Система ATC CNC представляет собой одно из наиболее значительных нововведений в области повышения производительности в станках с компьютерным управлением, однако многие люди, сталкивающиеся с этим термином, до сих пор не понимают, что он означает и почему это важно. At #iGoldenCNCМы помогаем клиентам понять, как технология автоматической смены инструмента (ATC) преобразует возможности станков с ЧПУ, значительно повышая эффективность операций, требующих использования нескольких режущих инструментов. В этом всеобъемлющем руководстве объясняются основы управления воздушным движением, принципы работы технологии, ее преимущества, области применения, а также когда инвестиции в развитие системы управления воздушным движением имеют смысл с точки зрения бизнеса.
ATC
ATC расшифровывается как Автоматическое изменение инструмента or Автоматический инструментСтанок с ЧПУ и автоматической сменой инструмента (ATC) — это фрезерный станок, обрабатывающий центр или фрезерный станок с компьютерным управлением, оснащенный системой автоматической смены режущих инструментов во время работы без вмешательства человека. Станок хранит множество инструментов — обычно от 4 до 24 различных фрез, концевых фрез или резцов — в карусели, магазине или стеллаже, выбирая и устанавливая соответствующий инструмент для каждой операции на основе запрограммированных инструкций.
Система автоматической смены инструмента (ATC) обычно состоит из инструментального магазина и механизма автоматической смены инструмента, позволяющего хранить несколько фрез для многоэтапной обработки сложных деталей. Благодаря использованию всего одного шпинделя, фрезерные станки ATC упрощают конструкцию шпинделя, повышают жесткость и обеспечивают высокую точность. Автоматизированные устройства смены инструмента сокращают механические перемещения, уменьшают время смены инструмента и обеспечивают гибкую компоновку для высокоэффективного производства в промышленных и небольших мастерских.
В отличие от традиционных фрезерных станков с ЧПУ, требующих ручной смены фрез, системы автоматической смены инструмента (ATC) позволяют осуществлять непрерывную работу нескольких инструментов при обработке древесины, изготовлении корпусной мебели, столярных изделий, фанеры, МДФ, алюминия, акрила и других материалов.
Машины CNC CNC
Как работают системы управления воздушным движением
Хранение инструментовИнструменты устанавливаются в держатели, вставляемые в инструментальную карусель, линейный магазин или стеллаж для хранения. Каждое место пронумеровано, и система ЧПУ знает, какой инструмент занимает каждое место. Распространенные конфигурации включают вместимость 8, 12, 16 и 24 инструментов, хотя некоторые промышленные системы вмещают более 40 инструментов.
Идентификация инструментаПрограмма ЧПУ определяет, какой инструмент выполняет каждую операцию: «используйте инструмент №3 для черновой обработки», «используйте инструмент №7 для детальной обработки», «используйте инструмент №12 для сверления». Система управления отслеживает, какой инструмент в данный момент находится в шпинделе и какие инструменты доступны в магазине.
Автоматический процесс обменаКогда для программирования требуется другой инструмент, станок автоматически запускает последовательность смены инструмента:
- Шпиндель перемещается в заданное положение для смены инструмента (обычно это безопасное место, удаленное от заготовки и приспособлений).
- Зажим шпинделя освобождается, и текущий инструмент либо опускается в ожидающий держатель инструмента, либо извлекается механизмом смены инструмента.
- Карусель/магазин вращается или линейный переключатель перемещается, позиционируя следующий необходимый инструмент.
- Новый инструмент вставляется в шпиндель, зажим шпинделя фиксирует инструмент, и станок возобновляет резку с использованием нового инструмента.
Вся эта последовательность обычно занимает от 3 до 8 секунд в зависимости от сложности системы и конфигурации магазина инструментов.
Интеграция программного обеспеченияПрограммное обеспечение CAM (Computer-Aided Manufacturing) генерирует программы, определяющие последовательность инструментов, и автоматически вставляет команды смены инструмента в соответствующих точках. Операторам остается лишь загружать инструменты в заданные позиции магазина в соответствии с назначением инструментов, заданным программой.
Особенности и преимущества станка с ЧПУ и автоматической сменой инструмента.
• Мощный шпиндель с автоматической сменой инструмента и большим крутящим моментом для быстрой и точной фрезеровки, обработки и фрезерования.
• Высокомоментные серводвигатели обеспечивают низкий уровень шума, высокую скорость и точное позиционирование.
• Гибкие магазины для инструментов, стандартные на 8 инструментов, с возможностью увеличения вместимости.
• Обеспечивает возможность обработки различных материалов: древесины, МДФ, фанеры, алюминия, акрила и пластмасс.
• Короткое время смены инструмента (обычно 2–8 секунд), что повышает эффективность производства.
• Идеально подходит для производителей мебели, столярных мастерских, фанерных цехов и промышленных производственных линий.
Стоимость станка с ЧПУ и автоматической сменой инструмента
Цена станка с ЧПУ и автоматической сменой инструмента варьируется в зависимости от рабочей зоны, мощности шпинделя, количества осей и функциональных возможностей:
• Фрезерные станки с ЧПУ начального уровня для хобби с автоматической сменой инструмента: около 12 000 долларов.
• Промышленные фрезерные станки с ЧПУ и автоматической сменой инструмента, большими рабочими столами, усовершенствованными шпинделями и многоосевой системой: от 25 000 до 100 000 долларов США и выше.
• Средняя стоимость большинства коммерческих фрезерных станков с ЧПУ и автоматической сменой инструмента: приблизительно 16 000 долларов США.
Для модернизации существующего обычного фрезерного станка с ЧПУ с помощью комплекта автоматической смены инструмента (ATC) потребуется дополнительно от 3,000 до 8,000 долларов в зависимости от характеристик. Инвестиции в систему ATC позволяют выполнять более быстрые и точные операции с использованием нескольких инструментов при деревообработке, изготовлении мебели, МДФ, фанеры и алюминия, значительно повышая производительность и сокращая время простоя.
Технические характеристики фрезерного станка с ЧПУ iGOLDEN ATC
| Характеристики | Описание |
|---|---|
| Бренд | iGOLDENCNC |
| Размеры стола | 4′ x 4′, 4′ x 6′, 4′ x 8′, 5′ x 10′, 6′ x 12′ |
| Ось | 3 оси, 4-я ось, 4 оси, 5 осей |
| Возможности | 2D-обработка, 2.5D-обработка, 3D-обработка, деревообработка, фрезерование, резка, механическая обработка, сверление, нарезание пазов, изготовление мебели на станках с ЧПУ, изготовление шкафов. |
| Материалы | Дерево, МДФ, фанера, алюминий, акрил, пластик, латунь, медь, пенопласт, камень, нержавеющая сталь |
| Тип | Станки с ЧПУ начального уровня для хобби. Промышленные фрезерные станки с ЧПУФрезерные станки с ЧПУ ATC, станки с ЧПУ для изготовления корпусной мебели, столярных и деревообрабатывающих изделий. |
| Совместимость программного обеспечения | ArtCAM, Type3, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, Solidworks, MeshCAM, AlphaCAM, UcanCAM, MasterCAM, CASmate, PowerMILL, Fusion360, Aspire, AutoCAD, Autodesk Inventor, Alibre, Rhinoceros 3D |
| Контроллер | OSAI, Syntec, LNC, Mach3, Mach4 |
| Ценовой диапазон | 6,000 $ - $ 110,000 |
| Обслуживание OEM | Настраиваемая рабочая область по осям X, Y, Z |
| Опционные части | Пылесборник, вращающееся устройство, вакуумный насос, серводвигатели, система охлаждения, шпиндель HSK или Colombo, магазин автоматической смены инструмента. |
Типы станков с ЧПУ и автоматической сменой инструмента.
Фрезерные станки с ЧПУ с автоматической сменой инструмента (ATC) можно разделить на три основных типа, предназначенных для удовлетворения различных потребностей в обработке, производительности инструмента и производственных условиях:
1. Линейный тип ATC
Линейные системы автоматической смены инструмента, также называемые линейными устройствами смены инструмента, идеально подходят для магазинов, вмещающих от 4 до 12 инструментов. Они обеспечивают быструю смену инструмента, высокую повторяемость и простоту в эксплуатации. Этот тип широко используется в деревообработке, резке МДФ и фанеры, а также в производстве мебели и шкафов малого и среднего размера.
2. Барабанный автоматическая смена водителя (ATC)
Барабанный тип, также известный как CTM или дисковый тип автоматической смены инструмента, использует вращающийся магазин для хранения от 8 до 20 инструментов. Он обеспечивает быструю автоматическую смену инструмента во время многоэтапных процессов обработки и подходит для промышленной деревообработки с ЧПУ, резки алюминия и производства мебели. Барабанный тип автоматической смены инструмента популярен для высокоэффективных операций фрезерования, резки и распиловки.
3. Цепной тип ATC
Цепной автоматический механизм смены инструмента предназначен для вертикальных станков с ЧПУ с более низкой скоростью смены инструмента, но очень большой вместимостью инструмента (более 30 инструментов). Он идеально подходит для тяжелых промышленных фрезерных станков с ЧПУ, обработки различных материалов и крупномасштабного производства шкафов, мебельных панелей и композитных материалов. Этот тип обеспечивает наилучшую гибкость и вместимость инструмента для сложных многоступенчатых операций обработки.
Как менять инструменты на фрезерных станках с ЧПУ и автоматической сменой инструмента?
1. Метод с использованием вращающегося держателя инструмента (вращающейся стойки).
Поворотные держатели инструмента — одно из простейших решений для автоматической смены инструмента, часто используемое на токарных станках с ЧПУ или компактных фрезерных станках. Держатель может быть квадратным, шестиугольным или дисковым, вмещающим 4–6 и более инструментов. Смена фрез происходит автоматически в соответствии с командами ЧПУ, обеспечивая высокую точность. Благодаря прочной конструкции поворотный держатель выдерживает сопротивление резанию во время черновой обработки, поддерживая точность повторного позиционирования, обычно в пределах 0.001–0.005 мм. Последовательность смены инструмента включает подъем, индексацию и прижимание держателя. Этот метод подходит для обработки древесины, МДФ, фанеры и алюминия малых и средних размеров.
2. Способ замены шпиндельной головки
Устройство смены инструмента на шпиндельной головке использует револьверный инструментальный магазин, доступный в горизонтальном или вертикальном исполнении. Каждая шпиндельная головка поставляется с предварительно загруженными необходимыми инструментами. При срабатывании команды смены инструмента револьверная головка перемещается для позиционирования соответствующего инструмента, задействуя только используемый шпиндель. Этот автоматизированный процесс сокращает ручное вмешательство, экономит время и повышает надежность. Револьверные шпиндельные головки подходят для станков автоматической смены инструмента с ограниченным количеством инструментов и процессами низкой и средней точности.
3. Автоматическая система смены инструмента с магазином
Для многоступенчатой или сложной обработки большинство станков с ЧПУ с автоматической сменой инструмента используют автоматическую систему смены инструмента с инструментальным магазином. Система включает в себя магазин и механизм смены инструмента, позволяющий одновременно загружать и выгружать фрезы. Инструменты предварительно устанавливаются в стандартные держатели, предварительно регулируются и хранятся в магазине, который обычно устанавливается сбоку или над передней бабкой. Система автоматической смены инструмента обеспечивает использование только одного шпинделя, поддерживая при этом большое количество инструментов, что повышает эффективность при производстве мебели, корпусной мебели и изделий из композитных материалов. Система автоматической смены инструмента с магазином идеально подходит для промышленной обработки древесины на станках с ЧПУ, фрезерования алюминия и производства многокомпонентных материалов.
Как выбрать инструментальный магазин и фрезы для станков с ЧПУ с автоматической сменой инструмента?
1. Типы инструментальных магазинов для фрезерных станков с ЧПУ и автоматической сменой инструмента.
Фрезерные станки с ЧПУ и автоматической сменой инструмента используют инструментальные магазины для хранения нескольких фрез, что позволяет осуществлять автоматическую смену инструмента во время многоэтапных операций. Существует три распространенных типа:
• Магазин дисковых (роторных) инструментов:
Подходит для 4–12 инструментов. Фрезы выравниваются относительно шпинделя и меняются с помощью простого вращательного механизма. Преимущества: простая конструкция, надежность, низкая стоимость. Недостатки: более длительное время смены инструмента, лучше всего подходит для обрабатывающих центров малой и средней производительности.
• Журнал Chain Tool:
Предназначен для станков, требующих большего количества инструментов (15–50 и более фрез). Отличается компактной компоновкой и высокой вместимостью, что позволяет эффективно хранить и заменять больше инструментов. Идеально подходит для промышленных фрезерных станков с ЧПУ, используемых в мебельном производстве, изготовлении корпусной мебели и обработке различных материалов.
• Магазин линейного инструмента:
Встраиваемый магазин на 6–24 инструмента. Быстрый, точный и простой в использовании. Хорошо работает в 3-осевом режиме. 4-осевой фрезерный станок с ЧПУ и автоматической сменой инструмента. Оборудование для обработки древесины, МДФ, алюминия и пластика.
2. Методы выбора инструмента
Перед обработкой система выбирает из магазина соответствующую фрезу. Распространенные методы включают:
Последовательный выбор: биты используются в порядке, соответствующем запрограммированному процессу. Простой и надежный способ, подходит для небольших и средних операций на станках с ЧПУ.
Произвольный (случайный) выбор: любой инструмент может быть выбран в зависимости от требований процесса. Этот метод поддерживает магазины большой емкости и различные типы заготовок, обеспечивая большую гибкость для промышленных фрезерных станков с ЧПУ и автоматической сменой инструмента.
3. Методы кодирования инструментов
Программирование инструмента обеспечивает точное отслеживание каждого элемента и его повторное использование в различных процессах:
Двоичный/штриховой метод: Штриховой код на инструменте или держателе идентифицирует каждый бит.
Система на основе памяти: ПЛК хранит номер и положение каждого держателя в магазине, что позволяет системе автоматически захватывать и возвращать биты. Этот метод повышает эффективность, снижает количество ошибок и широко используется в различных областях. промышленные маршрутизаторы ATC.
4. Ключевые преимущества для пользователей
Поддерживает автоматическую высокоскоростную смену инструмента для многоэтапных процессов.
Повышает эффективность и точность обработки древесины, МДФ, фанеры, алюминия и других материалов.
Сокращает необходимость ручного вмешательства, время простоя и количество ошибок в процессе производства.
Гибкие варианты магазинов (дисковые, цепные, линейные) для удовлетворения различных потребностей бизнеса и масштабов производства.
Применение станков с ЧПУ и автоматической сменой инструмента.
Фрезерные станки с ЧПУ ATC разработаны для высокоточной, высокоскоростной и многоинструментальной обработки в широком спектре отраслей промышленности. Они идеально подходят для обработки древесины, МДФ, фанеры, алюминия, пластика, акрила и других неметаллических или полуметаллических материалов, позволяя предприятиям повысить эффективность, стабильность и масштабы производства.
1. Столярное дело и изготовление мебели
Области применения: двери для дома, 3D-обработка волнообразных панелей, дверцы шкафов, двери из массива дерева, деревянные двери для рукоделия, двери без покраски, москитные сетки, декоративные панели, компьютерные столы и мебель с панельной отделкой на заказ.
Преимущества: Позволяет выполнять сложные операции резки, обработки, сверления и нарезания канавок за одну установку, сокращая ручной труд и время производства.
2. Изготовление пресс-форм и прототипов
Области применения: металлические формы (медь, алюминий, железо), неметаллические формы (дерево, пластик, ПВХ, камень).
Преимущества: Высокая жесткость и точность позволяют создавать прецизионные формы, снижая количество ошибок в многоступенчатых процессах механической обработки.
3. Реклама, вывески и проекты для хобби
Области применения: резка акрила, изготовление вывесок, вырезание логотипов, надписи, блистерная печать и декоративные элементы.
Преимущества: Поддерживает сложные конструкции из нескольких материалов с постоянной скоростью смены инструмента и высокой повторяемостью, идеально подходит для коммерческого и ремесленного применения.
4. Промышленное производство и художественное изготовление
Области применения: теневые скульптуры, рельефная резьба, корпуса музыкальных инструментов, прецизионные компоненты инструментов и специализированные промышленные детали.
Преимущества: Системы автоматической смены инструмента большой производительности и многоосевые возможности позволяют осуществлять сложное крупносерийное производство как функциональных, так и декоративных промышленных проектов.
Устранение неисправностей и обслуживание
Фрезерные станки с ЧПУ и автоматической сменой инструмента (ATC) — это высокопроизводительные, полностью автоматизированные станки, предназначенные для многоинструментальной обработки различных материалов. Хотя их точность и производительность превосходят стандартные станки с ЧПУ, регулярный осмотр, техническое обслуживание и диагностика неисправностей необходимы для обеспечения стабильной работы и долговечности. Методы поиска и устранения неисправностей для фрезерных станков с ЧПУ и автоматической сменой инструмента отличаются от методов для обычных станков с ЧПУ благодаря встроенным системам автоматической смены инструмента, сервоприводам и многоосевой конфигурации.
1. Проверка работоспособности оборудования
Контролируйте фактическую работу фрезерного станка для выявления неисправностей. Проверьте гидравлические и пневматические компоненты, устройство автоматической смены инструмента, поворотные столы, зажимные приспособления и системы передачи. Наблюдение за движением и реакцией может помочь определить источник проблем в работе.
2. Анализ состояния системы
Используйте интерфейс управления ЧПУ для просмотра диагностических данных, значений состояния и кодов ошибок. Например, если шпиндель не возвращается в исходную точку должным образом, проверка состояния осей и параметров системы может помочь определить первопричину проблемы.
3. Проверка программы ЧПУ
Составьте и запустите тестовые программы для проверки линейного позиционирования, круговой интерполяции, нарезания резьбы, стандартных циклов и пользовательских макропрограмм. Этот метод позволяет проверить точность работы станка и выявить ошибки, связанные с программированием.
4. Контроль с помощью приборов
Используйте стандартные электроизмерительные приборы для измерения переменного/постоянного напряжения, фазовых сигналов и импульсных выходных сигналов. Этот метод помогает выявить проблемы в источниках питания, сервосистемах или электронных компонентах.
5. Самодиагностика системы ЧПУ
Современные фрезерные станки с ЧПУ и автоматической сменой инструмента (ATC) оснащены функциями самодиагностики в системе управления. Такие функции, как самодиагностика при включении питания, онлайн-мониторинг и автономное тестирование оборудования, позволяют автоматически обнаруживать и сообщать о проблемах в шпинделе, серводвигателях, устройстве смены инструмента и других важных компонентах, что позволяет быстро принимать решения по техническому обслуживанию.
Советы по обслуживанию:
• Регулярно осматривайте и смазывайте устройство смены инструмента ATC, линейные направляющие и шариковые винты.
• Для обеспечения точности обработки необходимо проверить биение шпинделя и целостность зажима инструмента.
• Убедитесь, что пневматические и гидравлические системы не имеют утечек и работают при надлежащем давлении.
• Поддерживайте чистоту оборудования, удаляя пыль и мусор, чтобы предотвратить засорение датчиков или механических узлов.
Заключение
ATC Технология ATC преобразует обработку на станках с ЧПУ из операций с одним инструментом, требующих частого ручного вмешательства, в сложное автоматизированное производство, способное выполнять сложные многоинструментальные процессы без участия человека. Преимущества в производительности, расширение возможностей и повышение эффективности труда делают ATC бесценной для предприятий с соответствующим сочетанием задач и объемами производства. Понимание того, что такое ATC, как она работает и когда инвестиции оправданы, поможет вам принять обоснованные решения о том, следует ли включать эту технологию в спецификацию вашего оборудования с ЧПУ. Сотрудничайте с iGolden, чтобы узнать, может ли возможность использования ATC повысить эффективность вашего производства и обеспечить устойчивый конкурентный успех вашего предприятия.
ИГОЛДЕН БЛОГ
Благодарим вас за посещение веб-сайта iGOLDENCNC. iGOLDENCNC является профессиональным поставщиком прикладных решений для станков с ЧПУ, занимающихся производством и продажей станков с ЧПУ и аксессуаров.