Что входит в систему автоматической смены инструмента
Система автоматической смены инструментов (АСИ) — это комплекс механизмов, обеспечивающий быструю и точную замену оснастки на станках с ЧПУ. Помимо непосредственно механизмов смены, в эту систему входят инструментальные магазины, накопители, стеллажи, автооператоры (роботы-манипуляторы), а также различные вспомогательные устройства: захватные, транспортирующие и зажимные, установленные как в шпинделе, так и в самих автооператорах.
Ключевые требования к системам АСИ
Конструкция механизмов автоматической смены инструментов должна соответствовать ряду строгих требований для обеспечения высокой производительности и надежности работы станка:
- Точность и жесткость: После установки инструмент должен занимать стабильное и точное положение в шпинделе.
- Надежность: Обеспечивается надежное крепление инструмента и безотказная работа всех компонентов системы.
- Скорость: Время смены инструмента должно быть минимальным.
- Гибкость: Возможность изменения вместимости магазина под разные задачи.
- Универсальность: Узел АСИ должен быть агрегатным, чтобы его можно было с минимальными доработками встраивать в различные компоновки станков.
- Конструктивные особенности: Система должна быть компактной, хорошо защищать инструмент от повреждений и загрязнений, быть удобной в обслуживании и соответствовать нормам безопасности.
Типы систем АСИ и принципы их работы
Системы с магазином на шпиндельной головке
Наиболее простой конструкцией обладает система, где инструментальный магазин (дискового или револьверного типа) установлен непосредственно на шпиндельной головке. В этом случае автооператор не требуется. Смена инструмента происходит за счет осевого перемещения самого шпинделя. Инструменты заранее устанавливаются в магазин в порядке, соответствующем технологическому процессу.
Цикл работы: Перед сменой шпиндель поднимается, становясь соосным с блоком инструментов в магазине. При опускании конус инструментальной втулки входит в гнездо шпинделя и закрепляется. После обработки шпиндель поднимается, инструмент возвращается в магазин и фиксируется там. Затем магазин поворачивается, подводя следующий инструмент к оси шпинделя, и цикл повторяется.
Системы с вынесенным магазином и автооператором
Когда требуется большая емкость (20-60 и более инструментов), магазин выносят из рабочей зоны — устанавливают на отдельную стойку, поднимают над бабкой или смещают в сторону. При этом оси шпинделя и инструментов в магазине могут быть параллельны, но не совпадать. Для совмещения осей и переноса инструмента используется автооператор.
Принципиальные схемы работы автооператоров:
1. С вращательным и двумя поступательными движениями: Автооператор захватывает инструменты, вытаскивает их из шпинделя и магазина, поворачивается на 180°, меняя их местами, и устанавливает обратно.
2. С вращательным и одним поступательным движением: Более компактная схема, где автооператор, поворачиваясь, одновременно захватывает оба инструмента, а затем, совершив поворот на 180°, устанавливает их на новые места.
Автооператоры могут быть рычажного типа, с кантователем в одной или двух плоскостях, а также с дополнительными транспортирующими устройствами для сложных траекторий перемещения инструмента.
Промежуточные устройства и носители
Для повышения гибкости и скорости в системах АСИ могут использоваться:
- Позиция ожидания: Промежуточное гнездо, где инструмент ждет установки в шпиндель или возврата в магазин.
- Промежуточный носитель (перегружатель): Обеспечивает связь между шпинделем и удаленным магазином, что позволяет полностью освободить рабочую зону.
Унификация и приводы
Важным аспектом является унификация. Инструменты устанавливаются в шпиндель и магазин не напрямую, а с помощью стандартных инструментальных оправок или блоков. Это упрощает хранение, настройку и смену оснастки.
Приводы для автооператоров, кантователей и транспортеров могут быть как механическими, так и гидравлическими, в зависимости от требований к скорости, точности и усилию.