Меню Рубрики

Установка инструмента на cnc

Как осуществляется автоматическая смена инструмента на станке с ЧПУ

Развитие числового программного управления привело к появлению многоцелевых станков и универсальных обрабатывающих центров. Системы ЧПУ позволяют производить сверление, фрезерование, расточку в любых направлениях. Многооперационная обработка в трех или четырех координатных осях на одном станке вместо нескольких значительно сократила время производства одной детали. Установка заготовки на универсальный обрабатывающий центр выполняется один раз, и на выходе мы получаем готовое изделие.

Возможности современных управляющих систем практически не ограничены в количестве одновременно выполняемых операций. В современных токарно-фрезерных станках конфигурация «шпиндель-задняя бабка» заменена на «шпиндель-противошпиндель». При этом даже такое усовершенствование оставляет большой запас вычислительных мощностей числового программного управления.

Схема использования режущего инструмента в станках с ЧПУ

Автоматическая смена инструмента на станках с ЧПУ стала следующим шагом производителей по оптимизации их работы. За счет этого удалось ускорить процесс обработки, обеспечить высокую точность позиционирования, снизить вероятность ошибки оператора и, соответственно, процент брака.

В зависимости от вида изделия частота смены инструмента составляет до 25 раз в час.

Общая схема установки и смены инструмента на станках с ЧПУ выглядит следующим образом:

  1. Подбор необходимых фрез, граверов, резцов в соответствии с программой обработки.
  2. Установка в инструментальный магазин.
  3. Определение вылета (размерная настройка).
  4. Кодирование.
  5. Замена изношенного или поломанного инструмента.

Последний пункт стоит рассмотреть подробнее. У любого режущего инструмента есть расчетный ресурс. Но иногда режущая кромка изнашивается раньше положенного срока, твердосплавная напайка выкрашивается или происходит поломка хвостовика.

Причинами этого могут быть и качество инструмента, и состояние заготовки (избыточная твердость, инородные включения).

Во многих станках с ЧПУ есть системы слежения за состоянием обработки. При повышении нагрузки на шпиндель или поломке фрезы происходит остановка программы, и оператору необходимо выполнить ручную замену и, при необходимости, заточить, повторно определить вылет и запустить обработку. Проблема решается увеличением количества идентичного инструмента в механизме автоматической смены, но это требует повышения емкости последнего.

Виды устройств автоматической смены инструмента

Устройства автоматической смены инструмента на ЧПУ различаются конструктивным исполнением. Каждый производитель использует собственные технические решения, механизмы, комплектующие.

В настоящее время используется 4 алгоритма:

  1. Изменение положения револьверной головки.
  2. Непосредственная передача инструмента из магазина в рабочее положение (шпиндель).
  3. Передача через промежуточный накопитель (поворотную головку).
  4. Передача и установка в шпиндель автооператором.

Рассмотрим самые распространенные виды механизмов.

Револьверная головка

Использование поворотной револьверной головки считается самым простым способом организации автоматической смены инструмента на ЧПУ. Он используется на большинстве одношпиндельных токарных станков. Резцы, сверла, центровки и другой неподвижный относительно станины инструмент устанавливается вручную. Смена инструмента осуществляется поворотом на определенное количество шагов и фиксацией револьверной головки.

Существуют механизмы с вертикальной, горизонтальной и наклонной осями вращения. Номера ячеек чаще всего совпадают с номерами инструментов в управляющей программе.

Главное преимущество такого способа состоит в простоте его реализации. Но ряд существенных недостатков ограничивает его применение:

  • Револьверная головка имеет ограниченное количество гнезд. Часто их оказывается недостаточно для изготовления детали за один цикл.
  • Способ неприменим для фрезерных и гравировальных станков, где инструмент должен вращаться.
  • Резцы и сверла находятся в непосредственной близости от шпинделя, загромождают рабочую зону.
  • В процессе работы и износа револьверной головки наблюдается снижение точности позиционирования инструмента.

Некоторые производители устранили основные недостатки револьверных головок. Для повышения точности поворотные механизмы были снабжены шаговыми двигателями, добавлены асинхронные приводы вращения рабочего инструмента с частотной регулировкой. В некоторых моделях время смены инструмента было снижено до 0,2 с. Однако такие модели оказались более материалоемкими и дорогими.

Магазин инструментов типа «Зонтик»

Магазин представляет собой вращающийся диск с гнездами для фрез и сверл. При помощи таких механизмов выполняется смена режущего инструмента на фрезерных станках с ЧПУ с вертикально расположенным шпинделем. Алгоритм работы устройства выглядит следующим образом:

  1. По команде управляющей программы шпиндель перемещается в определенную точку, расположенную над магазином.
  2. Поворотный механизм подводит под шпиндель пустую ячейку.
  3. Цанговый патрон разжимается и освобождает инструмент.
  4. Поворотный механизм помещает следующую фрезу под патроном.
  5. Цанга зажимает хвостовик, после чего шпиндель поднимется вверх и вынимает инструмент из ячейки.
Читайте также:  Установка кожуха коробку передач

На станках с рабочими полями больших размеров используются подвижные магазины типа «Зонтик». Они перемещаются по направляющим и встречаются со шпиндельной головкой в любом месте стола. За счет этого удается сократить время на подготовку следующей операции.

Магазин инструментов типа «Рука»

Специфика применения таких механизмов состоит в том, что поворотный магазин чаще всего имеет боковую установку и используется на станках с горизонтально расположенным шпинделем. В устройстве используется двухзахватная рука — манипулятор, который извлекает фрезу из шпинделя, проворачивается на 180° и устанавливает инструмент для выполнения следующей операции. Одно из базовых преимуществ механизма — возможность смены фрез с коническим хвостовиком (Морзе, ISO). При составлении управляющей программы инструменты можно обозначить как «большие», тогда соседние с ним ячейки в магазине будут оставаться свободными. При установке «тяжелых» фрез движение «руки» замедляется.

Устройства такого типа размещаются вне рабочей зоны станка, при этом время смены остается минимальным.

Код автоматической смены инструмента

При создании управляющей программы для ЧПУ для смены инструмента используется код M06.

Команда обычно выглядит следующим образом: M06 T5 . Адрес T и следующая за ним цифра обозначают, из какой ячейки вызывается инструмент. В данном случае это № 5. В большинстве современных систем порядок слов данных в кадре может быть любым: станок поймет, если вначале будет указан номер ячейки, а затем команда автоматической смены. Но в некоторых ЧПУ адрес ячейки T и команда M06 должны находиться в разных кадрах.

Сразу же после смены необходимо выполнить коррекцию длины инструмента. Если этого не сделать обработка будет проведена неправильно, а фреза или резец могут столкнуться со станиной или деталью. Для этого используется код G43, затем слово данных с соответствующим номером и точку, в которую перемещается инструмент. Часть программы будет выглядеть следующим образом:

В данном случае инструмент был смещен по оси Z.

Некоторые старые системы ЧПУ требовали указывать положительную и отрицательную компенсацию длины разными кодами: G43 и G44.

После выполнения операции перед вызовом следующего инструмента компенсацию длины предыдущего нужно отменить. Несмотря на то, что большинство современных станков делают это автоматически перед исполнением кода M06, для безопасности многие наладчики и программисты возвращают шпиндель или револьверную головку в исходное положение отдельной командой.

Станки MULTICUT с автоматической сменой режущего инструмента

В линейке продукции компании MULTICUT оборудование ЧПУ со сменой инструмента представлено серией 5000. Эти портальные фрезерно-гравировальные станки с вертикальным шпинделем разработаны для серийного промышленного производства. Восемь ячеек в инструментальном магазине расположены в ряд параллельно балке портала. Благодаря такой конструкции смена фрез производится за пределами рабочего поля и занимает не более 10 секунд.

Станки выполняют следующие операции:

  • фрезерование внешних и внутренних поверхностей деталей сложной конфигурации;
  • раскрой фанеры, МДФ, ДСП, листов из цветных металлов и сплавов;
  • гравировка;
  • объемное фрезерование.

В настоящее время серия 5000 поставляется с системой MULTICUT, позволяющей управлять всеми основными и вспомогательными функциями станка, работать в 4-х координатных осях, контролировать перемещение шпинделя и поворот заготовки.

Получить консультации можно у наших сотрудников, позвонив по контактным телефонам.

источник

Привязка инструмента на станках с ЧПУ

Управляющая программа создана, инструмент выбран и установлен в револьверную головку. Однако система координат станка пока не понимает, в каких точках пространства находятся режущие кромки фрезы или резца. Чтобы программа отработала корректно, нужно выполнить следующий этап наладки — привязку инструмента. Последняя заключается в определении вылетов фрезы, сверла или резца по осям и занесении полученных значений в УП.

Читайте также:  Установка гбо на фольксваген с tsi

При выполнении операции необходимо учитывать следующие нюансы:

  • какую поверхность будет обрабатывать инструмент — внутреннюю или наружную;
  • направление вращения шпинделя;
  • радиус режущей кромки.

Привязка инструмента на станках с ЧПУ выполняется со стойки, поэтому наладчик должен хорошо знать систему и команды, которые используются для установки каждого вида корректоров.

Зачем выполнять привязку?

Для понимания важности операции предлагаем рассмотреть один из наиболее простых частных случаев — установку корректора на длину сверла.

В токарном станке ось вращения заготовки (шпинделя) совпадает с осью любого инструмента, который зажимают в патрон задней бабки, и значение имеет только его длина. В результате неправильной или неточной привязки инструмента к ЧПУ глубина отверстия окажется больше или меньше, чем нужно.

Ошибки в установке корректоров приводят к тому, что инструмент врезается в шпиндель, стол, заготовку на рабочем или холостом ходу. В лучшем случае вы потеряете фрезу, а в худшем — станок придется остановить на длительный и дорогой ремонт.

Когда привязка необходима?

На любом станке ЧПУ привязку инструмента делают перед тем, как выставить ноль детали. Вылеты инструментов определяют в следующих случаях:

  • Если у вас многошпиндельный станок или установлена револьверная головка, нужно сделать привязку для каждого инструмента перед началом обработки. Система станка запомнит все значения.
  • Если у вас простой станок с одним шпинделем, привязываться нужно каждый раз после смены фрезы или резца.
  • После переточки инструмента. Чтобы задать уменьшение длины сверла или изменение размера напайки резца, можно воспользоваться корректорами износа, которые есть в большинстве систем. Однако, если вы только начинаете осваивать станок, лучше определять вылет инструмента каждый раз после переточки, чтобы не ошибиться.

После замены твердосплавной пластины на резцах привязка к ЧПУ станка чаще всего не требуется. Достаточно сделать контрольный замер обработанной им поверхности.

Способы привязки

Способ привязки инструмента к детали и станку выбирают в зависимости от вида обработки и требований к точности. Принципы определения координат режущих кромок одинаковы для всех станков, но таблицы корректоров, команды и клавиатура на стойках могут различаться. Поэтому мы остановимся только на перемещениях инструмента и измерении.

Привязка инструмента на токарно-фрезерных станках, как и другие операции по отладке управляющих программ, выполняется в режиме ручного ввода данных (MDI). Наладчик должен точно знать, какой именно код он прописывает, поскольку его исполнение происходит сразу же после ввода.

Торцевание

Для определения координаты резца по оси Z его аккуратно подгоняют к заготовке и обрабатывают ее торец. Не нужно снимать много материала — достаточно только «забелить» поверхность и совместить текущее положение инструмента с нулем станка. Перед остановкой шпинделя резец нужно вывести по оси X без изменения его положения по Z.

Такой способ привязки к ЧПУ не подойдет, если торцевая поверхность детали должна остаться нетронутой.

Точение по наружному диаметру и расточка

Для определения координаты по оси X резец подводят к боковой поверхности детали и протачивают ее с минимальным съемом материала до получения чистой поверхности. Необходимо обработать участок, достаточный для измерения диаметра. Именно этот размер нужно внести в таблицу, чтобы система рассчитала и запомнила координату. В этом случае резец отводят от детали по оси Z.

Определение координаты расточного, резьбового или любого другого резца для внутренней обработки несколько отличается. Сначала необходимо привязать сверло и просверлить отверстие в заготовке, после чего выполнить его расточку. Обратите внимание, что напайка внутреннего резца «смотрит» в обратную сторону (т. е. находится с другой стороны от оси), поэтому в таблицу инструмента значение диаметра нужно вносить со знаком «минус», иначе координата будет определена неправильно.

Слабое место такого способа — точность измерительного инструмента. Для определения наружного диаметра можно использовать микрометр. Его погрешность составляет 0,01 мм. Для определения диаметров отверстий лучше использовать нутромер. Он имеет такую же погрешность измерений. Но если нутромер не войдет по размеру (слишком маленькое отверстие), придется брать штангенциркуль. Даже если это электронный инструмент, добиться точности будет сложнее.

Обкатка индикатором

Этот способ привязки инструмента на токарно-фрезерном ЧПУ с револьверной головкой напоминает центровку электродвигателя. К нему прибегают, когда необходимо совместить ось вращения шпинделя со сверлом или центровкой. Для работы понадобится механический индикатор часового типа и штатив с магнитным основанием. В патрон на револьверной головке устанавливают калиброванный цилиндрический пруток или сам инструмент, если гладкая часть его хвостовика выступает из зажимных кулачков.

Читайте также:  Установка гидрооборудования на тягач ман

На шпинделе закрепляют штатив с индикатором так, чтобы измерительный наконечник опирался на цилиндрическую поверхность хвостовика. Шпиндель проворачивают вручную и смотрят на показания индикатора. Передвижением револьверной головки по X и Y добиваются такого положения, в котором стрелка будет оставаться неподвижной в любом положении шпинделя, и его принимают за ноль.

Щупы или концевые меры

Если поверхность заготовки нельзя обрабатывать, для определения координат по Z и X можно использовать мерные плитки или щупы с известными размерами. Резец подводят к детали с зазором: так, чтобы концевая мера не проходила. На минимальной подаче отводят резец, пока она не войдет. Толщину плитки нужно добавить в корректоры.

Обратите внимание, что при определении координаты резца по оси X толщину мерной плитки умножают на два и прибавляют к диаметру.

Бумага

Этот способ подойдет, когда к обработке не предъявляют высоких требований по точности: раскрой листовых материалов, обработка фасадов. Вместо концевой меры используют бумагу, а фрезу приближают к заготовке до тех пор, пока лист не зажмет между ними.

Электронные датчики

Многие станки комплектуются электронными датчиками привязки инструмента, которые также называют tool setter. Работать с ними удобно и быстро, определение координат выполняется в автоматическом режиме, что исключает вероятность ошибки. Tool setter вызывается командой со стойки. Инструмент подводится вручную на расстояние около 3 мм от датчика, после чего подается команда на определение координаты. В автоматическом режиме резец касается поверхности, а система станка сама делает расчет и вносит корректор в таблицу инструментов.

Также существуют датчики и комплектные измерительные системы, которые можно приобрести отдельно. Один из наиболее известных производителей такого оборудования — Renishaw. Компания изготавливает контактные датчики для привязки инструмента, деталей, проведения высокоточных технических измерений.

Определение координат инструмента на станках Multicut

Компания Multicut — один из ведущих российских производителей фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ. Мы предлагаем высоконадежное оборудование для обработки различных материалов, в том числе дерева, пластиков и композитов. В нашем ассортименте представлены одно-, двух- и трехшпиндельные серии агрегатов, а также станки с ЧПУ с автоматической сменой режущего инструмента.

Наше оборудование совместимо со стандартными фрезами и граверами. Их преимущество состоит в том, что данные для привязки уже определены производителем. Их можно копировать из технической документации (паспортов) и вносить в таблицу станка. Если вы собираетесь использовать другой режущий инструмент, мы подберем и включим в комплект поставки подходящие электронные датчики.

Чтобы посмотреть видео о нашем оборудовании, подпишитесь на YouTube канал компании Multicut.

Для получения технической помощи и консультаций свяжитесь с сервисной службой в Москве или Новосибирске по контактным телефонам.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector