Fresadores CNC automàtiques amb canviador d'eines per a tots els pressupostos

definició

El canviador automàtic d'eines és un dispositiu per transferir, carregar i descarregar eines entre el cargol i el carregador d'eines. Canviador automàtic d'eines és el nom complet d'ATC en el mecanitzat CNC.

Els kits de canvi d'eines automàtics accionen la màquina CNC amb un treball continu, és a dir, després de completar cada procés, la nova eina utilitzada en el següent procés es canvia automàticament al cargol i el cargol recull l'eina, l'intercanvi d'eines generalment es completa mitjançant l'acció coordinada del manipulador, el carregador i el cargol.

En comparació amb els routers CNC de diversos eixos, l'ATC només necessita un eix al capçal, els components de l'eix tenen una rigidesa suficient per complir els requisits de diversos mecanitzats de precisió. A més, el magatzem d'eines pot emmagatzemar un gran nombre d'eines per al mecanitzat en diversos passos de peces complexes, cosa que pot millorar significativament l'adaptabilitat i l'eficiència del mecanitzat de les màquines-eina. El sistema ATC consta de 2 parts: un magatzem d'eines i un dispositiu de canvi automàtic d'eines. Té 2 avantatges principals: el primer és que només es reserva un eix, cosa que és beneficiosa per simplificar l'estructura de l'eix i millorar la rigidesa del mateix; el segon és que es poden emmagatzemar un gran nombre de broques de router amb diferents tipus i funcions a la biblioteca, cosa que és convenient per completar diversos procediments de processament complexos i de diversos passos.

El kit de canvi d'eines automatitzat està compost d'un carregador d'eines, un sistema de selecció d'eines, un mecanisme d'intercanvi d'eines i altres parts, i l'estructura és més complicada. És responsable de transferir la broca entre el carregador i el cargol, empènyer la broca que s'utilitzarà al cargol i després enviar la broca substituïda de tornada al carregador interior. Tot i que aquest mètode de canvi no és tan senzill com l'anterior, evita que el carregador i el cargol es moguin per al canvi d'eines i es substitueix per un canvi d'eines automatitzat. D'aquesta manera, es redueix el rang de moviment dels components mecànics, el canvi es completa més ràpidament i el disseny també és més flexible.

Principi De Funcionament

En el sistema automàtic de canvi d'eines, el dispositiu que realitza la transferència i la càrrega i descàrrega de l'eina entre el carregador i el mandril s'anomena canviador d'eines. Hi ha dues maneres d'intercanviar eines: el moviment relatiu del carregador i el mandril, i el manipulador. El dispositiu que utilitza el moviment relatiu del carregador i el mandril per realitzar l'intercanvi d'eines primer ha de retornar l'eina usada al carregador quan es canvia l'eina i després treure l'eina nova del carregador. Les dues accions no es poden realitzar alhora i el temps de canvi d'eines és més llarg.

Tanmateix, el canviador d'eines del manipulador pot agafar, carregar i descarregar les broques del cargol i del carregador alhora durant el canvi, de manera que el temps de canvi s'escurça encara més. El mètode d'intercanvi d'eines mitjançant un robot és el més utilitzat. Això es deu al fet que el manipulador és flexible en el canvi, ràpid en l'acció i simple en l'estructura. El manipulador pot completar una sèrie d'accions com ara agafar - estirar - girar - inserir - retornar. Per evitar que la broca caigui, la urpa mòbil del manipulador està equipada amb un mecanisme d'autobloqueig.

Funcions i avantatges

S'adopta el capçal de canvi d'eines automàtic d'alta potència, amb un bon rendiment d'arrencada i un parell elevat, que pot aprofitar al màxim els avantatges de l'alta velocitat i la major eficiència de la màquina. Adopta un servomotor d'alt parell fabricat al Japó, que té els avantatges de baix soroll, alta velocitat i alta precisió de posicionament. Equipat amb un carregador d'eines únic, podeu intercanviar les broques del router necessàries a voluntat. El temps de canvi d'eines només triga uns segons. El carregador d'eines estàndard inclou 8 eines i es pot personalitzar un carregador d'eines de major capacitat.

Costos

El cost d'una màquina de fresat CNC ATC (canviador automàtic d'eines) pot variar molt segons les especificacions, la mida, les característiques i la marca de la màquina, normalment oscil·lant entre uns $1De 0,800 a més $100,000. Els kits de fresadora CNC ATC per a aficionats d'entrada costen una mitjana de $12,000, mentre que algunes taules de fresadora CNC ATC industrials de gamma alta amb capacitats avançades, àrees de treball més grans i funcions addicionals solen ser més cares. En total, el cost mitjà de compra d'una fresadora CNC ATC amb canviador d'eines és d'uns $16,000. És recomanable consultar fabricants o proveïdors específics per obtenir preus precisos en funció de les vostres necessitats.

La majoria dels treballadors de la fusta estan ansiosos per tenir una fresadora CNC ATC, però alguns no tenen ni idea de quant costa actualitzar una màquina CNC normal amb un kit de canvi d'eines automàtic. Segons l'informe de mercat CNC industrial del 2026, haureu de gastar un suplement $3,000 a $8000 a més d'una màquina normal si vols fer-ho tu mateix.

Especificacions

Tipus

Els canviadors d'eines automàtics es divideixen en 3 tipus comuns: tipus lineal, tipus tambor i tipus cadena, els presentarem un per un.

Tipus lineal

Aquest és un tipus de canviador en línia, que s'utilitza per a carregadors amb 4 a 12 eines. Es caracteritza per un canvi d'eines ràpid i fàcil d'utilitzar.

Tipus de tambor

Aquest és un tipus de canviador rotatiu, que també es coneix com a ATC tipus CTM i ATC tipus disc. S'utilitza per a carregadors amb 8 a 20 eines.

Tipus de cadena

S'utilitza per a màquines CNC verticals amb una velocitat de canvi d'eines més baixa. Està dissenyat per a carregadors amb més de 30 eines, que té la millor capacitat de càrrega d'eines.

Com canviar l'eina en el mecanitzat CNC?

Portaeines rotatives

El portaeines rotatiu és un dels canviadors més senzills, que s'utilitza habitualment en torns CNC. Es pot dissenyar en diverses formes, com ara suports d'eines axials quadrats, hexagonals o de tipus disc. Quatre, 6 o més eines s'instal·len respectivament al portaeines rotatiu, i les puntes es canvien segons les instruccions del dispositiu de control numèric. El portaeines rotatiu ha de tenir una bona resistència i rigidesa en l'estructura per suportar la resistència al tall durant el mecanitzat en desbast. Com que la precisió del mecanitzat per tornejat depèn en gran mesura de la posició de la punta de l'eina, per als torns de control numèric per ordinador, la posició de l'eina no s'ajusta manualment durant el procés de mecanitzat, per la qual cosa és més necessari triar un esquema de posicionament fiable i una estructura de posicionament raonable per garantir l'eina rotativa. Després de cada indexació, el portaeines té la màxima precisió de posicionament repetitiu possible (normalment... 0.001-0.005mm). En circumstàncies normals, l'acció de canvi del porta-pedaços rotatiu inclou l'aixecament del porta-pedaços, la indexació del porta-pedaços i el premsatge del porta-pedaços.

Canvi de capçal de fus

El canvi d'eines del capçal del fus és un mètode de canvi d'eines relativament senzill per a màquines CNC amb eines rotatives. Aquest capçal del fus és en realitat un carregador d'eines de torreta. Hi ha 2 tipus de capçals de fus: horitzontals i verticals. Normalment, la indexació de la torreta s'utilitza per substituir el capçal del fus per aconseguir un canvi d'eines automàtic. A cada fus de la torreta, les eines rotatives necessàries per a cada procés estan preinstal·lades. Quan s'emet una ordre de canvi d'eines, cada capçal del fus gira a la posició de processament per torns i s'activa el moviment principal, de manera que el fus corresponent fa girar la broca. Altres fusos en posicions de no mecanitzat es desconnecten del moviment principal. El dispositiu de canvi d'eines del fus estalvia una sèrie d'operacions complicades com ara afluixament automàtic, subjecció, descàrrega, càrrega i descàrrega, escurçant així el temps de canvi i millorant la fiabilitat del canvi. Tanmateix, a causa de la limitació de la posició espacial, la mida estructural dels components del fus no pot ser massa gran, cosa que afecta la rigidesa del sistema del fus. Per garantir la rigidesa del fus, s'ha de limitar el nombre de fusos, en cas contrari augmentarà la mida de l'estructura. Per tant, el capçal de la torreta normalment només és adequat per a màquines amb pocs processos i requisits de baixa precisió, com ara les trepadores i fresadores de control numèric per ordinador.

Sistema automàtic de canvi d'eines

Com que el canviador de capçal de torreta i el reposaeines rotatius no poden allotjar massa broques, no poden satisfer les necessitats de processament de peces complexes. Per tant, les màquines CNC ATC utilitzen principalment canviadors automàtics amb carregadors d'eines. El dispositiu amb carregador d'eines consta d'un carregador i un mecanisme de canvi d'eines, i el procés de canvi és més complicat. En primer lloc, totes les broques utilitzades en el procés de mecanitzat s'han d'instal·lar al suport estàndard i, després d'ajustar prèviament la mida fora de la màquina, col·locar-les al carregador d'una manera determinada. Quan canvieu, primer seleccioneu la broca del carregador i, a continuació, el canviador traurà la broca del carregador o del cargol per intercanviar-la, posarà la broca nova al cargol i tornarà a posar la broca antiga al carregador. El carregador té una gran capacitat i es pot muntar al lateral o a sobre del capçal. Com que només hi ha un cargol al capçal de la màquina amb el carregador de canvi automàtic d'eines, la rigidesa dels components del cargol ha de ser alta per complir els requisits del mecanitzat de precisió. A més, el nombre de bits al carregador és gran, de manera que es pot dur a terme el processament multiprocés de peces complexes, cosa que millora considerablement l'adaptabilitat i l'eficiència de processament de la màquina. El sistema ATC amb carregador és adequat per a centres de trepat i centres de mecanitzat.

Com triar la revista i l'eina?

Tipus de revista d'eines

El carregador d'eines s'utilitza per reservar un cert nombre de broques de fresadora, que es poden intercanviar amb les broques del fus a través del manipulador. Hi ha diversos tipus de carregadors, com ara carregadors de tipus disc i carregadors de tipus cadena. La forma i la capacitat dels carregadors s'han de determinar segons l'abast tecnològic de la màquina. En el carregador d'eines de disc, la direcció de la broca de fresadora és en la mateixa direcció que el fus. Quan es canvia la broca, la caixa del fus puja fins a una determinada posició, de manera que la broca del fus s'alinea amb la posició inferior del carregador i la broca de fresadora es subjecta, el fus està sota el control de l'ordinador, s'allibera la maneta, el carregador d'eines de disc es mou cap endavant, treu la broca de fresadora del fus i, a continuació, el carregador gira la broca utilitzada en el següent procés fins a la posició alineada amb el fus, el carregador cap enrere, inseriu la nova broca al forat del fus, el fus subjecta el suport, la caixa del fus baixa a la posició de treball, la tasca de canvi d'eines es completa i el següent procés comença a funcionar. Els avantatges d'aquest dispositiu de canvi d'eines són la simplicitat en estructura, el baix cost i la bona fiabilitat del canvi. El desavantatge és que el temps de canvi és llarg i és adequat per a centres de mecanitzat amb una petita capacitat de carregador. Per a centres de mecanitzat que requereixen una gran capacitat de carregador, s'utilitzarà un carregador d'eines de cadena. El carregador té una estructura compacta i una gran capacitat de carregador. La forma de l'anell de cadena es pot fer en diversos tipus segons la disposició de la màquina. La forma, la posició de canvi també es pot sobresortir per facilitar el canvi. Quan cal augmentar el nombre de broques del router, només cal augmentar la longitud de la cadena, cosa que aporta comoditat al disseny i la fabricació del carregador.

Mètode de selecció d'eines

Hi ha molts bits emmagatzemats al carregador. Abans de cada canvi, cal seleccionar el bit. Els mètodes de selecció d'eines més utilitzats inclouen el mètode seqüencial i el mètode arbitrari. Les eines s'insereixen als portaeines del carregador per torns segons els requisits del procés. El processament consisteix a ajustar els bits en seqüència. Quan es processen diferents peces, cal reajustar l'ordre dels bits al carregador. L'avantatge és que l'accionament i el control del carregador són relativament senzills. Per tant, aquest mètode és adequat per al canvi automàtic d'eines de màquines de control numèric per ordinador petites i mitjanes amb grans lots de processament i un nombre reduït de varietats de peces. Amb el desenvolupament del sistema de control numèric, la majoria dels sistemes de control numèric adopten el mètode de selecció arbitrària d'eines, que es divideix en 3 tipus: codificació de portaeines, codificació d'eines i tipus de memòria.

Mètode de codificació d'eines

El codi de l'eina o el codi del portaeines s'ha d'identificar instal·lant una barra de codi a l'eina o al portaeines, que generalment es codifica segons el principi de la codificació binària. El mètode de selecció adopta una estructura especial de portaeines, i cada bit té el seu propi codi, de manera que el bit es pot reutilitzar en diferents processos i el bit substituït no cal tornar a col·locar al portaeines original. El carregador de gran capacitat es pot reduir en conseqüència. Tanmateix, cada bit té un anell de codificació especial, la longitud s'allarga, és difícil de fabricar i l'estructura del carregador i el manipulador es complica. El mètode de codificació del portaeines és que un ganivet correspon a un portaeines. Les eines extretes d'un portaeines s'han de tornar a col·locar al mateix portaeines. Les broques de recollida i col·locació són feixugues i triguen molt de temps a canviar-se. Actualment, el mètode de memòria s'utilitza àmpliament en centres de mecanitzat. D'aquesta manera, el nombre i la posició del portaeines al carregador es poden emmagatzemar al PLC del sistema CNC en conseqüència. La informació de l'eina sempre s'emmagatzema al PLC, independentment de la fixació on es col·loqui l'eina. El carregador està equipat amb un dispositiu de detecció de posició, que pot obtenir la informació de posició de cada portaeines. D'aquesta manera, l'eina es pot treure i retornar a voluntat. També hi ha un origen mecànic al carregador, de manera que cada vegada que es selecciona un ganivet, es selecciona el ganivet més proper.

Aplicacions

Les màquines de fresat CNC ATC es poden utilitzar en una àmplia gamma d'indústries, com ara mobles i millores per a la llar, artesania de fusta, armaris, pantalles, publicitat, instruments musicals o indústries de processament de carcasses d'instruments de precisió. I els materials que es poden processar inclouen principalment diversos materials no metàl·lics com ara fusta, vidre, pedra, plàstic, acrílic i materials aïllants.

Tractament de la fusta

Portes de casa, 3D Mecanitzat de taulers d'ona, portes d'armari, portes de fusta massissa, portes de fusta artesanals, portes sense pintura, mampares, fabricació de finestres artesanals, enbrilladors de sabates, armaris i panells per a màquines de jocs, taules d'ordinador i fabricació de mobles amb panells.

Fabricació de motlles

Pot fer motlles metàl·lics com ara coure, alumini, ferro i més, així com motlles no metàl·lics com ara fusta, pedra, plàstic, PVC i més.

Publicitat i aficionats

Realització de rètols, creació de logotips, retolació, tall d'acrílic, emmotllament amb blísters i decoracions.

Fabricació industrial

Pot fer tot tipus d'escultures d'ombres i escultures en relleu, que s'utilitzen àmpliament en les indústries d'artesania i regals.

Més enllà del bàsic: productivitat i cura del vostre router CNC ATC

Un canviador d'eines automàtic redueix el temps de configuració per peça fins a 70% i elimina la fatiga de l'operador en el treball repetit. Combineu aquests avantatges amb una rutina de manteniment senzilla per mantenir el carregador, el cargol i la pinça fiables durant anys.

Eficiència de la producció: estalvi en temps real gràcies al canvi automàtic d'eines

Canvis manuals d'eines segons un estàndard Router CNC triguen de 30 a 90 segons cadascun. Un ATC lineal o de tambor completa el mateix intercanvi en 3 a 8 segons sense cap intervenció de l'operador. En una porta d'armari que funciona amb 5 canvis d'eina per panell, això significa un estalvi de 4 a 7 minuts per cicle, aproximadament un panell addicional cada hora. Combinat amb un enrutador CNC de nidificació intel·ligent, guanys compostos en torns complets.

✓ Temps de cicle més ràpids en treballs multieina: trepat, perfilat, ranurat en V en una sola configuració.

✓ Reduir els rebutjos derivats dels errors de reajustament durant els canvis manuals.

✓ Execucions sense supervisió per a l'anidament i la producció per lots.

veure la nostra Guia de costos del router CNC per a les matemàtiques de retorn de la inversió per volum de treball.

Programa de manteniment rutinari per a un rendiment fiable de l'ATC

L'ATC és la part més activa mecànicament del vostre encaminador. Una rutina senzilla evita fallades que els operadors normalment només descobreixen durant una execució aturada.

Recanvi de stock freses de fresadora i accessoris ATC en portaeines coincidents, de manera que una broca desgastada mai no atura una feina.

Solució de problemes

El router CNC amb ATC és la classificació més potent de màquines de control numèric per ordinador. Tot i que la força i la velocitat de mecanitzat són incomparables amb altres màquines de control numèric per ordinador, com a equip mecànic totalment automatitzat, la inspecció i el manteniment diaris també són molt necessaris. Un router CNC amb canviador d'eines és completament diferent dels mètodes de detecció i diagnòstic de fallades de les màquines de control numèric per ordinador ordinàries.

Mètode d'inspecció del funcionament de la màquina

El mètode d'inspecció del funcionament és un mètode d'observació i monitorització del funcionament real de la màquina per determinar la posició del mal funcionament i, per tant, rastrejar la causa principal de l'avaria. En general, els kits de màquines de control numèric per ordinador adopten peces de control hidràuliques i pneumàtiques, com ara canviador d'eines automatitzat, dispositiu de taula d'intercanvi, dispositiu de fixació i transmissió, etc., que es poden utilitzar per determinar la causa de l'avaria mitjançant el diagnòstic del moviment.

Mètode d'anàlisi d'estat

El sistema CNC no només pot mostrar informació de diagnòstic d'errors, sinó que també pot proporcionar diversos estats de diagnòstic en forma d'adreça de diagnòstic i dades de diagnòstic. Per exemple, quan el sistema torna incorrectament al punt de referència, podeu comprovar el valor d'estat del paràmetre pertinent per determinar la causa de l'error.

Mètode de verificació de la programació CNC

El mètode de comprovació de la programació CNC també s'anomena mètode de prova de la funció del programa. És un mètode per confirmar la causa de l'error compilant un segment especial del programa de prova. Podeu utilitzar el mètode de programació manual per compilar un programa de prova de funció per a les funcions del sistema (com ara posicionament lineal, interpolació circular, tall de rosques, cicles enllaunats, programes macro d'usuari, etc.) i executar el programa de prova per comprovar la precisió i la fiabilitat de la màquina per realitzar aquestes funcions i, a continuació, determinar la causa de l'error. Normalment, s'escriu un programa de prova amb instruccions per reparar la màquina i el programa s'executa quan es produeix un error per determinar quin és l'error.

Mètode d'inspecció d'instruments

El mètode d'inspecció d'instruments es refereix a l'ús d'instruments elèctrics convencionals per mesurar la tensió de cada grup de fonts d'alimentació de CA i CC, senyals de fase CC i polsos, etc., per trobar errors.

Mètode d'autodiagnòstic del sistema de control numèric

L'autodiagnòstic del sistema de control numèric és un mètode de diagnòstic que utilitza el programa d'autodiagnòstic intern o un programari de diagnòstic especial del sistema per autodiagnòstic i provar el maquinari clau dins del sistema i el programari de control del sistema. Inclou principalment l'autodiagnòstic d'engegada, la monitorització en línia i les proves fora de línia. La màquina CNC utilitza la funció d'autodiagnòstic del sistema, que pot mostrar fàcilment l'estat del senyal d'interfície entre el sistema i cada peça i esbrinar la ubicació general de l'error. És el mètode més utilitzat en el procés de diagnòstic d'errors.