Prinsipyo ug Lakang sa Automatic Tool Change sa CNC Machining Centers
Abstract: Kini nga papel nagdetalye sa detalye sa kamahinungdanon sa awtomatik nga himan sa pagbag-o sa himan sa CNC machining centers, ang prinsipyo sa awtomatik nga pagbag-o sa himan, ug piho nga mga lakang, lakip ang mga aspeto sama sa pagkarga sa himan, pagpili sa himan, ug pagbag-o sa himan. Kini nagtumong sa pag-analisar pag-ayo sa teknolohiya sa awtomatikong pagbag-o sa himan, paghatag og teoretikal nga suporta ug praktikal nga giya alang sa pagpauswag sa kahusayan sa pagproseso ug katukma sa mga sentro sa machining sa CNC, pagtabang sa mga operator nga mas masabtan ug ma-master kini nga yawe nga teknolohiya, ug dayon mapalambo ang kahusayan sa produksiyon ug kalidad sa produkto.
I. Pasiuna
Ingon nga mga yawe nga kagamitan sa modernong paggama, ang mga sentro sa machining sa CNC adunay hinungdanon nga papel sa ilang awtomatik nga mga himan sa pagbag-o sa himan, mga sistema sa himan sa pagputol, ug mga aparato nga awtomatikong tig-ilis sa pallet. Ang paggamit niini nga mga himan makapahimo sa mga sentro sa machining nga makompleto ang pagproseso sa daghang lain-laing mga bahin sa usa ka workpiece human sa usa ka pag-instalar, nga makapakunhod pag-ayo sa non-fault downtime, epektibong pagpamubo sa siklo sa paggama sa produkto, ug usab adunay mahinungdanong kahulogan alang sa pagpaayo sa pagproseso sa katukma sa mga produkto. Ingon nga kinauyokan nga bahin sa taliwala nila, ang pasundayag sa awtomatikong pagbag-o sa himan direkta nga may kalabotan sa lebel sa kahusayan sa pagproseso. Busa, ang lawom nga panukiduki bahin sa prinsipyo ug mga lakang niini adunay hinungdanon nga praktikal nga kantidad.
II. Prinsipyo sa Automatic Tool Change sa CNC Machining Centers
(I) Batakang Proseso sa Pagbag-o sa Himan
Bisan tuod adunay lain-laing mga matang sa himan nga magasin sa CNC machining centers, sama sa disc-type himan nga magasin ug kadena-type himan nga magasin, ang batakang proseso sa himan kausaban mao ang makanunayon. Kung ang awtomatik nga himan sa pagbag-o sa himan makadawat usa ka panudlo sa pagbag-o sa himan, ang tibuuk nga sistema dali nga magsugod sa programa sa pagbag-o sa himan. Una, ang spindle mohunong dayon sa pagtuyok ug tukma nga mohunong sa preset tool change position pinaagi sa high-precision positioning system. Pagkahuman, ang mekanismo sa pag-unclamping sa himan gi-aktibo aron mahimo ang himan sa spindle sa usa ka mapuli nga estado. Samtang, sumala sa mga instruksyon sa sistema sa pagkontrol, ang tool magazine nagmaneho sa katugbang nga transmission device aron dali ug tukma nga ibalhin ang bag-ong himan sa posisyon sa pagbag-o sa himan ug gihimo usab ang operasyon sa pag-unclamping sa himan. Dayon, ang double-arm manipulator dali nga molihok aron tukma nga makuha ang bag-o ug daan nga mga himan sa samang higayon. Human ang lamesa sa pagbayloay sa himan motuyok sa husto nga posisyon, ang manipulator mag-instalar sa bag-ong himan sa spindle ug ibutang ang daan nga himan sa walay sulod nga posisyon sa tool magazine. Sa katapusan, ang spindle nagpahigayon sa clamping action aron lig-on nga magkupot sa bag-ong himan ug mobalik sa inisyal nga posisyon sa pagproseso ubos sa mga instruksyon sa control system, sa ingon makompleto ang tibuok proseso sa pagbag-o sa himan.
(II) Pagtuki sa Paglihok sa Himan
Atol sa proseso sa pagbag-o sa himan sa machining center, ang paglihok sa himan nag-una naglangkob sa upat ka yawe nga mga bahin:
- Mihunong ang Himan gamit ang Spindle ug Naglihok sa Posisyon sa Pagbag-o sa Himan: Kini nga proseso nanginahanglan sa spindle nga mohunong dayon ug tukma nga pagtuyok ug mobalhin sa piho nga posisyon sa pagbag-o sa himan pinaagi sa paglihok nga sistema sa mga coordinate axes sa tool sa makina. Kasagaran, kini nga paglihok makab-ot pinaagi sa mekanismo sa transmission sama sa screw-nut pares nga gimaneho sa motor aron masiguro nga ang katukma sa pagposisyon sa spindle nagtagbo sa mga kinahanglanon sa pagproseso.
- Paglihok sa Himan sa Tool nga Magasin: Ang paagi sa paglihok sa himan sa tool nga magasin nagdepende sa matang sa tool nga magasin. Pananglitan, sa usa ka chain-type nga tool nga magasin, ang himan mobalhin sa espesipikong posisyon uban sa pagtuyok sa kadena. Kini nga proseso nanginahanglan sa pagmaneho sa motor sa tool nga magasin aron tukma nga makontrol ang anggulo sa rotation ug katulin sa kadena aron masiguro nga ang himan makaabot sa posisyon sa pagbag-o sa himan sa tukma. Sa usa ka disc-type nga tool magazine, ang positioning sa himan makab-ot pinaagi sa rotating mechanism sa tool magazine.
- Pagbalhin sa Paglihok sa Tool gamit ang Tool Change Manipulator: Ang paglihok sa tool change manipulator medyo komplikado tungod kay kini kinahanglan nga makab-ot ang rotational ug linear nga mga paglihok. Atol sa tool gripping ug tool release stages, ang manipulator kinahanglan nga moduol ug mobiya sa himan pinaagi sa tukma nga linear nga paglihok. Kasagaran, kini makab-ot pinaagi sa rack ug pinion nga mekanismo nga gimaneho sa usa ka hydraulic cylinder o usa ka air cylinder, nga dayon nagduso sa mekanikal nga bukton aron makab-ot ang linear nga paglihok. Atol sa pag-atras sa himan ug mga yugto sa pagsal-ot sa himan, dugang sa linear nga paglihok, ang manipulator kinahanglan usab nga maghimo sa usa ka piho nga anggulo sa rotation aron maseguro nga ang himan mahimong hapsay nga makuha gikan ug isulod sa spindle o sa tool magazine. Kini nga rotational nga paglihok nakab-ot pinaagi sa kooperasyon tali sa mekanikal nga bukton ug sa gear shaft, nga naglambigit sa pagkakabig sa mga kinematic nga pares.
- Paglihok sa Himan nga Pagbalik sa Posisyon sa Pagproseso nga adunay 主轴: Human makompleto ang pagbag-o sa himan, ang spindle kinahanglan nga dali nga mobalik sa orihinal nga posisyon sa pagproseso gamit ang bag-ong himan aron mapadayon ang sunod nga mga operasyon sa pagproseso. Kini nga proseso susama sa paglihok sa himan nga nagbalhin sa posisyon sa pagbag-o sa himan apan sa atbang nga direksyon. Nagkinahanglan usab kini og high-precision positioning ug usa ka dali nga tubag aron makunhuran ang downtime sa panahon sa proseso sa pagproseso ug pagpalambo sa kahusayan sa pagproseso.
III. Mga Lakang sa Automatic Tool Change sa CNC Machining Centers
(I) Pagkarga sa Himan
- Random nga Tool Holder Loading Method
Kini nga paagi sa pagkarga sa himan adunay medyo taas nga pagka-flexible. Mahimong ibutang sa mga operator ang mga himan sa bisan unsang tool holder sa tool magazine. Bisan pa, kinahanglan nga matikdan nga pagkahuman makompleto ang pag-instalar sa himan, ang gidaghanon sa tighupot sa himan diin nahimutang ang himan kinahanglan nga tukma nga irekord aron ang sistema sa pagkontrol sa tukma nga pagpangita ug pagtawag sa himan sumala sa mga panudlo sa programa sa sunod nga proseso sa pagproseso. Pananglitan, sa pipila ka komplikado nga pagproseso sa agup-op, ang mga himan kinahanglan nga kanunay nga usbon sumala sa lainlaing mga pamaagi sa pagproseso. Sa kini nga kaso, ang random tool holder loading nga pamaagi mahimong dali nga maghan-ay sa mga posisyon sa pagtipig sa mga himan sumala sa aktuwal nga kahimtang ug mapaayo ang kahusayan sa pagkarga sa himan. - Fixed Tool Holder Loading Method
Lahi sa random tool holder loading method, ang fixed tool holder loading method nagkinahanglan nga ang mga himan kinahanglang ibutang sa preset specific tool holder. Ang bentaha sa kini nga pamaagi mao nga ang mga posisyon sa pagtipig sa mga himan naayo, nga dali nga mahinumduman ug madumala sa mga operator, ug makatabang usab sa dali nga pagpahimutang ug pagtawag sa mga himan pinaagi sa sistema sa pagkontrol. Sa pipila ka mga buluhaton sa pagproseso sa produksiyon sa batch, kung ang proseso sa pagproseso medyo naayo, ang pagsagop sa naayos nga paagi sa pagkarga sa tool holder makapauswag sa kalig-on ug kasaligan sa pagproseso ug makunhuran ang mga aksidente sa pagproseso tungod sa dili husto nga mga posisyon sa pagtipig sa himan.
(II) Pagpili sa Himan
Ang pagpili sa himan usa ka yawe nga sumpay sa proseso sa awtomatikong pagbag-o sa himan, ug ang katuyoan niini mao ang dali ug tukma nga pagpili sa piho nga himan gikan sa magasin sa himan aron matubag ang mga panginahanglanon sa lainlaing mga pamaagi sa pagproseso. Sa pagkakaron, adunay nag-una sa mosunod nga duha ka komon nga paagi sa pagpili sa himan:
- Sunod-sunod nga Pagpili sa Himan
Ang sunud-sunod nga paagi sa pagpili sa himan nanginahanglan sa mga operator nga ibutang ang mga himan sa mga naghupot sa himan nga higpit nga nahiuyon sa pagkasunod-sunod sa proseso sa teknolohiya kung nagkarga sa mga himan. Atol sa proseso sa pagproseso, ang sistema sa pagkontrol magkuha sa mga himan nga tagsa-tagsa sumala sa han-ay sa pagbutang sa mga himan ug ibalik kini ngadto sa orihinal nga mga naghupot sa himan human sa paggamit. Ang bentaha sa kini nga pamaagi sa pagpili sa himan mao nga kini yano nga operahan ug adunay gamay nga gasto, ug kini angay alang sa pipila nga mga buluhaton sa pagproseso nga adunay medyo yano nga mga proseso sa pagproseso ug gitakda nga mga han-ay sa paggamit sa himan. Pananglitan, sa pagproseso sa pipila ka yano nga mga bahin sa baras, pipila lamang ka mga himan sa usa ka piho nga han-ay ang mahimong gikinahanglan. Sa kini nga kaso, ang sunud-sunod nga pamaagi sa pagpili sa himan mahimong makatagbo sa mga kinahanglanon sa pagproseso ug makapakunhod sa gasto ug pagkakomplikado sa kagamitan. - Random nga Pagpili sa Himan
- Pagpili sa Tool Holder Coding Tool
Kini nga pamaagi sa pagpili sa himan naglakip sa pag-coding sa matag tool holder sa tool magazine ug dayon pagbutang sa mga himan nga katumbas sa mga tool holder code ngadto sa piho nga tool holder sa tagsa-tagsa. Kung nagprograma, gigamit sa mga operator ang adres nga T aron mahibal-an ang code sa tag-iya sa himan kung diin nahimutang ang himan. Ang sistema sa pagkontrol nagmaneho sa magasin sa himan aron ibalhin ang katugbang nga himan sa posisyon sa pagbag-o sa himan sumala sa kini nga kasayuran sa coding. Ang bentaha sa tool holder coding tool selection method mao nga ang tool selection kay mas flexible ug mahimong mopahiangay sa pipila ka mga buluhaton sa pagproseso nga adunay medyo komplikado nga proseso sa pagproseso ug unfixed tool use sequences. Pananglitan, sa pagproseso sa pipila ka komplikado nga mga bahin sa aviation, ang mga himan kinahanglan nga kanunay nga usbon sumala sa lainlaing mga bahin sa pagproseso ug mga kinahanglanon sa proseso, ug ang pagkasunud-sunod sa paggamit sa himan dili mabag-o. Sa kini nga kaso, ang tool holder coding tool nga pamaagi sa pagpili mahimong dali nga makaamgo sa dali nga pagpili ug pag-ilis sa mga himan ug pagpauswag sa kahusayan sa pagproseso. - Pagpili sa Computer Memory Tool
Ang pagpili sa himan sa memorya sa kompyuter usa ka mas abante ug intelihente nga paagi sa pagpili sa himan. Ubos niini nga pamaagi, ang mga numero sa himan ug ang ilang mga posisyon sa pagtipig o mga numero sa naghupot sa himan parehas nga gisag-ulo sa memorya sa kompyuter o sa memorya sa programmable logic controller. Kung gikinahanglan ang pag-usab sa mga himan sa panahon sa proseso sa pagproseso, ang sistema sa pagkontrol direkta nga makakuha sa impormasyon sa posisyon sa mga himan gikan sa panumduman sumala sa mga instruksyon sa programa ug magmaneho sa tool magazine aron sa madali ug tukma nga pagbalhin sa mga himan ngadto sa posisyon sa pagbag-o sa himan. Dugang pa, tungod kay ang pagbag-o sa adres sa pagtipig sa himan mahimong mahinumduman sa kompyuter sa tinuud nga oras, ang mga himan mahimong makuha ug ibalik nga random sa tool nga magasin, nga labi nga nagpauswag sa kahusayan sa pagdumala ug kadali sa paggamit sa mga himan. Kini nga pamaagi sa pagpili sa himan kaylap nga gigamit sa moderno nga high-precision ug high-efficiency nga CNC machining centers, ilabi na nga angay alang sa pagproseso sa mga buluhaton nga adunay komplikadong proseso sa pagproseso ug daghang matang sa mga himan, sama sa pagproseso sa mga bahin sama sa mga bloke sa makina sa sakyanan ug mga ulo sa silindro.
(III) Pag-ilis sa Himan
Ang proseso sa pagbag-o sa himan mahimong bahinon sa mosunod nga mga sitwasyon sumala sa mga tipo sa mga naghupot sa himan sa himan sa spindle ug ang himan nga ilisan sa tool magazine:
- Ang Tool sa Spindle ug ang Tool nga Ilisan sa Tool Magazine anaa sa Random Tool Holders
Sa kini nga kaso, ang proseso sa pagbag-o sa himan mao ang mga musunud: Una, ang tool nga magasin naghimo sa operasyon sa pagpili sa himan sumala sa mga panudlo sa sistema sa pagkontrol aron dali nga mapalihok ang himan nga ilisan sa posisyon sa pagbag-o sa himan. Dayon, ang double-arm manipulator molugway aron saktong makuha ang bag-ong himan sa tool magazine ug ang daan nga himan sa spindle. Sunod, ang lamesa sa pagbinayloay sa himan nagtuyok aron i-rotate ang bag-ong himan ug ang daan nga himan sa katugbang nga posisyon sa spindle ug magazine sa tool. Sa kataposan, ang manipulator mosal-ot sa bag-ong himan ngadto sa spindle ug mag-clamp niini, ug sa samang higayon, ibutang ang daan nga himan sa walay sulod nga posisyon sa tool magazine aron makompleto ang operasyon sa pagbag-o sa himan. Kini nga paagi sa pagbag-o sa himan adunay medyo taas nga pagka-flexible ug mahimong mopahiangay sa lainlaing lainlaing mga proseso sa pagproseso ug mga kombinasyon sa himan, apan kini adunay mas taas nga mga kinahanglanon alang sa katukma sa manipulator ug ang katulin sa pagtubag sa sistema sa pagkontrol. - Ang Tool sa Spindle gibutang sa usa ka Fixed Tool Holder, ug ang Tool nga Ilisan anaa sa Random Tool Holder o usa ka Fixed Tool Holder.
Ang proseso sa pagpili sa himan susama sa sa ibabaw nga random tool holder tool selection method. Sa diha nga ang pag-ilis sa himan, human sa pagkuha sa himan gikan sa kalinyasan, ang himan nga magasin kinahanglan nga i-rotate daan ngadto sa piho nga posisyon alang sa pagdawat sa galamiton himan aron ang daan nga himan mahimong tukma nga ipadala balik ngadto sa himan nga magasin. Kini nga paagi sa pagbag-o sa himan mas komon sa pipila ka mga buluhaton sa pagproseso nga adunay medyo pirmi nga mga proseso sa pagproseso ug taas nga frequency sa paggamit sa himan sa spindle. Pananglitan, sa pipila nga mga pamaagi sa pagproseso sa lungag sa produksiyon sa batch, ang piho nga mga drills o reamers mahimong magamit sa spindle sa dugay nga panahon. Sa kini nga kaso, ang pagbutang sa spindle tool sa usa ka fixed tool holder makapauswag sa kalig-on ug kahusayan sa pagproseso. - Ang Tool sa Spindle naa sa Random Tool Holder, ug ang Tool nga Ilisan naa sa Fixed Tool Holder.
Ang proseso sa pagpili sa himan mao usab ang pagpili sa espesipikong himan gikan sa magasin nga himan sumala sa mga kinahanglanon sa proseso sa pagproseso. Kung usbon ang himan, ang himan nga gikuha gikan sa spindle ipadala sa labing duol nga walay sulod nga posisyon sa himan alang sa sunod nga paggamit. Kini nga paagi sa pagbag-o sa himan, sa usa ka sukod, nagkonsiderar sa pagka-flexible sa pagtipig sa himan ug ang kasayon sa pagdumala sa magasin sa himan. Kini angayan alang sa pipila ka mga buluhaton sa pagproseso nga adunay medyo komplikado nga mga proseso sa pagproseso, daghang mga matang sa mga himan, ug medyo ubos nga frequency sa paggamit sa pipila ka mga himan. Pananglitan, sa pipila ka pagproseso sa agup-op, daghang mga himan sa lainlaing mga detalye ang mahimong magamit, apan ang pipila ka mga espesyal nga himan dili kaayo kanunay gigamit. Sa kini nga kaso, ang pagbutang niini nga mga himan sa mga fixed tool holder ug pagtipig sa gigamit nga mga himan sa spindle sa duol makapauswag sa space utilization rate sa tool magazine ug sa tool change efficiency.
IV. Panapos
Ang prinsipyo ug mga lakang sa awtomatik nga pagbag-o sa himan sa CNC machining centers usa ka komplikado ug tukma nga sistema sa engineering, nga naglakip sa teknikal nga kahibalo sa daghang natad sama sa mekanikal nga istruktura, pagkontrol sa elektrisidad, ug software programming. Ang lawom nga pagsabot ug pagkahanas sa teknolohiya sa awtomatikong pagbag-o sa himan dako kaayog importansya alang sa pagpausbaw sa kahusayan sa pagproseso, katukma sa pagproseso, ug pagkakasaligan sa kagamitan sa CNC machining centers. Uban sa padayon nga pag-uswag sa industriya sa paggama ug pag-uswag sa teknolohiya, ang awtomatik nga pagbag-o sa mga himan sa CNC machining centers magpadayon usab sa pagbag-o ug pag-uswag, paglihok padulong sa mas taas nga tulin, mas taas nga katukma, ug mas lig-on nga paniktik aron matubag ang nagkadako nga panginahanglan alang sa pagproseso sa mga komplikadong mga bahin ug paghatag lig-on nga suporta alang sa pagpauswag sa pagbag-o ug pag-upgrade sa industriya sa pagmamanupaktura. Sa praktikal nga mga aplikasyon, ang mga operator kinahanglan nga makatarunganon nga mopili sa mga pamaagi sa pagkarga sa himan, mga pamaagi sa pagpili sa himan, ug mga estratehiya sa pagbag-o sa himan sumala sa mga kinaiya ug mga kinahanglanon sa mga buluhaton sa pagproseso aron hingpit nga magamit ang mga bentaha sa mga sentro sa machining sa CNC, pagpalambo sa kahusayan sa produksiyon ug kalidad sa produkto. Samtang, ang mga tiggama sa ekipo kinahanglan usab nga padayon nga ma-optimize ang disenyo ug mga proseso sa paghimo sa mga awtomatikong pagbag-o sa himan aron mapaayo ang pasundayag ug kalig-on sa mga kagamitan ug mahatagan ang mga tiggamit og mas taas nga kalidad ug labi ka episyente nga mga solusyon sa machining sa CNC.