Системы автоматической смены инструмента в многоцелевых вертикальных центрах

В мире современного производства, где скорость, точность и эффективность играют ключевую роль, автоматизация процессов является важным фактором успеха. Одной из технологий, которая значительно улучшила производственные процессы, является автоматическая смена инструмента (ATC — Automatic Tool Changer). Этот механизм не только ускоряет работу станков с ЧПУ, но и обеспечивает стабильное качество продукции и снижает вероятность ошибок, вызванных ручными операциями.

В этой статье мы рассмотрим, что такое устройство автоматической смены инструмента, его основные функции и наиболее распространённые типы, используемые в промышленности.

MetalTec TOPMILL 650S 4-х осевой вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ 

1. Что такое устройство автоматической смены инструмента?

Автоматическая смена инструмента (ATC) — это механизм, предназначенный для автоматической замены инструментов во время производственного процесса без участия оператора. Этот компонент интегрируется в обрабатывающий центр с ЧПУ, позволяя станку автоматически выбирать необходимый инструмент для выполнения конкретной операции. По сути, ATC действует как роботизированная рука, которая меняет инструменты на шпинделе, сокращая время простоя станка и повышая производительность.

Представьте, что вам нужно выполнить несколько операций с разными инструментами — например, сверло, фреза и резец. Вместо того чтобы останавливать работу станка и вручную менять инструменты, ATC делает это автоматически. Такой подход ускоряет процесс и снижает вероятность ошибок, которые могут возникнуть при ручной смене инструмента.

ATC используется в самых разных отраслях: от автомобилестроения до аэрокосмической промышленности и машиностроения, где требуется высокая точность и быстрая обработка сложных металлических деталей.

Вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ

2. Виды устройств автоматической смены инструмента

Существует несколько типов устройств автоматической смены инструмента, каждый из которых имеет свои особенности и предназначен для решения различных задач. Рассмотрим наиболее распространённые типы:

2.1 Карусельное (ротационное) устройство автоматической смены инструмента

Карусельное ATC — это один из самых распространённых типов устройств, который использует горизонтально расположенный круглый магазин инструментов, напоминающий зонтик. Именно поэтому его часто называют зонтичным типом.

Этот тип ATC обычно способен хранить от 16 до 20 инструментов. В процессе смены инструмента весь магазин перемещается под шпиндель. Когда текущий инструмент на шпинделе освобождается, магазин поворачивается, чтобы подать следующий инструмент, который затем автоматически закрепляется в шпинделе.

Преимущества:

• Компактная конструкция, экономящая пространство.
• Низкая стоимость.

Недостатки:

• Низкая ёмкость инструментария.
• Относительно медленная смена инструмента.
• Более высокая частота отказов.

Устройства автоматической смены инструментов обрабатывающих центров

2.2 Захватное устройство автоматической смены инструмента

Захватное ATC использует передний магазин инструментов, где инструменты загружаются непосредственно между шпинделем и магазином без использования рычагов. Этот тип ATC чаще всего используется на небольших обрабатывающих центрах с ЧПУ, например, в центрах резьбонарезания.

Ёмкость такого магазина обычно варьируется от 16 до 21 инструмента, и его ключевая особенность заключается в высокой скорости смены инструментов. Время смены инструмента может быть сведено к 1 секунде.

Преимущества:

• Быстрая смена инструмента.
• Низкая стоимость.
• Низкая частота отказов.

Недостатки:

• Ограниченная ёмкость инструментального магазина.

Вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ KVL QZ 500 

2.3 Устройство автоматической смены инструмента рычажного типа

Рычажное ATC — это наиболее распространённый тип, используемый в вертикальных обрабатывающих центрах. Его отличительной чертой является использование двойного рычага, который одновременно извлекает использованный инструмент и устанавливает новый.

Этот тип смены инструмента позволяет существенно сократить время простоя, поскольку смена инструмента занимает всего 2 секунды. Ёмкость таких магазинов составляет от 24 до 30 инструментов, что делает его оптимальным для различных производственных задач.

Преимущества:

• Быстрая смена инструмента.
• Совместимость с разными типами конусов (например, BT40 и BT50).
• Низкая частота отказов.

Недостатки:

• Занимает больше пространства.
• Возможны проблемы с накоплением стружки.

Вертикальный обрабатывающий центр KVL650

2.4 Цепной автоматический сменщик инструмента

Цепной ATC использует линейный магазин инструментов, который хранит инструменты в виде цепочки. Этот тип ATC может хранить от 60 до 200 инструментов, что делает его лучшим выбором для крупных обрабатывающих центров и массового производства.

Рычаг устройства перемещается вдоль цепи, подбирая необходимый инструмент и устанавливая его в шпиндель. Цепной ATC чаще всего используется на крупных станках, таких как 5-осевые центры или двухколонные обрабатывающие центры.

Преимущества:

• Большая ёмкость инструментального магазина.
• Подходит для крупных станков и сложных операций.

Недостатки:

• Высокая стоимость.
• Медленная смена инструмента.
• Занимает много места.

X.mill 5X 1000 FA 5-ти осевой вертикально-фрезерный обрабатывающий центр

3. Как выбрать подходящий тип ATC?

Выбор устройства автоматической смены инструмента зависит от нескольких факторов, таких как размер станка, объём производства и требования к ёмкости инструментального магазина. Если вы используете небольшой вертикальный обрабатывающий центр, карусельное ATC может быть идеальным вариантом благодаря своей компактности и низкой стоимости. Для более сложных и крупных производств, требующих высокой ёмкости инструментов, цепной ATC будет лучшим выбором.

Вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ

Заключение

Устройство автоматической смены инструмента играет важную роль в оптимизации работы станков с ЧПУ. Различные типы ATC позволяют ускорить производственный процесс, снизить количество ошибок и повысить точность работы. Выбор подходящего устройства зависит от ваших производственных потребностей и задач, стоящих перед вашим оборудованием