Меню Рубрики

Установка инструмента в фрезерный станок

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 зажигания мерседес 602 дизель

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

Многоликий фрезер. Какие инструменты может заменить фрезер?

Когда речь заходит о комплектовании небольшой столярной мастерской минимально необходимым оборудованием, то в первую очередь на ум приходят различные станки (сверлильный, фуговальный, рейсмусовый), электрорубанки, торцовочные пилы, электролобзики и т. д. А вот ручной фрезер — далеко не первый в списке приоритетов. А зря! Ведь этот инструмент может заменить собой большую часть из того, что уже перечислено! Просто не каждый начинающий мастер знает о его скрытых способностях, тех образах, в которых он может выступить в его руках.

Так какие же таланты скрывает в себе ручной фрезер?

Фрезер-оформитель

Довести до ума заготовку, придать ей законченный вид — основная стихия ручного фрезера. Скруглить торец или придать ему сложный профиль — все, что для этого нужно, немного фантазии и фреза нужной конфигурации.

Читайте также:  Установка вентиляции в квартире в ростове

Для работ подобного плана подойдут кромочные фрезеры небольшой мощности:

Если же речь идет о художественном оформлении изделий из массива древесины (филенки дверей или мебельные фасады), то в этом случае никак не обойтись без погружной модели. Эта разновидность ручного фрезера способна работать по плоскости заготовки, украшая ее объемным узором.

Для выполнения таких работ подойдут фрезеры средней и большой мощности, поддерживающие фрезы больших диаметров:

Фрезер-строитель

Сборка без единого гвоздя или самореза — любимая «фишка» уважающих себя столяров. Для создания таких изделий не обойтись без пазов и пазовых соединений (простой паз, «ласточкин хвост», ламельное соединение и т. д.). Все перечисленное без проблем выполняется при помощи погружного фрезера в дуэте с пазовой фрезой нужной конфигурации. Если не менять настроек самого фрезера при изготовлении одинаковых или однотипных деталей, то достигается потрясающая точность, которой позавидуют станки ЧПУ, используемые при массовом производстве.

Прорезывание пазов предъявляет к инструменту определенные требования. Во-первых, фрезер должен быть погружным, т. е. иметь возможность заглубляться в толщу материала, а во-вторых, его мощность должна быть выше 1300 Вт:

Чтобы сильно не нагружать двигатель аппарата, при нарезке широких или глубоких пазов, выборку материала лучше производить в несколько проходов. Это особенно важно при работе с маломощными фрезерами. Да и фрезы целее будут.

Фрезер-фуганок

Фуговальный станок — по сути большой электрорубанок, основное назначение которого — задать базовую плоскость заготовки, т. е. путем снятия лишнего материала, получить из покоробленной доски ровную заготовку для дальнейшей работы с ней. Причем в столярном деле в большинстве случаев важно, чтобы плоскости заготовки были строго перпендикулярны друг другу.

Прифуговать детали, т. е. создать идеальные плоскости для их дальнейшей сборки или, к примеру, склейки в мебельный щит, можно при помощи фрезера с установленной в него торцевой фрезой. Для этого нужно воспользоваться параллельным упором из комплекта поставки.

Настроив вылет фрезы и количество снимаемого материала, ведем фрезер с параллельным упором по специальной шине или другой идеально ровной направляющей. В результате получаем идеальную плоскость торца детали.

Подойдет любой фрезер средней или большой мощности, главное, чтобы в комплекте был параллельный упор:

Фрезер-рейсмус

Рейсмусовый станок предназначен для калибрования деталей, т. е. получения заготовок одинакового размера в одной из плоскостей. Такой станок — недешевое удовольствие, но фрезер и здесь готов прийти на помощь. Правда для создания деталей одной толщины по всей плоскости, придется изготовить вспомогательное приспособление.

Дальше все просто. Заготовка помещается и закрепляется в приспособлении. По самой нижней точке детали устанавливается глубина погружения фрезы в материал. После чего при помощи торцовочной фрезы производится съем лишнего материала, в результате чего в руках у мастера деталь с идеально ровной плоскостью, которую остается лишь отшлифовать.

Этот прием можно использовать при фрезеровании мебельного щита, склеенного из деталей, незначительно отличающихся друг от друга по высоте.

Для подобной работы потребуется выносливый инструмент, способный работать с фрезами больших размеров:

Фрезер-торцовочная пила

Обработка торцов — еще один из вариантов применения фрезера. Это особенно актуально, когда предварительный рез заготовки осуществляется вручную или электролобзиком, а не торцовочной или циркулярной пилой.

Методика работы та же, что и при фуговании торцов заготовок.

Если изготавливается несколько деталей, то достаточно выровнять торец одной заготовки, ведя фрезер по направляющей при помощи параллельного упора, а затем, используя фрезу с подшипником, повторить ровный торец на оставшихся деталях.

Как поступить, когда нет торцовочной пилы, а нужно сделать соединение в ус? Отрезать под углом 45° с высокой точностью прилегания плоскостей? Фрезер поможет и в этом! Просто опять потребуется изготовить несложное приспособление.

  • отрезаем деталь с небольшим запасом для фрезерования;
  • вставляем заготовку в кондуктор под нужным углом;
  • фрезером снимаем лишний материал, тем самым выравнивая плоскость соединения.

Фрезер-копир

Кто выпиливал лобзиком большое количество одинаковых деталей, наверняка знает, как утомительна эта монотонная работа. С помощью ручного фрезера нужное количество деталей можно просто скопировать! Главное, хорошо и качественно подготовить шаблон. А дальше, берем и устанавливаем во фрезер копировальную втулку, идущую в комплекте большинства моделей. Закрепляем шаблон на материале, и копируем, копируем, копируем…

Читайте также:  Установка подземной дренажной емкости

Такая задача посильна фрезерам с небольшой номинальной мощностью:

Оформить мебельные фасады интересным узором можно при помощи шаблона и копировальной втулки. Главное, что все детали будут совершенно одинаковыми, а на их изготовление не уйдет уйма времени. Основные усилия нужно направить на тщательную подготовку шаблона!

Фрезер-станок

Немного поработав с ручным фрезером и поднабравшись опыта, мастер начинает понимать, что держать фрезер на весу не совсем удобно, постоянно устают руки, да и точность обработки от этого страдает. Неплохой вариант — установка фрезера в стол. На выходе получается фрезерный деревообрабатывающий станок. Помимо столешницы потребуется установка параллельного упора, и как опция — установка системы удаления стружки из зоны съема материала.

В итоге — руки мастера держат заготовку, а не фрезер, поэтому меньше устают и могут сделать больше.

Для установки в фрезерный стол нужен инструмент большой мощности и желательно, с системой стабилизации оборотов под нагрузкой:

Вывод

Ручной фрезер — незаменимый инструмент в любой столярной мастерской, а его погружные вариации способны заменить собой сразу несколько инструментов и дорогостоящих станков. В умелых руках мастера — это Паганини столярного производства, важно лишь знать о его возможностях и суметь раскрыть его таланты.

источник

Установка инструмента на фрезерные станки с ЧПУ

На фрезерных станках с ЧПУ с ручной сменой первый режущий инструмент ставится до начала обработки заготовки. Последующие инструменты, участвующие в операции обработки, устанавливаются во время предусмотренных в программе пауз — так называемых технологических остановов. При автоматическом возникновении такой паузы на световом табло пульта оператора в рубрике «Инструмент» появляется светящееся число, информирующее о номере инструмента, которым следует заменить действовавший. Оператор отжимает (кнопкой на пульте управления станком) механический зажим и, сняв прежний инструмент, устанавливает новый, после чего возобновляет работу в автоматическом режиме нажатием клавиши «Работа».

При работе на станках с автоматической сменой инструментов все участвующие в операции инструменты до начала обработки устанавливаются в гнезда магазина. Если работа производится на станке, где автоматическая смена осуществляется за счет поворота многопшиндельной револьверной головки, инструменты должны занять в ней строго определенные для каждого из них позиции. Номера позиций шпиндельной головки и инструментов в них должны быть тождественны. Операционная карта (ОК) технологического процесса в этом случае должна содержать указания о нумерации режущих инструментов.

На многооперационных станках с магазинами инструментов инструменты устанавливаются в них только после того, как каждый из них будет закодирован в соответствии с нумерацией, указанной в ОК и принятой при программировании длиной обработки. Кодирование инструментов выполняется наладчиком или оператором следующим образом.

Оправки или переходные втулки ( см. рис.III.16 ), которые применяются для закрепления фрез и других инструментов, освобождаются от наборов установленных на них кодовых колец 1, 2, 4, 8 путем отвинчивания захвата а и ганки, сжимающей кольца. Затем в соответствии с приданным инструменту номером и табл. III.3 на оправку устанавливают в том порядке, как показано на рис. III.16. нужные из набора кольца н затягивают их ганкой через распорные промежуточные шайбы. Захват а возвращается на место.

Например, для кодирования инструмента № 9 на оправке оставляется самое нижнее кольцо 8, кольца 4 и 2 заменяются промежуточными шайбами н на свое место ставится кольцо 1. После кодирования инструмент устанавливается в гнезда магазина без необходимости соблюдения порядка по его нумерации.

Процесс установки состоит в следующем ( рис. III. 19 ): включается станок; нажимается кнопка «Расфиксация инструмента в магазине»; устанавливается один инструмент; отпускается кнопка «Расфиксация инструмента»; нажимается кнопка «Вращение магазина», после поворота более чем на шаг ( здесь шаг равен расстоянию между гнездами инструментов ) кнопка отпускается; нажимается кнопка «Расфиксация инструмента в магазине»; устанавливается второй инструмент, затем третий и т. д. до установки всех участвующих в обработке инструментов.

Таблица III.3 Кодирование покеров инструментов на многооперационных фрезерных станках с ЧПУ

источник

Добавить комментарий