Как работает система автоматизации обрабатывающего центра CNC?

Автоматизация в обрабатывающих центрах CNC

Помимо системы компьютерного числового программного управления, к основным автоматизированным компонентам обрабатывающего центра (ОЦ) относятся инструментальный магазин, оборудование для транспортировки инструмента, оснащенное манипулятором для автоматической смены инструмента, индексационные и поворотные столы для фрезерования и токарной обработки, а также устройства смены палет с заготовками.

Основные компоненты системы автоматизации

Почему система CNC является центром автоматизации

Система компьютерного числового программного управления (CNC) является ядром автоматизации обрабатывающего центра. Она позволяет управлять многими другими компонентами и параметрами обработки, в том числе:

• Частота вращения шпинделя
• Перемещение по линейным и поворотным осям
• Смена и установка необходимых инструментов
• Замена и подача зажатых поддонов с заготовками
• Гидравлическое, электрическое оборудование и оборудование для подачи охлаждающей и смазочной жидкостей

Магазины для инструментов и оборудование для перемещения инструментов

В инструментальном магазине инструменты, необходимые для обработки, уже закреплены в держателях. Магазин может состоять из линейных стоек или иметь дисковую конструкцию. Для экономии места инструменты и их держатели, как правило, с полыми коническими хвостовиками, хранятся на стойках с защелкивающимися соединениями. Инструментальный магазин, состоящий из нескольких рядов стоек или нескольких дисков, может вмещать до 200 инструментов.

Манипулятор автоматической смены инструмента извлекает инструмент из шпиндельной головки и устанавливает другой инструмент. Извлечённый инструмент может быть возвращён в магазин для хранения или отбракован в случае износа.

Базовая последовательность автоматической смены инструмента

Последовательность автоматической смены инструмента у линейного робота, оснащённого двухручным устройством смены инструмента, обычно включает следующие этапы:

1. Устройство для передачи инструмента, например линейный робот с захватом, извлекает новый инструмент из магазина и перемещается к манипулятору автоматической смены инструмента.
2. Один из рычагов двухрычажного устройства смены инструмента принимает новый инструмент и перемещается к шпиндельной головке. Одновременно второй рычаг извлекает старый инструмент из шпиндельной головки. Затем устройство смены инструмента поворачивается и устанавливает новый инструмент в шпиндельную головку.
3. Другой манипулятор системы смены инструмента возвращает старый инструмент на занятое место хранения в магазине.

Процесс извлечения и смены инструментов из дискового магазина аналогичен.

Как пятиосевой стол расширяет возможности многосторонней обработки

Обрабатывающий центр CNC может иметь пять осей: три линейные оси — X, Y и Z, а также наклонную ось A’ и вращательную ось B’. Ось B’ может использовать угловое перемещение для многосторонней обработки или непрерывное вращение с различными скоростями. Эта возможность позволяет выполнять токарные операции на обрабатывающем центре.

Рабочий шпиндель может быть установлен вертикально или горизонтально, а также поворачиваться на 90 градусов. При горизонтальном расположении шпинделя или при обработке, начинающейся снизу заготовки, стружка выпадает за пределы рабочей камеры, а смазочно-охлаждающая жидкость может свободно стекать вниз.

Поворотный или круговой стол, обеспечивающий однократную закрепку заготовки для пятиосевой обработки, является важным элементом повышения уровня автоматизации и производительности. Он позволяет осуществлять пятиосевую обработку заготовки за одну установку. Показанная пятисторонняя обработка осуществляется за счёт сочетания поворотного индексационного стола со шпинделем, способным выполнять обработку как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Такой подход позволяет избежать потерь времени, связанных с многократным зажимом, и снизить погрешности позиционирования, вызванные многократной переналадкой.

Как замена поддонов повышает эффективность времени цикла

Большинство обрабатывающих центров оснащены станцией подготовки к смене заготовки на паллете. На этой станции готовую заготовку освобождают из зажимного устройства, а квалифицированный техник загружает новую заготовку. В это же время предыдущая заготовка, переданная на обрабатывающий участок, проходит основной цикл обработки.