Смена инструмента на фрезерных станках с ЧПУ

Автоматическая смена инструмента на станках с ЧПУ | мк-союз.рф

Смена инструмента на фрезерных станках 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.

Читайте также  Самодельный вертикально фрезерный станок по дереву

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.

Читайте также  Фрезер для начинающих какой выбрать?

Загрузка…

Источник: https://xn----ntbhhmr6g.xn--p1ai/utilizatsiya/oborudovanie/kak-osushhestvlyaetsya-avtomaticheskaya-smena-instrumenta-na-stanke-s-chpu

Замена фрезы на фрезерном станке

Смена инструмента на фрезерных станках с ЧПУ

Замена фрезы на фрезерном станке зависит от её конструкции, размеров, а так же от управляемой программы. Подробно рассказываем о тонкостях остановки программного обеспечения для замены фрезы.

Точность и быстрота обработки, а также высокое удобство управления фрезерными станками с ЧПУ во многом обусловлена особенностями их программного контроля. В процессе обработки фрезерные станки не требуют участия человека, а последовательно выполняют заложенную программу. При этом программа обработки реализует алгоритм движения режущего инструмента над заготовкой в соответствии с необходимыми этапами технологического процесса.

Хорошо известно, что технологический процесс изготовления того или иного изделия практически всегда требует нескольких переходов. Это прежде всего связано допустимыми силами резания, которые способен выдержать станок, инструмент или приспособление для крепления заготовки. К примеру, фрезерование алюминиевых заготовок требует нескольких переходов со снятием небольшой толщины материала на каждом из них. В то же время аналогичная деталь из пластика может быть вырезана за единственный проход.

Кроме того, количество переходов связано с необходимостью смены инструмента между этапами обработки. Так фрезерование сложной 3D резьбы требует последовательного уменьшения диаметра фрезы — в соответствии с количеством снимаемого материала и «тонкостью» обработки на финальном чистовом этапе.

Что такое программа обработки?

Для получения готовых изделий при помощи фрезерных станков с ЧПУ необходимо наличие математической трёхмерной модели готовой детали. Такие модели создаются в CAD-программах (наиболее известные представители — AutoCAD, Solidworks, отечественный пакет «Компас-График» и т. п.). Поскольку конструкторские бюро готовят проектную документацию в электронном виде, возможность использования этих документов для последующего изготовления изделий сильно упрощает и ускоряет подготовку производства.

Однако сам по себе CAD-документ (3D-модель изделия) не содержит достаточных сведений для его производства. Чтобы создать управляющую программу для фрезерного станка с ЧПУ требуется на основании 3D-модели построить траекторию движения режущего инструмента. Именно на этом этапе возникает необходимость разбить будущий процесс обработки на несколько технологических переходов, выбрать стратегию обработки поверхностей, определить режимы обработки и тип режущего инструмента, и т. п.

Построив вектора движения режущего инструмента под каждый этап обработки, можно экспортировать готовые управляющие программы и загружать их непосредственно в память фрезерного станка. После этого фрезерный станок может без участия человека выполнять программу в рамках каждого этапа обработки. Участие оператора сводится к подготовительным операциям — закреплению заготовки на рабочем столе, установке соответствующей фрезы в патрон шпинделя и т. п.

Коды управляющей программы

Несмотря на высокую автономность работы, фрезерный станок с ЧПУ абсолютно ничего «не знает» о процессе обработки. Для человека управляющая программа (УП) — это последовательность операций по приданию заготовке контуров будущего изделия (в строгом соответствии с его виртуальным чертежом-моделью).

Читайте также  Какие фрезы нужны для удаления кутикулы?

А для фрезерного станка УП — это всего лишь набор кодов с динамическими координатами положения режущего инструмента. В процессе обработки система ЧПУ станка считывает коды из управляющего файла строка за строкой и на их базе формирует электрические импульсы нужной продолжительности для исполнительных элементов — двигателей инструментального портала. Таким образом, режущий инструмент получает возможность двигаться в соответствии с координатами в файле УП, а значит, в точности воплощать маршрут обработки и изготавливать нужную деталь.

Остановка – смена – продолжение управляющей программы

В соответствии со справочниками G-кодов, набор из взаимных комбинаций позволяет запрограммировать то или иное поведение оборудования. Поскольку между технологическими этапами может потребоваться остановка станка для ручной смены фрезы, в программу обработки необходимо (в строго определённом месте) включить соответствующую кодовую комбинацию.

«Хитрость» заключается в том, что при остановке программы, смене режущего инструмента, и последующего запуска необходимо чтобы контроллер ЧПУ, во-первых, продолжил выполнение с прерванной строчки (а не вернулся к началу программы).

А во-вторых, шпиндель станка должен переместиться в нужную позицию, соответствующую точке начала очередного этапа обработки. Эта координата может и не совпадать с окончанием предыдущего этапа (как, например, в случае аварийного отключения питания — когда обработку требуется продолжить строго с прерванного участка).

Кроме того, команда на остановку для смены фрезы возможно должна сочетаться с активацией тормоза шпинделя (для предотвращения его «падения» на рабочий стол).

Чтобы не усложнять УП, не вносить строки кодов (с риском «запрограммировать» ошибки) логичнее всего писать отдельные УП под каждый технологический этап. При этом границами этапа может служить: группа обрабатываемых поверхностей (без необходимости перезакреплять заготовку) с использованием одного типа режущего инструмента.

В этом случае, окончание выполнения программы и остановка станка автоматически даст возможность сменить инструмент и запустить другую программу (соответствующую следующему технологическому этапу обработки). Режущий инструмент начнёт обработку с той позиции, которая является начальной для данного перехода. Таким образом, риск «потерять координату» инструмента сводится к нулю.

Детально, подобный алгоритм выглядит следующим образом:

  • загружается первая программа (к примеру, черновой этап фрезерования);
  • инструментальный портал перемещается в позицию 0 («HOME»);
  • закрепляется инструмент для первого этапа;
  • выставляется отступ начала обработки и высота фрезы над деталью (координата Z), указывается тип первого инструмента;
  • запускается выполнение программы;

Источник: https://InfoFrezer.ru/stati/zamena-frezy-na-frezernom-stanke/