Tudja, hogy milyen alkatrészekből áll egy CNC megmunkálóközpont tárcsás szerszámtárának szerkezete?

CNC megmunkálóközpontok tárcsás szerszámtárai: Szerkezet, alkalmazások és szerszámcsere-módszerek

I. Bevezetés
A CNC megmunkálóközpontok területén a szerszámtár kulcsfontosságú elem, amely közvetlenül befolyásolja a megmunkálási hatékonyságot és az automatizálási szintet. Ezek közül a tárcsás szerszámtár széles körben elterjedt egyedi előnyei miatt. A tárcsás szerszámtár alkatrészeinek, alkalmazási forgatókönyveinek és szerszámcsere-módszereinek megértése nagy jelentőséggel bír a CNC megmunkálóközpontok működési elveinek mélyreható megértéséhez és a megmunkálási minőség javításához.

 

II. A CNC megmunkálóközpontokban található szerszámtárak típusainak áttekintése
A CNC megmunkálóközpontok szerszámtárai alakjuk szerint különféle típusba sorolhatók. A tárcsás szerszámtár az egyik leggyakoribb és legszélesebb körben használt típus. A tárcsás szerszámtárat szerszámkaros szerszámtárnak vagy manipulátoros szerszámtárnak is nevezik. A tárcsás szerszámtár mellett más típusú szerszámtárak is különböznek alakjukban és működési elvükben. Például az esernyős szerszámtár is egy gyakori típus, de a szerszámcsere sebességében és egyéb szempontokban eltérések vannak a tárcsás szerszámtárhoz képest.

 

III. A tárcsás szerszámtár alkotóelemei

 

(A) Szerszámtárcsa alkatrészei
A szerszámtárcsa alkatrészei a tárcsa típusú szerszámtár egyik központi elemét alkotják, és a vágószerszámok tárolására szolgálnak. A szerszámtárcsán speciális szerszámnyílások találhatók. Ezeknek a nyílásoknak a kialakítása biztosítja, hogy a vágószerszámok stabilan rögzüljenek a szerszámtárcsában, és a nyílások mérete és pontossága megfeleljen a használt vágószerszámok specifikációinak. A kialakítás szempontjából a szerszámtárcsának kellő szilárdsággal és merevséggel kell rendelkeznie ahhoz, hogy ellenálljon a vágószerszámok súlyának és a nagy sebességű forgás során keletkező centrifugális erőnek. Eközben a szerszámtárcsa felületkezelése is fontos. Általában kopásálló és rozsdagátló kezelési módszereket alkalmaznak a szerszámtárcsa élettartamának meghosszabbítása érdekében.

 

(B) Csapágyak
A csapágyak kulcsfontosságú támasztószerepet játszanak a tárcsás szerszámtárban. Forgás közben stabilan tartják az olyan alkatrészeket, mint a szerszámtár és a tengely. A nagy pontosságú csapágyak csökkenthetik a súrlódást és a rezgést forgás közben, javítva a szerszámtár működési pontosságát és stabilitását. A szerszámtár terhelési és forgási sebességkövetelményeitől függően különböző típusú és specifikációjú csapágyakat, például gördülőcsapágyakat és golyóscsapágyakat választanak ki. Ezeknek a csapágyaknak jó teherbírással, forgáspontossággal és tartóssággal kell rendelkezniük.

 

(C) Csapágyperselyek
A csapágyperselyt csapágyak beszerelésére használják, és stabil beépítési környezetet biztosítanak számukra. Megvédik a csapágyakat a külső szennyeződések okozta erodációtól, és biztosítják a csapágyak helyes helyzetét és koncentrikusságát a beszerelés után. A csapágyperselyek anyagát általában bizonyos szilárdságú és kopásállóságú fémanyagokból választják ki, és a csapágyperselyek megmunkálási pontossága fontos hatással van a csapágyak normál működésére és a teljes szerszámtár teljesítményére.

 

(D) Tengely
A tengely kulcsfontosságú alkatrész, amely összeköti a szerszámtárcsát és az olyan erőkomponenseket, mint a motor. Átadja a motor nyomatékát, lehetővé téve a szerszámtárcsa forgását. A tengely kialakításánál figyelembe kell venni annak szilárdságát és merevségét, hogy az erőátviteli folyamat során ne következzen be deformáció. Eközben a tengely és más alkatrészek közötti csatlakozóelemeknek jó illeszkedési pontossággal kell rendelkezniük, például a csapágyakkal való illeszkedésnek, hogy csökkentsék a rázkódást és az energiaveszteséget forgás közben. Egyes csúcskategóriás, tárcsás szerszámtárakban a tengely speciális anyagokat és megmunkálási eljárásokat alkalmazhat a magasabb teljesítménykövetelmények teljesítése érdekében.

 

(E) Doboz fedele
A dobozfedél főként a szerszámtár belső alkatrészeinek védelmében játszik szerepet. Megakadályozhatja, hogy a por, forgács és egyéb szennyeződések bejussanak a szerszámtár belsejébe, és befolyásolják annak normál működését. A dobozfedél kialakításának általában figyelembe kell vennie a tömítést és a könnyű szétszerelést, hogy megkönnyítse a szerszámtár belső részeinek karbantartását és ellenőrzését. Ezenkívül a dobozfedél szerkezetének figyelembe kell vennie a teljes szerszámtár megjelenésével és beépítési helyével való összhangot is.

 

(F) Húzócsapok
A behúzócsapok fontos szerepet játszanak a szerszámtár szerszámcsere folyamatában. Arra szolgálnak, hogy meghatározott pillanatokban a vágószerszámokat kihúzzák vagy behelyezzék a szerszámtár hornyaiból vagy behelyezzenek belőlük. A behúzócsapok mozgását pontosan szabályozni kell, és a tervezési és gyártási pontosság közvetlenül befolyásolja a szerszámcsere pontosságát és megbízhatóságát. A behúzócsapok általában más erőátviteli alkatrészekkel együttműködve működnek, hogy mechanikus szerkezeteken keresztül megvalósítsák a vágószerszámok behelyezési és eltávolítási műveleteit.

 

(G) Rögzítőtárcsa
A rögzítőkorong a szerszámtár nem működő vagy egy adott állapotban lévő szerszámtárának rögzítésére szolgál, hogy megakadályozza a szerszámtár véletlen elfordulását. Biztosítja a vágószerszámok stabil helyzetét a szerszámtárban, és elkerüli a szerszámpozíció eltérését, amelyet a szerszámtár rázkódása okoz a megmunkálási folyamat során. A rögzítőkorong működési elve általában a mechanikus rögzítőmechanizmus és a szerszámtárcsa vagy a tengely együttműködésén keresztül valósul meg.

 

(H) Motor
A motor a tárcsás szerszámtár energiaforrása. Ez biztosítja a nyomatékot a szerszámtár forgatásához, lehetővé téve a szerszámtár számára a szerszámválasztási és szerszámcsere-műveletek végrehajtását. A szerszámtár tervezési követelményeinek megfelelően kell kiválasztani a megfelelő teljesítményű és forgási sebességű motort. Egyes nagy teljesítményű megmunkálóközpontokban a motor fejlett sebességszabályozó és -vezérlő rendszerekkel is felszerelhető, hogy a szerszámtár pontosabb forgási sebességszabályozást valósítson meg, és megfeleljen a különböző megmunkálási folyamatok szerszámcsere-sebességre vonatkozó követelményeinek.

 

(I) Genfi kerék
A Geneva kerékmechanizmus fontos alkalmazási területe a tárcsás szerszámtárak indexelése és pozicionálása. A mechanizmus segítségével a szerszámtár pontosan az előre meghatározott szögben forgatható, ezáltal a szerszám pontosan a kívánt pozícióba pozícionálható. A Geneva kerék tervezési és gyártási pontossága döntő hatással van a szerszámtár szerszámpozicionálási pontosságára. Az olyan teljesítményalkatrészekkel együttműködve, mint a motor, hatékony és pontos szerszámkiválasztási funkciókat valósíthat meg.

 

(J) Dobozos felépítmény
A doboz az az alapvető szerkezet, amely a szerszámtár egyéb alkatrészeit befogadja és megtartja. Beépítési pozíciókat és védelmet biztosít olyan alkatrészeknek, mint a csapágyak, tengelyek és szerszámtárcsák. A doboz kialakításának figyelembe kell vennie az általános szilárdságot és merevséget, hogy ellenálljon a szerszámtár működése során fellépő különböző erőknek. Eközben a doboz belső elrendezésének ésszerűnek kell lennie az egyes alkatrészek beszerelésének és karbantartásának megkönnyítése érdekében, és figyelembe kell venni az olyan kérdéseket, mint a hőelvezetés, hogy elkerüljük a szerszámtár teljesítményének befolyásolását a hosszú távú működés során fellépő túlzott hőmérséklet-emelkedés miatt.

 

(K) Érzékelő kapcsolók
A tárcsás szerszámtárban érzékelőkapcsolókat használnak olyan információk érzékelésére, mint a vágószerszámok helyzete és a szerszámtárcsa elfordulási szöge. Ezeken az érzékelőkapcsolókon keresztül a megmunkálóközpont vezérlőrendszere valós időben megértheti a szerszámtár állapotát, és pontosan vezérelheti a szerszámcsere folyamatát. Például a szerszám helyén lévő érzékelő biztosítja a vágószerszám pontos helyzetét, amikor azt behelyezik a szerszámtárcsa vagy az orsó nyílásába, a szerszámtárcsa elfordulási szögének érzékelője pedig segít pontosan vezérelni a szerszámtárcsa indexelését és pozicionálását, hogy biztosítsa a szerszámcsere művelet zökkenőmentes lebonyolítását.

 

IV. A tárcsás szerszámtár alkalmazásai megmunkálóközpontokban

 

(A) Automatikus szerszámcsere funkció megvalósítása
Miután a tárcsás szerszámtárat konfigurálták a megmunkálóközpontban, megvalósítható az automatikus szerszámcsere, ami az egyik legfontosabb alkalmazása. A megmunkálási folyamat során, amikor a vágószerszámot cserélni kell, a vezérlőrendszer a program utasításainak megfelelően hajtja az olyan alkatrészeket, mint a motor és a szerszámtár manipulátora, hogy automatikusan, emberi beavatkozás nélkül elvégezze a szerszámcserét. Ez az automatikus szerszámcsere funkció nagymértékben javítja a megmunkálás folytonosságát és hatékonyságát, és csökkenti a megmunkálási folyamat során fellépő állásidőt.

 

(B) A megmunkálási hatékonyság és a pontosság javítása
Mivel a tárcsás szerszámtár automatikus szerszámcserét valósít meg, a munkadarab egyetlen befogással több folyamatot is elvégezhet, például marást, fúrást, dörzsárazást és menetfúrást. Egyetlen befogással elkerülhetők a több befogási folyamat során előforduló pozicionálási hibák, ezáltal jelentősen javítva a megmunkálási pontosságot. Eközben a gyors szerszámcsere-sebesség kompaktabbá teszi a megmunkálási folyamatot, csökkenti a segédidőt és javítja az általános megmunkálási hatékonyságot. Komplex alkatrészek megmunkálásakor ez az előny még nyilvánvalóbb, és hatékonyan lerövidítheti a megmunkálási ciklust, valamint javíthatja a termelési hatékonyságot.

 

(C) Több megmunkálási folyamat követelményeinek kielégítése
A tárcsás szerszámtár különféle típusú és specifikációjú vágószerszámokat képes befogadni, amelyek megfelelnek a különböző megmunkálási folyamatok követelményeinek. Legyen szó akár egy nagy átmérőjű marószerszámról a durva megmunkáláshoz, akár egy kis átmérőjű fúrófejről, dörzsárról stb. a simító megmunkáláshoz, mindegyik tárolható a szerszámtárban. Ezáltal a megmunkálóközpontnak nem kell gyakran cserélnie a szerszámtárat vagy manuálisan cserélnie a vágószerszámokat a különböző megmunkálási feladatok során, ami tovább javítja a megmunkálás rugalmasságát és alkalmazkodóképességét.

 

V. A tárcsás szerszámtár szerszámcseréjének módja
A tárcsás szerszámtár szerszámcseréje egy összetett és precíz folyamat, amelyet a manipulátor hajt végre. Amikor a megmunkálóközpont vezérlőrendszere szerszámcsere utasítást ad, a manipulátor mozogni kezd. Először egyszerre fogja meg az orsón használt vágószerszámot és a szerszámtárban kiválasztott vágószerszámot, majd 180°-kal elfordul. Ez a forgó mozgás nagy pontosságú vezérlést igényel a vágószerszámok stabilitásának és pozíciópontosságának biztosítása érdekében forgás közben.
A forgatás befejezése után a manipulátor pontosan elhelyezi az orsóból kivett vágószerszámot a szerszámtár megfelelő pozíciójába, és ezzel egyidejűleg fel is szereli a szerszámtárból kivett vágószerszámot az orsóra. A folyamat során olyan alkatrészek, mint a behúzócsapok és az érzékelőkapcsolók együttműködve biztosítják a vágószerszámok pontos behelyezését és eltávolítását. Végül a manipulátor visszatér az eredeti pontra, és a teljes szerszámcsere-folyamat befejeződik. Ennek a szerszámcsere-módszernek az előnye a gyors szerszámcsere és a nagy pontosság, amely megfelel a modern megmunkálóközpontok hatékony és precíz megmunkálási követelményeinek.

 

VI. A Disc-Type Tool Magazin fejlesztési trendjei és technológiai újításai

 

(A) Szerszámcsere sebességének és pontosságának javítása
A megmunkálási technológia folyamatos fejlődésével egyre magasabb követelményeket támasztanak a tárcsás szerszámtárak szerszámcsere-sebességével és pontosságával szemben. A jövőbeli tárcsás szerszámtárak fejlettebb motorhajtási technológiákat, nagy pontosságú erőátviteli alkatrészeket és érzékenyebb érzékelőkapcsolókat alkalmazhatnak a szerszámcsere-idő további csökkentése és a szerszámpozicionálási pontosság javítása érdekében, ezáltal javítva a megmunkálóközpont általános megmunkálási hatékonyságát és minőségét.

 

(B) Szerszámkapacitás növelése
Egyes összetett megmunkálási feladatoknál többféle és több vágószerszámra van szükség. Ezért a tárcsás szerszámtárak fejlődése a szerszámkapacitás növelésének irányába mutat. Ez magában foglalhatja a szerszámtár szerkezetének innovatív kialakítását, a kompaktabb alkatrész-elrendezést és a szerszámtár teljes területének optimális kihasználását, hogy több vágószerszámot lehessen elhelyezni a szerszámtár térfogatának túlzott növelése nélkül.

 

(C) Intelligencia és automatizálás fejlesztése fokozat
A jövőbeli tárcsás szerszámtárakat szorosabban fogják összekapcsolni a megmunkálóközpont vezérlőrendszerével, hogy magasabb fokú intelligenciát és automatizálást érjenek el. Például a szerszámtár valós időben, érzékelők segítségével figyelheti a forgácsolószerszámok kopási helyzetét, és az információkat visszatáplálja a vezérlőrendszerbe. A vezérlőrendszer automatikusan beállítja a megmunkálási paramétereket, vagy a forgácsolószerszámok kopási fokának megfelelően kéri a forgácsolószerszámok cseréjét. Eközben a szerszámtár hibadiagnózisa és korai figyelmeztető funkciói tökéletesebbek lesznek, amelyek időben felfedezhetik a potenciális problémákat és csökkenthetik a szerszámtár hibái okozta állásidőt.

 

(D) Mély integráció a megmunkálási folyamatokkal
A tárcsás szerszámtár fejlesztése során nagyobb figyelmet fordítanak a megmunkálási folyamatokkal való mély integrációra. Például különböző anyagmegmunkálások (például fém, kompozit anyagok stb.) és különböző megmunkálási formák (például ívelt felületek, furatok stb.) esetén a szerszámtár szerszámkiválasztási és szerszámcsere-stratégiái intelligensebbek lesznek. A megmunkálási folyamattervező szoftverrel kombinálva a szerszámtár automatikusan kiválaszthatja a legmegfelelőbb forgácsolószerszámokat és szerszámcsere-sorrendet a megmunkálás minőségének és hatékonyságának javítása érdekében.

 

VII. Következtetés
A CNC megmunkálóközpontok fontos alkotóelemeként a tárcsás szerszámtár komplex és precíz felépítésű, amely meghatározza kiváló teljesítményét a megmunkálási folyamat során. A szerszámtárcsa alkatrészeitől a különféle vezérlő- és átviteli alkatrészekig minden alkatrész nélkülözhetetlen szerepet játszik. A tárcsás szerszámtár széles körű alkalmazása nemcsak a megmunkálóközpont automatizálási szintjét és megmunkálási hatékonyságát javítja, hanem a precíz szerszámcsere módszerével biztosítja a megmunkálási pontosságot is. A gyártóipar folyamatos fejlődésével a tárcsás szerszámtár továbbra is nagy potenciállal rendelkezik a technológiai innováció és a teljesítményjavítás terén, és továbbra is a gyorsabb, pontosabb és intelligensebb megoldások felé fog fejlődni, nagyobb kényelmet és értéket teremtve a CNC megmunkálóipar számára.