Vet du hvilke komponenter skiveverktøymagasinet til et CNC-maskineringssenter består av?

Skiveverktøymagasin for CNC-maskineringssentre: Struktur, bruksområder og verktøybyttemetoder

I. Innledning
Innen CNC-maskineringssentre er verktøymagasinet en avgjørende komponent som direkte påvirker maskineringseffektiviteten og automatiseringsnivået. Blant disse er skiveformede verktøymagasiner mye brukt på grunn av sine unike fordeler. Å forstå komponentene, bruksscenariene og verktøybyttemetodene til skiveformede verktøymagasiner er av stor betydning for en grundig forståelse av arbeidsprinsippene til CNC-maskineringssentre og forbedring av maskineringskvaliteten.

 

II. Oversikt over typene verktøymagasiner i CNC-maskineringssentre
Verktøymagasiner i CNC-maskineringssentre kan klassifiseres i ulike typer i henhold til formen. Skiveverktøymagasinet er en av de vanligste og mest brukte typene. Skiveverktøymagasinet er også kjent som verktøyarmsverktøymagasinet eller manipulatorverktøymagasinet. Foruten skiveverktøymagasinet, er det andre typer verktøymagasiner som varierer i form og arbeidsprinsipper. For eksempel er paraplyverktøymagasinet også en vanlig type, men det er forskjeller i verktøybyttehastighet og andre aspekter sammenlignet med skiveverktøymagasinet.

 

III. Komponenter i skiveverktøymagasinet

 

(A) Verktøydiskkomponenter
Verktøyskivekomponentene er en av kjernedelene i skiveverktøymagasinet og brukes til å oppbevare skjæreverktøy. Det er spesifikke verktøyspor på verktøyskiven. Utformingen av disse sporene kan sikre at skjæreverktøyene er stabilt plassert i verktøyskiven, og at størrelsen og presisjonen på sporene samsvarer med spesifikasjonene til skjæreverktøyene som brukes. Når det gjelder design, må verktøyskiven ha tilstrekkelig styrke og stivhet til å tåle vekten av skjæreverktøyene og sentrifugalkraften som genereres under høyhastighetsrotasjon. Samtidig er overflatebehandlingen av verktøyskiven også viktig. Vanligvis brukes slitesterke og rustbeskyttende behandlingsmetoder for å forlenge verktøyskivens levetid.

 

(B) Lagre
Lagre spiller en avgjørende støttende rolle i skiveformede verktøymagasiner. De kan holde komponenter som verktøyskiven og akselen stabile under rotasjon. Høypresisjonslagre kan redusere friksjon og vibrasjon under rotasjon, noe som forbedrer arbeidspresisjonen og stabiliteten til verktøymagasinet. I henhold til belastnings- og rotasjonshastighetskravene til verktøymagasinet, vil forskjellige typer og spesifikasjoner for lagre, som rullelager og kulelager, bli valgt. Disse lagrene må ha god lastekapasitet, rotasjonspresisjon og holdbarhet.

 

(C) Lagerhylser
Lagerhylser brukes til å installere lagre og gi et stabilt installasjonsmiljø for dem. De kan beskytte lagrene mot å bli erodert av ytre urenheter og sikre riktig posisjon og konsentrisitet av lagrene etter installasjon. Materialet i lagerhylsene er vanligvis valgt fra metallmaterialer med en viss styrke og slitestyrke, og maskineringspresisjonen til lagerhylsene har en viktig innvirkning på lagrenes normale drift og ytelsen til hele verktøymagasinet.

 

(D) Skaft
Akslingen er en nøkkelkomponent som forbinder verktøyskiven og kraftkomponenter som motoren. Den overfører motorens dreiemoment slik at verktøyskiven kan rotere. Utformingen av akselen må ta hensyn til dens styrke og stivhet for å sikre at det ikke oppstår deformasjon under kraftoverføringsprosessen. Samtidig må forbindelsesdelene mellom akselen og andre komponenter ha god monteringspresisjon, for eksempel monteringen med lagrene, for å redusere risting og energitap under rotasjon. I noen avanserte skiveformede verktøymagasiner kan akselen bruke spesielle materialer og maskineringsprosesser for å oppfylle høyere ytelseskrav.

 

(E) Boksdeksel
Boksdekselet spiller hovedsakelig en rolle i å beskytte de indre komponentene i verktøymagasinet. Det kan forhindre at støv, spon og andre urenheter kommer inn i verktøymagasinet og påvirker dets normale drift. Utformingen av boksdekselet må vanligvis vurdere tetting og enkel demontering for å lette vedlikehold og inspeksjon av de indre delene av verktøymagasinet. I tillegg må strukturen til boksdekselet også vurdere koordineringen med utseendet og installasjonsplassen til hele verktøymagasinet.

 

(F) Trekkstifter
Trekkstifter spiller en viktig rolle i verktøybytteprosessen i verktøymagasinet. De brukes til å trekke ut eller sette inn skjæreverktøy fra eller inn i sporene på verktøyskiven på bestemte tidspunkter. Bevegelsen til trekkstiftene må kontrolleres nøyaktig, og design- og produksjonspresisjonen påvirker direkte nøyaktigheten og påliteligheten til verktøybyttet. Trekkstifter fungerer vanligvis i samordning med andre transmisjonskomponenter for å realisere innsettings- og uttrekkingsoperasjonene til skjæreverktøy gjennom mekaniske strukturer.

 

(G) Låseskive
Låseskiven brukes til å låse verktøyskiven når verktøymagasinet ikke fungerer eller er i en bestemt tilstand, for å forhindre at verktøyskiven roterer utilsiktet. Den kan sikre stabil posisjon til skjæreverktøyene i verktøymagasinet og unngå avvik i verktøyposisjonen forårsaket av risting av verktøyskiven under maskineringsprosessen. Låseskivens virkemåte realiseres vanligvis gjennom samarbeid mellom den mekaniske låsemekanismen og verktøyskiven eller akselen.

 

(H) Motor
Motoren er kraftkilden til skiveverktøymagasinet. Den gir dreiemoment for rotasjonen av verktøyskiven, slik at verktøymagasinet kan utføre verktøyvalg og verktøybytteoperasjoner. I henhold til designkravene til verktøymagasinet vil en passende motor for effekt og rotasjonshastighet bli valgt. I noen høypresterende maskineringssentre kan motoren være utstyrt med avanserte hastighetsregulerings- og kontrollsystemer for å oppnå mer presis rotasjonshastighetskontroll av verktøyskiven og oppfylle kravene til forskjellige maskineringsprosesser for verktøybyttehastighet.

 

(I) Geneva-hjulet
Geneva-hjulmekanismen har en viktig anvendelse i indeksering og posisjonering av skiveformede verktøymagasiner. Den kan få verktøyskiven til å rotere nøyaktig i henhold til den forhåndsbestemte vinkelen, og dermed nøyaktig posisjonere den til ønsket verktøyposisjon. Design- og produksjonspresisjonen til Geneva-hjulet har en avgjørende innvirkning på presisjonen i verktøyposisjoneringen av verktøymagasinet. Gjennom samarbeid med kraftkomponenter som motoren, kan den realisere effektive og nøyaktige verktøyvalgfunksjoner.

 

(J) Varekasse
Kassehuset er den grunnleggende strukturen som rommer og støtter andre komponenter i verktøymagasinet. Det gir installasjonsposisjoner og beskyttelse for komponenter som lagre, aksler og verktøyskiver. Utformingen av kassehuset må ta hensyn til den generelle styrken og stivheten for å motstå ulike krefter under drift av verktøymagasinet. Samtidig bør kassehusets indre romoppsett være rimelig for å lette installasjon og vedlikehold av hver komponent, og problemer som varmespredning bør vurderes for å unngå å påvirke verktøymagasinets ytelse på grunn av for høy temperaturøkning under langvarig drift.

 

(K) Sensorbrytere
Sensorbrytere brukes i skiveverktøymagasinet for å oppdage informasjon som posisjonen til skjæreverktøy og rotasjonsvinkelen til verktøyskiven. Gjennom disse sensorbryterne kan kontrollsystemet til maskineringssenteret i sanntid forstå tilstanden til verktøymagasinet og nøyaktig kontrollere verktøybytteprosessen. For eksempel kan verktøy-på-plass-sensoren sikre nøyaktig posisjonering av skjæreverktøyet når det settes inn i sporet på verktøyskiven eller spindelen, og verktøyskivens rotasjonsvinkelsensor bidrar til å kontrollere indekseringen og posisjoneringen av verktøyskiven nøyaktig for å sikre jevn fremdrift av verktøybytteoperasjonen.

 

IV. Bruksområder for skiveverktøymagasinet i maskineringssentre

 

(A) Realisering av automatisk verktøybyttefunksjon
Etter at skiveverktøymagasinet er konfigurert i maskineringssenteret, kan det realisere automatisk verktøybytte, som er en av dets viktigste bruksområder. Under maskineringsprosessen, når skjæreverktøyet må byttes, driver kontrollsystemet komponenter som motoren og manipulatoren i verktøymagasinet i henhold til programinstruksjonene for å automatisk fullføre verktøybyttet uten menneskelig inngripen. Denne automatiske verktøybyttefunksjonen forbedrer kontinuiteten og effektiviteten i maskineringen betraktelig og reduserer nedetiden under maskineringsprosessen.

 

(B) Forbedring av maskineringseffektivitet og presisjon
Siden skiveverktøymagasinet kan realisere automatisk verktøybytte, kan arbeidsstykket fullføre flere prosesser som fresing, boring, brotsjen og gjenging med én fastspenning. Én fastspenning unngår posisjoneringsfeil som kan oppstå under flere fastspenningsprosesser, og forbedrer dermed maskineringspresisjonen betraktelig. Samtidig gjør den raske verktøybyttehastigheten maskineringsprosessen mer kompakt, noe som reduserer tilleggstiden og forbedrer den totale maskineringseffektiviteten. Ved maskinering av komplekse deler er denne fordelen mer åpenbar og kan effektivt forkorte maskineringssyklusen og forbedre produksjonseffektiviteten.

 

(C) Møte behovene til flere maskineringsprosesser
Skiveverktøymagasinet kan romme ulike typer og spesifikasjoner for skjæreverktøy, som kan oppfylle kravene til ulike maskineringsprosesser. Enten det er en fres med stor diameter som trengs for grovmaskinering eller et bor med liten diameter, en opprømmer osv. som trengs for finmaskinering, kan alt oppbevares i verktøymagasinet. Dette gjør at maskineringssenteret ikke trenger å bytte verktøymagasin ofte eller manuelt bytte skjæreverktøy når det står overfor ulike maskineringsoppgaver, noe som ytterligere forbedrer fleksibiliteten og tilpasningsevnen til maskineringen.

 

V. Verktøybyttemetode for skiveverktøymagasinet
Verktøybyttet i skiveverktøymagasinet er en kompleks og presis prosess som utføres av manipulatoren. Når kontrollsystemet til maskineringssenteret utsteder en verktøybytteinstruksjon, begynner manipulatoren å bevege seg. Den griper først skjæreverktøyet som brukes på spindelen og det valgte skjæreverktøyet i verktøymagasinet samtidig, og roterer deretter 180°. Denne rotasjonsbevegelsen krever høy presisjonskontroll for å sikre stabilitet og posisjonsnøyaktighet til skjæreverktøyene under rotasjon.
Etter at rotasjonen er fullført, plasserer manipulatoren nøyaktig skjæreverktøyet som er tatt fra spindelen i den tilsvarende posisjonen i verktøymagasinet, og installerer samtidig skjæreverktøyet som er tatt fra verktøymagasinet på spindelen. Under denne prosessen jobber komponenter som trekkpinner og sensorbrytere sammen for å sikre nøyaktig innsetting og uttrekking av skjæreverktøyene. Til slutt returnerer manipulatoren til origo, og hele verktøybytteprosessen er fullført. Fordelen med denne verktøybyttemetoden ligger i den raske verktøybyttehastigheten og høye nøyaktigheten, som kan oppfylle kravene til moderne maskineringssentre for effektiv og presis maskinering.

 

VI. Utviklingstrender og teknologiske innovasjoner i magasinet for skiveverktøy

 

(A) Forbedring av verktøybyttehastighet og presisjon
Med den kontinuerlige utviklingen av maskineringsteknologi stilles det høyere krav til verktøyskiftehastighet og presisjon i skiveformede verktøymagasiner. Fremtidige skiveformede verktøymagasiner kan ta i bruk mer avanserte motordriftsteknologier, høypresisjonsoverføringskomponenter og mer følsomme sensorbrytere for å redusere verktøyskiftetiden ytterligere og forbedre presisjonen i verktøyposisjoneringen, og dermed forbedre den generelle maskineringseffektiviteten og kvaliteten til maskineringssenteret.

 

(B) Øke verktøykapasiteten
I noen komplekse maskineringsoppgaver er det behov for flere typer og mengder skjæreverktøy. Derfor har skiveformede verktøymagasiner en trend med å utvikle seg mot økende verktøykapasitet. Dette kan innebære innovativ design av verktøyskivestrukturen, mer kompakt komponentlayout og optimal utnyttelse av den totale plassen i verktøymagasinet for å få plass til flere skjæreverktøy uten å øke volumet på verktøymagasinet for mye.

 

(C) Grad i forbedring av intelligens og automatisering
Fremtidige skiveformede verktøymagasiner vil bli tettere kombinert med kontrollsystemet til maskineringssenteret for å oppnå en høyere grad av intelligens og automatisering. For eksempel kan verktøymagasinet overvåke slitasjesituasjonen til skjæreverktøy i sanntid via sensorer og mate informasjonen tilbake til kontrollsystemet. Kontrollsystemet vil automatisk justere maskineringsparametrene eller be om å bytte skjæreverktøy i henhold til slitasjegraden til skjæreverktøyene. Samtidig vil feildiagnostiseringen og tidlig varsling i verktøymagasinet være mer perfekte, noe som kan oppdage potensielle problemer i tide og redusere nedetiden forårsaket av feil i verktøymagasinet.

 

(D) Dyp integrasjon med maskineringsprosesser
Utviklingen av skiveformede verktøymagasiner vil legge større vekt på dyp integrering med maskineringsprosesser. For eksempel, for ulik materialbehandling (som metall, komposittmaterialer osv.) og forskjellige maskineringsformer (som buede overflater, hull osv.), vil verktøyvalget og verktøybyttestrategiene i verktøymagasinet bli mer intelligente. Gjennom kombinasjon med programvare for planlegging av maskineringsprosesser kan verktøymagasinet automatisk velge de mest passende skjæreverktøyene og verktøybytterekkefølgen for å forbedre maskineringskvaliteten og effektiviteten.

 

VII. Konklusjon
Som en viktig komponent i CNC-maskineringssentre har skiveverktøymagasinet en kompleks og presis struktur som bestemmer dets utmerkede ytelse under maskineringsprosessen. Fra verktøyskivekomponentene til ulike kontroll- og transmisjonskomponenter spiller hver komponent en uunnværlig rolle. Den brede bruken av skiveverktøymagasinet forbedrer ikke bare automatiseringsnivået og maskineringseffektiviteten til maskineringssenteret, men sikrer også maskineringspresisjonen gjennom den presise verktøybyttemetoden. Med den kontinuerlige utviklingen av produksjonsindustrien har skiveverktøymagasinet fortsatt et stort potensial innen teknologisk innovasjon og ytelsesforbedring, og vil fortsette å utvikle seg mot å bli raskere, mer nøyaktig og mer intelligent, noe som gir mer bekvemmelighet og verdi til CNC-maskineringsindustrien.