Знаете ли от какви компоненти се състои дисковият инструментален магазин на CNC обработващ център?

Дисков инструментален магазин на CNC обработващи центрове: структура, приложения и методи за смяна на инструменти

I. Въведение
В областта на CNC обработващите центрове, инструменталният магазин е ключов компонент, който пряко влияе върху ефективността на обработката и нивото на автоматизация. Сред тях, дисковият инструментален магазин е широко използван поради своите уникални предимства. Разбирането на компонентите, сценариите на приложение и методите за смяна на инструменти на дисковия инструментален магазин е от голямо значение за задълбоченото разбиране на принципите на работа на CNC обработващите центрове и подобряването на качеството на обработката.

 

II. Преглед на видовете инструментални магазини в CNC обработващи центрове
Инструменталните магазини в CNC обработващите центрове могат да бъдат класифицирани в различни видове според формата им. Дисковият инструментален магазин е един от по-често срещаните и широко използвани видове. Дисковият инструментален магазин е известен още като инструментален магазин тип „рамо за инструменти“ или инструментален магазин тип „манипулатор“. Освен дисковия инструментален магазин, други видове инструментални магазини се различават по форма и принцип на работа. Например, инструменталният магазин тип „чадър“ също е често срещан тип, но има разлики в скоростта на смяна на инструментите и други аспекти в сравнение с дисковия инструментален магазин.

 

III. Компоненти на дисковия инструментален магазин

 

(A) Компоненти на инструменталния диск
Компонентите на диска за инструменти са едни от основните части на дисковия магазин за инструменти и се използват за съхранение на режещи инструменти. На диска за инструменти има специфични слотове за инструменти. Дизайнът на тези слотове може да гарантира, че режещите инструменти са стабилно разположени в него, а размерът и прецизността на слотовете съответстват на спецификациите на използваните режещи инструменти. По отношение на дизайна, дискът за инструменти трябва да има достатъчна здравина и твърдост, за да издържи на теглото на режещите инструменти и центробежната сила, генерирана по време на високоскоростно въртене. В същото време, обработката на повърхността на диска за инструменти също е важна. Обикновено се прилагат методи за обработка, устойчиви на износване и ръжда, за да се удължи експлоатационният живот на диска за инструменти.

 

(Б) Лагери
Лагерите играят ключова поддържаща роля в дисковия инструментален магазин. Те могат да поддържат компоненти като инструменталния диск и вала стабилни по време на въртене. Високопрецизните лагери могат да намалят триенето и вибрациите по време на въртене, подобрявайки работната прецизност и стабилността на инструменталния магазин. В зависимост от изискванията за натоварване и скорост на въртене на инструменталния магазин ще бъдат избрани различни видове и спецификации на лагери, като ролкови и сачмени лагери. Тези лагери трябва да имат добра товароносимост, прецизност на въртене и издръжливост.

 

(C) Лагерни втулки
Лагерните втулки се използват за монтаж на лагери и осигуряване на стабилна монтажна среда. Те могат да предпазят лагерите от ерозия от външни замърсявания и да осигурят правилното им положение и концентричност след монтажа. Материалът на лагерните втулки обикновено се избира от метални материали с определена якост и износоустойчивост, а прецизността на обработката на лагерните втулки има важно влияние върху нормалната работа на лагерите и производителността на целия инструментален магазин.

 

(D) Вал
Валът е ключов компонент, който свързва диска на инструмента и силовите компоненти, като например двигателя. Той предава въртящия момент на двигателя, за да може дискът на инструмента да се върти. Конструкцията на вала трябва да отчита неговата здравина и твърдост, за да се гарантира, че няма да възникне деформация по време на процеса на предаване на мощност. В същото време, свързващите части между вала и другите компоненти трябва да имат добра прецизност на пасване, като например пасването с лагерите, за да се намали треперенето и загубата на енергия по време на въртене. В някои висококачествени дискови списания за инструменти, валът може да използва специални материали и процеси на обработка, за да отговори на по-високите изисквания за производителност.

 

(E) Капак на кутията
Капакът на кутията играе основна роля в защитата на вътрешните компоненти на инструменталния магазин. Той може да предотврати навлизането на прах, стружки и други замърсявания във вътрешността на инструменталния магазин и да повлияе на нормалната му работа. Дизайнът на капака на кутията обикновено трябва да вземе предвид уплътнението и лекотата на демонтиране, за да се улесни поддръжката и проверката на вътрешните части на инструменталния магазин. Освен това, структурата на капака на кутията също трябва да вземе предвид координацията с външния вид и пространството за монтаж на целия инструментален магазин.

 

(F) Издърпващи щифтове
Щифтовете играят важна роля в процеса на смяна на инструменти в инструменталния магазин. Те се използват за издърпване или поставяне на режещи инструменти от или в слотовете на инструменталния диск в определени моменти. Движението на щифтовете трябва да бъде прецизно контролирано, а прецизността на проектирането и производството пряко влияе върху точността и надеждността на смяната на инструментите. Щифтовете обикновено работят в координация с други компоненти на трансмисията, за да осъществят операциите по поставяне и изваждане на режещи инструменти чрез механични конструкции.

 

(G) Заключващ диск
Заключващият диск се използва за заключване на режещия диск, когато магазинът за инструменти не работи или е в специфично състояние, за да се предотврати случайното му завъртане. Той може да осигури стабилно положение на режещите инструменти в магазина за инструменти и да избегне отклонения в позицията на инструмента, причинени от разклащането на режещия диск по време на процеса на обработка. Принципът на работа на заключващия диск обикновено се реализира чрез взаимодействие между механичния заключващ механизъм и диска на инструмента или вала.

 

(H) Мотор
Двигателят е източникът на захранване на дисковия инструментален магазин. Той осигурява въртящ момент за въртене на инструменталния диск, което позволява на инструменталния магазин да осъществява операции по избор на инструмент и смяна на инструменти. В зависимост от конструктивните изисквания на инструменталния магазин ще бъде избран двигател с подходяща мощност и скорост на въртене. В някои високопроизводителни обработващи центрове двигателят може да бъде оборудван с усъвършенствани системи за регулиране и управление на скоростта, за да се постигне по-прецизен контрол на скоростта на въртене на инструменталния диск и да се отговорят на изискванията на различните обработващи процеси за скорост на смяна на инструменти.

 

(I) Женевско колело
Механизмът „Женева колело“ има важно приложение при индексирането и позиционирането на дисковия инструментален магазин. Той може да завърти инструменталния диск прецизно според предварително зададения ъгъл, като по този начин точно позиционира инструмента в необходимата позиция. Прецизността на проектирането и производството на „Женева колело“ оказват решаващо влияние върху прецизността на позициониране на инструмента в инструменталния магазин. Чрез сътрудничество със силови компоненти, като например двигателя, той може да реализира ефективни и точни функции за избор на инструменти.

 

(J) Фургон
Корпусът на кутията е основната структура, която побира и поддържа други компоненти на инструменталния магазин. Той осигурява монтажни позиции и защита за компоненти като лагери, валове и инструментални дискове. Дизайнът на корпуса на кутията трябва да отчита общата здравина и твърдост, за да издържи на различни сили по време на работа на инструменталния магазин. Вътрешното пространство на корпуса трябва да бъде разумно, за да се улесни монтажът и поддръжката на всеки компонент, и трябва да се вземат предвид проблеми като разсейване на топлината, за да се избегне повлияване на производителността на инструменталния магазин поради прекомерно повишаване на температурата по време на продължителна работа.

 

(K) Сензорни превключватели
Сензорните превключватели се използват в дисковия инструментален магазин за данни, като например позицията на режещите инструменти и ъгъла на въртене на инструменталния диск. Чрез тези сензорни превключватели, системата за управление на обработващия център може в реално време да разбира състоянието на инструменталния магазин и прецизно да контролира процеса на смяна на инструментите. Например, сензорът за инструмент на място може да осигури точното позициониране на режещия инструмент, когато той е поставен в слота на инструменталния диск или шпиндела, а сензорът за ъгъла на въртене на инструменталния диск помага за прецизния контрол на индексирането и позиционирането на инструменталния диск, за да се осигури плавното протичане на операцията по смяна на инструментите.

 

IV. Приложения на дисковия инструментален магазин в обработващи центрове

 

(A) Реализиране на функцията за автоматична смяна на инструменти
След като дисковият инструментален магазин е конфигуриран в обработващия център, той може да реализира автоматична смяна на инструментите, което е едно от най-важните му приложения. По време на процеса на обработка, когато режещият инструмент трябва да се смени, системата за управление задвижва компоненти като двигателя и манипулатора на инструменталния магазин съгласно инструкциите на програмата, за да завърши автоматично смяната на инструментите без човешка намеса. Тази функция за автоматична смяна на инструменти значително подобрява непрекъснатостта и ефективността на обработката и намалява времето на престой по време на процеса на обработка.

 

(Б) Подобряване на ефективността и прецизността на машинната обработка
Тъй като дисковият инструментален магазин може да реализира автоматична смяна на инструментите, детайлът може да извършва множество процеси, като фрезоване, разстъргване, пробиване, разпробиване и нарязване на резба, само с едно затягане. Едно затягане избягва грешки в позиционирането, които могат да възникнат по време на множество процеси на затягане, като по този начин значително подобрява прецизността на обработката. В същото време, бързата скорост на смяна на инструментите прави процеса на обработка по-компактен, намалявайки спомагателното време и подобрявайки общата ефективност на обработката. При обработката на сложни детайли това предимство е по-очевидно и може ефективно да съкрати цикъла на обработка и да подобри производствената ефективност.

 

(C) Задоволяване на нуждите на множество изисквания за обработка
Дисковият инструментален магазин може да побере различни видове и спецификации на режещи инструменти, които отговарят на изискванията на различни процеси на обработка. Независимо дали става въпрос за фреза с голям диаметър, необходима за груба обработка, или за свредло, разширител и др. с малък диаметър, необходими за фина обработка, всички те могат да се съхраняват в инструменталния магазин. Това прави обработващият център да не се нуждае от честа смяна на инструменталния магазин или ръчна смяна на режещите инструменти, когато е изправен пред различни задачи по обработка, което допълнително подобрява гъвкавостта и адаптивността на обработката.

 

V. Метод за смяна на инструменти на дисковия инструментален магазин
Смяната на инструменти в дисковия инструментален магазин е сложен и прецизен процес, извършван от манипулатора. Когато системата за управление на обработващия център издаде инструкция за смяна на инструменти, манипулаторът започва да се движи. Първо едновременно захваща използвания режещ инструмент на шпиндела и избрания режещ инструмент в инструменталния магазин, след което се завърта на 180°. Това ротационно движение изисква високопрецизен контрол, за да се осигури стабилност и точност на позициониране на режещите инструменти по време на въртене.
След завършване на въртенето, манипулаторът поставя точно режещия инструмент, взет от шпиндела, в съответната позиция на инструменталния магазин и едновременно с това монтира режещия инструмент, взет от инструменталния магазин, върху шпиндела. По време на този процес, компоненти като щифтове и сензорни превключватели работят координирано, за да осигурят точното поставяне и изваждане на режещите инструменти. Накрая манипулаторът се връща в началната си точка и целият процес на смяна на инструмента е завършен. Предимството на този метод за смяна на инструмента се състои в бързата скорост на смяна на инструмента и високата точност, което може да отговори на изискванията на съвременните обработващи центрове за ефективна и прецизна обработка.

 

VI. Тенденции в развитието и технологични иновации на списанието за дискови инструменти

 

(A) Подобряване на скоростта и прецизността при смяна на инструменти
С непрекъснатото развитие на технологиите за машинна обработка се поставят по-високи изисквания към скоростта на смяна на инструментите и прецизността на дисковите инструменти. Бъдещите дискови инструменти могат да използват по-усъвършенствани технологии за задвижване на двигатели, високопрецизни трансмисионни компоненти и по-чувствителни сензорни превключватели, за да се намали допълнително времето за смяна на инструментите и да се подобри прецизността на позициониране на инструментите, като по този начин се подобри цялостната ефективност на обработката и качеството на обработващия център.

 

(Б) Увеличаване на капацитета на инструмента
При някои сложни машинни задачи са необходими повече видове и количества режещи инструменти. Следователно, дисковият инструментален магазин има тенденция да се развива към увеличаване на капацитета на инструментите. Това може да включва иновативен дизайн на структурата на диска на инструмента, по-компактно разположение на компонентите и оптимално използване на общото пространство на инструменталния магазин, за да се поберат повече режещи инструменти, без да се увеличава твърде много обемът му.

 

(C) Повишаване на степента на интелигентност и автоматизация
Бъдещите дискови инструментални магазини ще бъдат по-тясно комбинирани със системата за управление на обработващия център, за да се постигне по-висока степен на интелигентност и автоматизация. Например, инструменталният магазин може да следи състоянието на износване на режещите инструменти в реално време чрез сензори и да подава информация обратно към системата за управление. Системата за управление автоматично ще регулира параметрите на обработка или ще подканя за смяна на режещите инструменти според степента им на износване. В същото време функциите за диагностика на повреди и ранно предупреждение на инструменталния магазин ще бъдат по-съвършени, което може своевременно да открие потенциални проблеми и да намали времето на престой, причинено от повреди в инструменталния магазин.

 

(D) Дълбока интеграция с машинните процеси
Разработването на дисковия инструментален магазин ще обърне повече внимание на дълбоката интеграция с машинните процеси. Например, за обработка на различни материали (като метал, композитни материали и др.) и различни форми на обработка (като извити повърхности, отвори и др.), стратегиите за избор на инструменти и смяна на инструменти в инструменталния магазин ще бъдат по-интелигентни. Чрез комбинация със софтуер за планиране на машинните процеси, инструменталният магазин може автоматично да избира най-подходящите режещи инструменти и реда за смяна на инструменти, за да подобри качеството и ефективността на обработката.

 

VII. Заключение
Като важен компонент на CNC обработващите центрове, дисковият инструментален магазин има сложна и прецизна структура, която определя отличната му производителност по време на процеса на обработка. От компонентите на инструменталния диск до различните компоненти за управление и трансмисия, всеки компонент играе незаменима роля. Широкото приложение на дисковия инструментален магазин не само подобрява нивото на автоматизация и ефективността на обработката на обработващия център, но също така осигурява прецизност на обработката чрез прецизен метод за смяна на инструментите. С непрекъснатото развитие на производствената индустрия, дисковият инструментален магазин все още има голям потенциал в технологичните иновации и подобряването на производителността и ще продължи да се развива към по-бърза, по-точна и по-интелигентна обработка, носейки повече удобство и стойност за CNC обработващата индустрия.