تعریف
Automatic Tool Changer دستگاهی است برای انتقال، بارگیری و تخلیه ابزار بین دوک نخ ریسی و مجله ابزار. Automatic Tool Changer نام کامل ATC در ماشینکاری CNC است.
کیت های تعویض خودکار دستگاه CNC را با کار مداوم هدایت می کند، یعنی پس از اتمام هر فرآیند، ابزار جدید مورد استفاده در فرآیند بعدی به طور خودکار به اسپیندل تغییر می کند و اسپیندل ابزار را برمی دارد، تبادل ابزار به طور کلی انجام می شود. با عملکرد هماهنگ دستکاری کننده، مجله و دوک نخ ریسی تکمیل می شود.
در مقایسه با روترهای CNC چند اسپیندل، ATC فقط به یک اسپیندل در سر استوک نیاز دارد، اجزای دوک دارای استحکام کافی برای برآوردن نیازهای ماشینکاری دقیق مختلف هستند. علاوه بر این، مجله ابزار می تواند تعداد زیادی ابزار را برای ماشینکاری چند مرحله ای قطعات پیچیده ذخیره کند که می تواند به طور قابل توجهی سازگاری و راندمان ماشینکاری ماشین ابزار را بهبود بخشد. سیستم ATC از 2 قسمت تشکیل شده است: یک مجله ابزار و یک دستگاه تعویض خودکار ابزار. 2 مزیت عمده دارد: اولی این است که فقط یک دوک رزرو شده است که برای ساده کردن ساختار دوک و بهبود استحکام دوک مفید است. دوم این است که تعداد زیادی بیت روتر با انواع و عملکردهای مختلف را می توان در کتابخانه ذخیره کرد، که به راحتی مراحل مختلف پردازش پیچیده و چند مرحله ای را کامل می کند.
کیت تعویض ابزار خودکار از مجله ابزار، سیستم انتخاب ابزار، مکانیسم تعویض ابزار و سایر قطعات تشکیل شده است و ساختار پیچیده تر است. وظیفه انتقال بیت بین ژورنال و اسپیندل، فشار دادن بیت برای استفاده به دوک و سپس ارسال بیت جایگزین شده به مجله داخل آن است. اگرچه این روش تغییر مانند روش قبلی ساده نیست، اما از جابجایی ژورنال و دوک برای تعویض ابزار جلوگیری می کند و با یک تعویض خودکار ابزار جایگزین می شود. به این ترتیب، دامنه حرکت اجزای مکانیکی کاهش می‌یابد، تغییر سریع‌تر تکمیل می‌شود و طرح طراحی نیز انعطاف‌پذیرتر می‌شود.
اصل کار
در سیستم تعویض خودکار ابزار به وسیله ای که انتقال و بارگیری و تخلیه ابزار را بین ژورنال و اسپیندل انجام می دهد، ابزار تعویض نامیده می شود. 2 راه برای تبادل ابزار وجود دارد: حرکت نسبی مجله و دوک نخ ریسی و دستکاری. دستگاهی که از حرکت نسبی ژورنال و دوک برای انجام تعویض ابزار استفاده می کند، ابتدا باید هنگام تعویض ابزار، ابزار استفاده شده را به ژورنال برگرداند و سپس ابزار جدید را از ژورنال خارج کند. 1 عمل را نمی توان همزمان انجام داد و زمان تغییر ابزار بیشتر است.
با این حال، تغییردهنده ابزار دستکاری می‌تواند همزمان در حین تعویض، بیت‌های اسپیندل و مجله را گرفته و بارگیری و تخلیه کند، بنابراین زمان تغییر بیشتر کوتاه‌تر می‌شود. روش تبادل ابزار با استفاده از ربات پرکاربردترین است. این به این دلیل است که دستکاری کننده در تغییر انعطاف پذیر، در عمل سریع و ساختار ساده است. دستکاری کننده می تواند یک سری اقدامات مانند گرفتن - کشیدن - چرخاندن - وارد کردن - برگرداندن را انجام دهد. به منظور جلوگیری از افتادن بیت، پنجه متحرک مانیپولاتور مجهز به مکانیزم خود قفلی است.
ویژگی ها و مزایا
اسپیندل تعویض ابزار خودکار با قدرت بالا با عملکرد شروع خوب و گشتاور زیاد استفاده شده است که می تواند به مزایای سرعت بالا و راندمان بالاتر دستگاه بازی کامل دهد. این موتور سروو با گشتاور بالا ساخته شده در ژاپن را به کار می گیرد که از مزایای سر و صدای کم، سرعت بالا و دقت موقعیت یابی بالا برخوردار است. مجهز به یک مجله ابزار منحصر به فرد، می توانید بیت های روتر مورد نیاز را به دلخواه مبادله کنید. زمان تغییر ابزار فقط چند ثانیه طول می کشد. مجله ابزار استاندارد دارای 8 ابزار است و یک مجله ابزار با ظرفیت بزرگتر نیز قابل سفارشی سازی است.
هزینه
هزینه یک دستگاه روتر CNC ATC (تغییر ابزار خودکار) می تواند به طور گسترده ای بر اساس مشخصات، اندازه، ویژگی ها و نام تجاری دستگاه متفاوت باشد، که معمولاً متفاوت است. $10,800 به بالا $100,000. کیت های روتر ATC CNC سرگرمی سطح ابتدایی به طور متوسط هزینه دارند $12,000، در حالی که برخی از میزهای روتر ATC CNC صنعتی سطح بالاتر با قابلیت های پیشرفته، مناطق کاری بزرگتر و ویژگی های اضافی گران تر هستند. در مجموع، میانگین هزینه خرید روتر ATC CNC با ابزار تعویض حدود است $16,000. توصیه می شود برای قیمت گذاری دقیق بر اساس نیاز خود با تولید کنندگان یا تامین کنندگان خاص مشورت کنید.
اکثر کارگران نجاری مشتاق به داشتن یک روتر CNC ATC هستند، اما برخی از آنها نمی دانند که هزینه ارتقاء یک دستگاه CNC معمولی با کیت تعویض خودکار ابزار چقدر است. با توجه به گزارش بازار CNC صنعتی 2025، شما باید هزینه اضافی بپردازید $3000 تا $8000 در بالای یک دستگاه معمولی اگر می خواهید خودتان را انجام دهید.
مشخصات
| نام تجاری | STYLECNC |
| اندازه های جدول | 4' x 4', 4' x 6', 4' x 8', 5' x 10', 6' x 12' |
| محور | 3 محور, محور 4, 4 محور, 5 محور |
| قابلیت | ماشینکاری 2 بعدی، ماشینکاری 2.5 بعدی، 3D ماشینکاری |
| مواد | چوب، فلز، آلومینیوم، مس، برنج، سنگ، فوم، پلاستیک |
| انواع | انواع سرگرمی برای مصارف خانگی و انواع صنعتی برای مصارف تجاری |
| نرم افزار | ArtCAM، Type3، Cabinet Vision، CorelDraw، UG، Solidworks، MeshCAM، AlphaCAM، UcanCAM، MasterCAM، CASmate، PowerMILL، Fusion360، Aspire، AutoCAD، Autodesk Inventor، Alibre، Rhinoceros 3D |
| کنترل کننده | OSAI، Syntec، LNC |
| حدود قیمت | $ 6,000.00 - $110,000.00 |
| خدمات OEM | منطقه کاری محور X، Y، Z |
| قطعات اختیاری | جمع کننده گرد و غبار، دستگاه چرخشی، پمپ خلاء، موتورهای سروو، سیستم خنک کننده، اسپیندل کلمبو |
انواع
ابزار تعویض اتوماتیک به 3 نوع متداول نوع خطی، نوع درام و نوع زنجیر تقسیم می شوند که تک تک آنها را معرفی می کنیم.
نوع خطی
این یک نوع تعویض خطی است که برای مجلات با 4 تا 12 ابزار استفاده می شود. این ویژگی با تغییر سریع ابزار و استفاده آسان است.
نوع درام
این یک نوع چنجر چرخشی است که با نام های CTM نوع ATC و دیسک نوع ATC نیز شناخته می شود. برای مجلات با 8 تا 20 ابزار استفاده می شود.
نوع زنجیره ای
برای ماشین های CNC عمودی با سرعت تغییر ابزار کمتر استفاده می شود. برای مجلات با بیش از 30 ابزار طراحی شده است که بهترین ظرفیت حمل ابزار را دارد.
چگونه ابزار را در ماشینکاری CNC تغییر دهیم؟
نگهدارنده ابزار چرخشی
پست ابزار چرخشی یکی از ساده ترین تعویض کننده ها است که معمولا در تراش های CNC استفاده می شود. می توان آن را به اشکال مختلف مانند پایه ابزار محوری مربع، شش ضلعی یا دیسکی طراحی کرد. چهار، 6 یا بیشتر ابزار به ترتیب بر روی نگهدارنده چرخشی نصب می شود و بیت ها طبق دستورالعمل دستگاه کنترل عددی تغییر می کنند. نگهدارنده ابزار دوار باید دارای استحکام و استحکام خوبی در ساختار باشد تا در برابر مقاومت برش در حین ماشینکاری خشن مقاومت کند. از آنجایی که دقت ماشینکاری تراشکاری تا حد زیادی به موقعیت نوک ابزار بستگی دارد، برای ماشین تراش های کنترل عددی کامپیوتری، موقعیت ابزار به صورت دستی در طول فرآیند ماشینکاری تنظیم نمی شود، بنابراین انتخاب یک طرح موقعیت یابی قابل اعتماد و یک ساختار موقعیت یابی معقول برای اطمینان از ابزار دوار ضروری تر است. پس از هر نمایه سازی، رک دارای بالاترین دقت موقعیت یابی تکراری ممکن است (معمولا 0.001-0.005mm). در شرایط عادی، عمل تغییر نگهدارنده چرخشی شامل بلند کردن نگهدارنده، نمایه سازی نگهدارنده و فشار دادن نگهدارنده است.
تغییر سر دوک نخ ریسی
تعویض ابزار سر دوک یک روش تعویض ابزار نسبتاً ساده برای ماشین‌های CNC با ابزارهای دوار است. این سر دوک در واقع یک مجله ابزار برجک است. دو نوع سر دوک وجود دارد: افقی و عمودی. معمولاً از نمایه سازی برجک برای جایگزینی سر دوک برای تغییر خودکار ابزار استفاده می شود. بر روی هر دوک از برجک، ابزارهای چرخشی مورد نیاز برای هر فرآیند از قبل نصب شده است. هنگامی که فرمان تغییر ابزار صادر می شود، هر سر دوک به نوبه خود به موقعیت پردازش می چرخد و حرکت اصلی روشن می شود، به طوری که اسپیندل مربوطه بیت را به چرخش می کشاند. سایر دوک ها در موقعیت های غیر ماشینکاری از حرکت اصلی جدا می شوند. دستگاه تعویض ابزار اسپیندل مجموعه ای از عملیات پیچیده مانند شل کردن خودکار، بستن، تخلیه، بارگیری و تخلیه را ذخیره می کند و در نتیجه زمان تغییر را کوتاه می کند و قابلیت اطمینان تعویض را بهبود می بخشد. با این حال، به دلیل محدودیت موقعیت فضا، اندازه ساختاری اجزای دوک نمی تواند خیلی بزرگ باشد، بنابراین بر استحکام سیستم دوک تأثیر می گذارد. به منظور اطمینان از صلبیت دوک، تعداد دوک باید محدود باشد، در غیر این صورت اندازه ساختار افزایش می یابد. بنابراین، سر دوک برجک معمولاً فقط برای ماشین‌هایی با فرآیندهای کم و نیاز به دقت پایین، مانند ماشین‌های حفاری و فرز کنترل عددی کامپیوتری مناسب است.
سیستم تغییر خودکار ابزار
از آنجایی که تکیه گاه ابزار چرخشی و تغییر نوع سر برجک نمی توانند تعداد زیادی بیت را در خود جای دهند، نمی توانند نیازهای پردازشی قطعات پیچیده را برآورده کنند. بنابراین دستگاه های CNC ATC بیشتر از تعویض کننده های اتوماتیک با مجلات ابزار استفاده می کنند. دستگاه دارای مجله ابزار از یک ژورنال و یک مکانیسم تعویض ابزار تشکیل شده است و فرآیند تعویض پیچیده تر است. اول از همه، تمام بیت های استفاده شده در فرآیند ماشینکاری باید بر روی نگهدارنده استاندارد نصب شده و پس از تنظیم از قبل اندازه در خارج از دستگاه، آنها را به روشی خاص داخل ژورنال قرار دهید. هنگام تغییر، ابتدا بیت را در مجله انتخاب کنید و سپس تعویض کننده بیت را از مجله یا اسپیندل برای تعویض خارج می کند، بیت جدید را داخل اسپیندل قرار می دهد و بیت قبلی را دوباره در مجله قرار می دهد. این ژورنال ظرفیت بالایی دارد و می توان آن را در کنار یا بالای سر استوک نصب کرد. از آنجایی که تنها یک دوک در قسمت سر دستگاه با مجله تعویض خودکار ابزار وجود دارد، استحکام اجزای دوک باید بالا باشد تا نیازهای ماشینکاری دقیق را برآورده کند. علاوه بر این، تعداد بیت ها در مجله زیاد است، بنابراین می توان پردازش چند فرآیندی قطعات پیچیده را انجام داد، که سازگاری و کارایی پردازش دستگاه را تا حد زیادی بهبود می بخشد. سیستم ATC با ژورنال برای مراکز حفاری و مراکز ماشینکاری مناسب است.
چگونه مجله و ابزار را انتخاب کنیم؟
نوع مجله ابزار
مجله ابزار برای رزرو تعداد معینی از بیت‌های روتر استفاده می‌شود که می‌توان آنها را با بیت‌های روی اسپیندل از طریق دستکاری‌کننده مبادله کرد. انواع مختلفی از مجلات مانند مجلات دیسکی و مجلات زنجیره ای وجود دارد. فرم و ظرفیت مجلات باید با توجه به محدوده تکنولوژیکی دستگاه تعیین شود. در مجله ابزار دیسک، جهت بیت روتر هم جهت اسپیندل است. هنگام تغییر بیت، جعبه دوک به یک موقعیت خاص بالا می رود، به طوری که بیت روی دوک با موقعیت پایین مجله تراز می شود، و بیت روتر گیره می شود، اسپیندل تحت کنترل کامپیوتر است، دسته را آزاد کنید. ، مجله ابزار دیسک به جلو حرکت می کند، بیت روتر روی دوک را بیرون می کشد، و سپس مجله بیت مورد استفاده را می چرخاند. فرآیند بعدی به موقعیتی که با دوک تراز شده است، مجله به عقب، بیت جدید را در سوراخ دوک قرار دهید، دوک نگهدارنده را محکم می کند، جعبه دوک به موقعیت کار پایین می آید، کار تعویض ابزار تکمیل می شود، و فرآیند بعدی شروع به کار می کند از مزایای این دستگاه تعویض ابزار ساده در ساختار، هزینه کم و قابلیت اطمینان خوب در تغییر است. عیب این است که زمان تعویض طولانی است و برای مراکز ماشینکاری با ظرفیت مجله کوچک مناسب است. برای مراکز ماشینکاری که نیاز به ظرفیت ژورنال زیاد دارند، از یک مجله ابزار زنجیره ای استفاده خواهد شد. این مجله دارای ساختار جمع و جور و ظرفیت مجله بزرگ است. شکل حلقه زنجیر را می توان با توجه به چیدمان دستگاه به انواع مختلفی درآورد. شکل، موقعیت تغییر همچنین می تواند برای تسهیل تغییر بیرون زده شود. هنگامی که تعداد بیت های روتر باید افزایش یابد، فقط باید طول زنجیره را افزایش داد، که باعث راحتی در طراحی و ساخت مجله می شود.
روش انتخاب ابزار
بیت های زیادی در مجله ذخیره شده است. قبل از هر تغییر، بیت باید انتخاب شود. روش های رایج انتخاب ابزار شامل روش متوالی و روش دلخواه می باشد. ابزارها به نوبه خود با توجه به الزامات فرآیند در نگهدارنده های مجله قرار می گیرند. پردازش این است که بیت ها را به ترتیب تنظیم کنیم. هنگام پردازش قطعات کار مختلف، ترتیب بیت ها در مجله باید دوباره تنظیم شود. مزیت این است که درایو و کنترل مجله نسبتا ساده است. بنابراین، این روش برای تعویض خودکار ابزار ماشین‌های کنترل عددی کامپیوتری کوچک و متوسط با دسته‌های پردازشی بزرگ و تعداد کمی از انواع قطعه کار مناسب است. با توسعه سیستم کنترل عددی، اکثر سیستم های کنترل عددی روش انتخاب ابزار دلخواه را اتخاذ می کنند که به 3 نوع کدگذاری نگهدارنده ابزار، کدگذاری ابزار و نوع حافظه تقسیم می شود.
روش کدگذاری ابزار
کد ابزار یا کد دارنده باید با نصب نوار کد روی ابزار یا نگهدارنده شناسایی شود که عموماً طبق اصل کدگذاری باینری کدگذاری می شود. روش انتخاب ساختار نگهدارنده ابزار خاصی را اتخاذ می کند، و هر بیت کد خاص خود را دارد، بنابراین بیت را می توان مجدداً در فرآیندهای مختلف استفاده کرد و بیت جایگزین شده نیازی به قرار دادن مجدد در نگهدارنده اصلی ندارد. بر این اساس می توان مجله با ظرفیت بزرگ را کاهش داد. با این حال، هر بیت دارای یک حلقه کدگذاری ویژه است، طول آن طولانی تر می شود، ساخت آن دشوار است، و ساختار مجله و دستکاری پیچیده می شود. روش کدگذاری نگهدارنده به این صورت است که یک چاقو با یک نگهدارنده مطابقت دارد. ابزارهایی که از یک نگهدارنده برداشته شده اند باید دوباره روی همان نگهدارنده قرار داده شوند. بیت های انتخاب و مکان دست و پا گیر هستند و زمان زیادی برای تغییر نیاز دارند. در حال حاضر روش حافظه به طور گسترده در مراکز ماشینکاری استفاده می شود. به این ترتیب می توان شماره و موقعیت نگهدارنده در ژورنال را بر اساس آن در PLC سیستم CNC ذخیره کرد. اطلاعات ابزار همیشه در PLC ذخیره می شود، صرف نظر از اینکه ابزار در کدام وسیله قرار می گیرد. مجله مجهز به یک دستگاه تشخیص موقعیت است که می تواند اطلاعات موقعیت هر نگهدارنده را بدست آورد. به این ترتیب می توان ابزار را به دلخواه بیرون آورد و برگرداند. همچنین منشا مکانیکی روی ژورنال وجود دارد، به طوری که هر بار که چاقو انتخاب می شود، نزدیک ترین چاقو انتخاب می شود.
اپلیکیشن‌ها
دستگاه های روتر CNC ATC را می توان در طیف گسترده ای از صنایع مانند مبلمان و بهسازی خانه، صنایع دستی چوبی، کابینت، صفحه نمایش، تبلیغات، آلات موسیقی یا صنایع پردازش پوسته ابزار دقیق استفاده کرد. و مواد قابل فرآوری عمدتاً شامل انواع مواد غیرفلزی مانند چوب، شیشه، سنگ، پلاستیک، اکریلیک و مواد عایق می باشد.
نجاری
درب منزل، 3D ماشین کاری تخته موج، درب کابینت، درهای چوب جامد، درهای چوبی صنایع دستی، درب های بدون رنگ، صفحه نمایش، ساخت پنجره های صنایع دستی، پولیش های کفش، کابینت ها و پانل های ماشین بازی، میز کامپیوتر و ساخت مبلمان پانل.
قالب سازی
می تواند قالب های فلزی مانند مس، آلومینیوم، آهن و غیره و همچنین قالب های غیر فلزی مانند چوب، سنگ، پلاستیک، پی وی سی و غیره بسازد.
تبلیغات و علاقمندان
تابلوسازی، ساخت لوگو، حروف، برش اکریلیک، قالب گیری تاول و تزئینات.
تولید صنعتی
می تواند انواع مجسمه های سایه و مجسمه های برجسته را بسازد که در صنایع دستی و هدایایی کاربرد فراوانی دارند.
عیب یابی
روتر CNC با ATC قدرتمندترین طبقه بندی ماشین های کنترل عددی کامپیوتری است. اگرچه قدرت و سرعت ماشین کاری با سایر ماشین های کنترل عددی کامپیوتری قابل مقایسه نیست، اما به عنوان یک تجهیزات مکانیکی کاملاً خودکار، بازرسی و نگهداری روزانه نیز بسیار ضروری است. روتر CNC با ابزار تعویض کاملاً با روش های تشخیص و تشخیص عیب ماشین های کنترل عددی کامپیوتری معمولی متفاوت است.
روش بازرسی عملیات ماشین
روش بازرسی عملیات روشی برای مشاهده و نظارت بر عملکرد واقعی دستگاه برای تعیین موقعیت خرابی و در نتیجه ردیابی علت اصلی عیب است. به طور کلی، کیت های ماشین کنترل عددی کامپیوتری از قطعات کنترل هیدرولیک و پنوماتیک مانند تعویض ابزار خودکار، دستگاه میز تعویض، دستگاه ثابت و انتقال و غیره استفاده می کنند که می تواند برای تعیین علت عیب از طریق تشخیص حرکت استفاده شود.
روش تحلیل حالت
سیستم CNC نه تنها می تواند اطلاعات تشخیص عیب را نمایش دهد، بلکه می تواند حالت های مختلف تشخیص را در قالب آدرس تشخیص و داده های تشخیص ارائه دهد. به عنوان مثال، هنگامی که سیستم به اشتباه به نقطه مرجع برمی گردد، می توانید مقدار وضعیت پارامتر مربوطه را بررسی کنید تا علت خرابی را مشخص کنید.
روش بررسی برنامه نویسی CNC
روش بررسی برنامه نویسی CNC، روش تست تابع برنامه نیز نامیده می شود. این روشی است برای تأیید علت شکست با کامپایل یک بخش ویژه برنامه آزمایشی. می‌توانید از روش برنامه‌نویسی دستی برای کامپایل یک برنامه تست عملکرد برای عملکردهای سیستم (مانند موقعیت‌یابی خطی، درون‌یابی دایره‌ای، برش نخ، چرخه‌های کنسرو شده، برنامه‌های ماکرو کاربر و غیره) استفاده کنید و برنامه آزمایشی را برای بررسی دقت و صحت اجرا کنید. قابلیت اطمینان دستگاه برای انجام این عملکردها و سپس تعیین علت خرابی. معمولاً یک برنامه آزمایشی با دستورالعمل هایی برای تعمیر ماشین نوشته می شود و برنامه زمانی اجرا می شود که عیب رخ دهد تا مشخص شود که عیب چیست.
روش بازرسی ابزار
روش بازرسی ابزار به استفاده از ابزارهای الکتریکی معمولی برای اندازه گیری ولتاژ هر گروه از منابع تغذیه AC و DC، سیگنال های فاز DC و پالس و غیره برای یافتن عیوب اشاره دارد.
روش خود تشخیصی سیستم کنترل عددی
خود عیب یابی سیستم کنترل عددی یک روش تشخیصی است که از برنامه خود عیب یاب داخلی یا نرم افزار عیب یابی ویژه سیستم برای خود عیب یابی و تست سخت افزار کلید داخل سیستم و نرم افزار کنترل سیستم استفاده می کند. عمدتاً شامل خود تشخیصی، نظارت آنلاین و آزمایش آفلاین است. دستگاه CNC از عملکرد خود عیب یابی سیستم استفاده می کند که به راحتی می تواند وضعیت سیگنال رابط بین سیستم و هر قسمت را نمایش دهد و محل کلی عیب را دریابد. متداول ترین روش مورد استفاده در فرآیند تشخیص عیب است.
