу

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

Сервопривод ячеек и защита посадочных конусов

Современные накопители оправок оснащаются независимыми сервоприводами переменного тока, обеспечивающими быстрый реверсивный выбор кратчайшего пути к нужной ячейке. Для защиты от попадания летящей стружки и брызг СОЖ барабан закрывается автоматической пневматической шторкой. Защита открывается только в момент захвата оправки рукой манипулятора. Это гарантирует чистоту посадочных поверхностей конусов и исключает радиальное биение фрезы.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →
  1. Ориентация шпинделя станка в заданную угловую позицию датчиком энкодера.
  2. Открытие защитной шторки и подвод ячейки накопителя в позицию ожидания смены.
  3. Захват оправок двухпозиционным рычагом и разжим цангового механизма шпинделя.
  4. Поворот манипулятора на 180 градусов, фиксация патронов и закрытие защитной шторки.
Тип инструментального накопителяЕмкость магазина, штВремя смены Tool-to-Tool, сВремя цикла Chip-to-Chip, с
Дисковый револьверный без манипулятора16 - 243.5 - 5.06.0 - 8.0
Дисковый с двухзахватной рукой24 - 401.0 - 1.82.8 - 4.2
Цепной с сервоприводом выбора60 - 1201.5 - 2.23.5 - 5.0
Матричный стеллажный с роботом180 - 450+3.0 - 6.07.0 - 10.0

Идентификация инструмента радиочастотными чипами RFID

Исключение ошибок оператора при ручном вводе вылетов и диаметров фрез достигается установкой микрочипов RFID Balluff в хвостовик каждой оправки. Считыватель на станции загрузки автоматически считывает фактический номер позиции, корректоры на длину и радиус, а также остаточный ресурс кромки. Данные мгновенно передаются в память системы ЧПУ станка без участия человека.

Автоматическая идентификация исключает аварии шпинделя из-за ошибочного вызова фрезы с неправильным вылетом.

Критерии сокращения времени Chip-to-Chip

Минимизация времени между окончанием резания одним резцом и началом работы следующим требует согласованной работы всех сервоосей станка. Продвинутые системы ЧПУ совмещают торможение шпинделя с выходом осей в точку смены оснастки. Это экономит до двух секунд на каждом переходе. Высокая динамика автосменщика позволяет существенно повысить суточный выпуск деталей на серийных фрезерных участках.