Ved du, hvilke komponenter skiveværktøjsmagasinet i et CNC-bearbejdningscenter består af?

Skiveværktøjsmagasin for CNC-bearbejdningscentre: Struktur, anvendelser og værktøjsskiftemetoder

I. Introduktion
Inden for CNC-bearbejdningscentre er værktøjsmagasinet en afgørende komponent, der direkte påvirker bearbejdningseffektiviteten og automatiseringsniveauet. Blandt disse er skiveformede værktøjsmagasiner meget udbredt på grund af dets unikke fordele. Forståelse af komponenterne, anvendelsesscenarierne og værktøjsskiftemetoderne i skiveformede værktøjsmagasiner er af stor betydning for en dybdegående forståelse af CNC-bearbejdningscentres arbejdsprincipper og forbedring af bearbejdningskvaliteten.

 

II. Oversigt over typer af værktøjsmagasiner i CNC-bearbejdningscentre
Værktøjsmagasiner i CNC-bearbejdningscentre kan klassificeres i forskellige typer i henhold til deres form. Skiveværktøjsmagasinet er en af ​​de mere almindelige og udbredte typer. Skiveværktøjsmagasinet er også kendt som værktøjsarmsværktøjsmagasinet eller manipulatorværktøjsmagasinet. Udover skiveværktøjsmagasinet adskiller andre typer værktøjsmagasiner sig i form og arbejdsprincipper. For eksempel er paraplyværktøjsmagasinet også en almindelig type, men der er forskelle i værktøjsskiftehastighed og andre aspekter sammenlignet med skiveværktøjsmagasinet.

 

III. Komponenter i skiveværktøjsmagasinet

 

(A) Værktøjsskivekomponenter
Værktøjsdiskkomponenterne er en af ​​kernedelene i skiveformede værktøjsmagasiner og bruges til at opbevare skæreværktøjer. Der er specifikke værktøjspladser på værktøjsskiven. Designet af disse pladser kan sikre, at skæreværktøjerne placeres stabilt i værktøjsskiven, og at størrelsen og præcisionen af ​​pladserne matcher specifikationerne for de anvendte skæreværktøjer. Med hensyn til design skal værktøjsskiven have tilstrækkelig styrke og stivhed til at modstå skæreværktøjernes vægt og den centrifugalkraft, der genereres under højhastighedsrotation. Samtidig er overfladebehandlingen af ​​værktøjsskiven også vigtig. Normalt anvendes slidstærke og rustbeskyttende behandlingsmetoder for at forlænge værktøjsskivens levetid.

 

(B) Lejer
Lejer spiller en afgørende støttende rolle i skiveformede værktøjsmagasiner. De kan holde komponenter som værktøjsskiven og akslen stabile under rotation. Højpræcisionslejer kan reducere friktion og vibrationer under rotation, hvilket forbedrer værktøjsmagasinets arbejdspræcision og stabilitet. I henhold til belastnings- og rotationshastighedskravene for værktøjsmagasinet vil forskellige typer og specifikationer for lejer, såsom rullelejer og kuglelejer, blive valgt. Disse lejer skal have god bæreevne, rotationspræcision og holdbarhed.

 

(C) Lejehylstre
Lejehylstre bruges til at installere lejer og give dem et stabilt installationsmiljø. De kan beskytte lejerne mod at blive eroderet af eksterne urenheder og sikre lejernes korrekte position og koncentricitet efter installation. Materialet til lejehylstrerne er normalt valgt af metalmaterialer med en vis styrke og slidstyrke, og lejehylstrernes bearbejdningspræcision har en vigtig indflydelse på lejernes normale drift og hele værktøjsmagasinets ydeevne.

 

(D) Skaft
Akslen er en nøglekomponent, der forbinder værktøjsskiven og kraftkomponenter såsom motoren. Den overfører motorens drejningsmoment for at aktivere værktøjsskivens rotation. Akslens design skal tage højde for dens styrke og stivhed for at sikre, at der ikke opstår deformation under kraftoverførselsprocessen. Samtidig skal forbindelsesdelene mellem akslen og andre komponenter have god præcision i monteringen, såsom monteringen med lejerne, for at reducere rystelser og energitab under rotation. I nogle avancerede skiveformede værktøjsmagasiner kan akslen anvende specielle materialer og bearbejdningsprocesser for at opfylde højere ydelseskrav.

 

(E) Æskeomslag
Kassedækslet spiller primært en rolle i at beskytte de indre komponenter i værktøjsmagasinet. Det kan forhindre støv, spåner og andre urenheder i at trænge ind i værktøjsmagasinet og påvirke dets normale drift. Designet af kassedækslet skal normalt tage højde for tætning og nem adskillelse for at lette vedligeholdelse og inspektion af de indre dele af værktøjsmagasinet. Derudover skal kassedækslets struktur også tage højde for koordineringen med udseendet og installationspladsen for hele værktøjsmagasinet.

 

(F) Trækstifter
Trækstifter spiller en vigtig rolle i værktøjsskiftprocessen i værktøjsmagasinet. De bruges til at trække skæreværktøjer ud eller ind i værktøjsskivens slidser på bestemte tidspunkter. Trækstifternes bevægelse skal styres præcist, og design- og fremstillingspræcisionen påvirker direkte nøjagtigheden og pålideligheden af ​​værktøjsskift. Trækstifter arbejder normalt sammen med andre transmissionskomponenter for at realisere indsættelses- og udtrækningsoperationerne af skæreværktøjer gennem mekaniske strukturer.

 

(G) Låseskive
Låseskiven bruges til at låse værktøjsskiven, når værktøjsmagasinet ikke fungerer eller er i en bestemt tilstand, for at forhindre, at værktøjsskiven roterer utilsigtet. Den kan sikre en stabil position af skæreværktøjerne i værktøjsmagasinet og undgå afvigelser i værktøjspositionen forårsaget af rystelser i værktøjsskiven under bearbejdningsprocessen. Låseskivens funktionsprincip realiseres normalt gennem samarbejdet mellem den mekaniske låsemekanisme og værktøjsskiven eller akslen.

 

(H) Motor
Motoren er strømkilden til skiveformede værktøjsmagasiner. Den leverer drejningsmoment til rotationen af ​​værktøjsskiven, hvilket gør det muligt for værktøjsmagasinet at udføre værktøjsvalg og værktøjsskift. I henhold til værktøjsmagasinets designkrav vil en passende motor til effekt og rotationshastighed blive valgt. I nogle højtydende bearbejdningscentre kan motoren være udstyret med avancerede hastighedsregulerings- og styresystemer for at opnå en mere præcis rotationshastighedskontrol af værktøjsskiven og opfylde kravene til værktøjsskifthastighed i forskellige bearbejdningsprocesser.

 

(I) Geneva-hjul
Geneva-hjulmekanismen har en vigtig anvendelse i indeksering og positionering af skiveformede værktøjsmagasiner. Den kan få værktøjsskiven til at rotere præcist i henhold til den forudbestemte vinkel og derved præcist positionere den i den ønskede værktøjsposition. Geneva-hjulets design- og fremstillingspræcision har en afgørende indflydelse på værktøjsmagasinets præcision i positioneringen. Gennem samarbejde med kraftkomponenter som motoren kan den realisere effektive og præcise værktøjsvalgsfunktioner.

 

(J) Kabineopbygning
Kassehuset er den grundlæggende struktur, der rummer og understøtter andre komponenter i værktøjsmagasinet. Det giver installationspositioner og beskyttelse af komponenter såsom lejer, aksler og værktøjsskiver. Designet af kassehuset skal tage højde for den samlede styrke og stivhed for at modstå forskellige kræfter under værktøjsmagasinets drift. Samtidig skal kassehusets indvendige rumlayout være rimeligt for at lette installation og vedligeholdelse af hver komponent, og problemer som varmeafledning bør tages i betragtning for at undgå at påvirke værktøjsmagasinets ydeevne på grund af for stor temperaturstigning under langvarig drift.

 

(K) Sensorafbrydere
Sensorkontakter bruges i skiveformede værktøjsmagasiner til at registrere information såsom skæreværktøjernes position og værktøjsskivens rotationsvinkel. Gennem disse sensorkontakter kan bearbejdningscentrets styresystem i realtid forstå værktøjsmagasinets tilstand og præcist styre værktøjsskifteprocessen. For eksempel kan værktøjs-på-plads-sensoren sikre den nøjagtige position af skæreværktøjet, når det indsættes i værktøjsskivens eller spindelens riller, og værktøjsskivens rotationsvinkelsensor hjælper med præcist at styre indekseringen og positioneringen af ​​værktøjsskiven for at sikre en jævn værktøjsskifteoperation.

 

IV. Anvendelser af skiveformede værktøjsmagasiner i bearbejdningscentre

 

(A) Realisering af automatisk værktøjsskiftefunktion
Når skiveværktøjsmagasinet er konfigureret i bearbejdningscentret, kan det udføre automatisk værktøjsskift, hvilket er en af ​​dets vigtigste anvendelser. Under bearbejdningsprocessen, når skæreværktøjet skal skiftes, driver styresystemet komponenter som motoren og manipulatoren i værktøjsmagasinet i henhold til programinstruktionerne for automatisk at fuldføre værktøjsskiftet uden menneskelig indgriben. Denne automatiske værktøjsskiftefunktion forbedrer bearbejdningens kontinuitet og effektivitet betydeligt og reducerer nedetiden under bearbejdningsprocessen.

 

(B) Forbedring af bearbejdningseffektivitet og præcision
Da skiveformede værktøjsmagasiner kan udføre automatisk værktøjsskift, kan emnet udføre flere processer såsom fræsning, boring, boring, oprivning og gevindskæring med én fastspænding. Én fastspænding undgår positioneringsfejl, der kan opstå under flere fastspændingsprocesser, hvilket forbedrer bearbejdningspræcisionen betydeligt. Samtidig gør den hurtige værktøjsskiftehastighed bearbejdningsprocessen mere kompakt, hvilket reducerer hjælpetiden og forbedrer den samlede bearbejdningseffektivitet. Ved bearbejdning af komplekse dele er denne fordel mere åbenlys og kan effektivt forkorte bearbejdningscyklussen og forbedre produktionseffektiviteten.

 

(C) Opfyldelse af behovene i forbindelse med flere bearbejdningsprocesser
Skiveværktøjsmagasinet kan rumme forskellige typer og specifikationer af skæreværktøjer, der kan opfylde kravene til forskellige bearbejdningsprocesser. Uanset om det er en fræser med stor diameter, der er nødvendig til grovbearbejdning, eller et bor med lille diameter, en rival osv., der er nødvendig til sletbearbejdning, kan de alle opbevares i værktøjsmagasinet. Dette gør, at bearbejdningscentret ikke behøver at skifte værktøjsmagasinet ofte eller manuelt skifte skæreværktøjer, når det står over for forskellige bearbejdningsopgaver, hvilket yderligere forbedrer fleksibiliteten og tilpasningsevnen ved bearbejdning.

 

V. Værktøjsskiftemetode for skiveformet værktøjsmagasin
Værktøjsskift i skiveværktøjsmagasinet er en kompleks og præcis proces, der udføres af manipulatoren. Når bearbejdningscentrets styresystem udsteder en værktøjsskiftinstruktion, begynder manipulatoren at bevæge sig. Den griber først samtidig det skærende værktøj, der anvendes på spindlen, og det valgte skærende værktøj i værktøjsmagasinet, og roterer derefter 180°. Denne rotationsbevægelse kræver højpræcisionsstyring for at sikre stabilitet og positionsnøjagtighed af skæreværktøjerne under rotation.
Efter rotationen er afsluttet, placerer manipulatoren præcist skæreværktøjet, der er taget fra spindlen, i den tilsvarende position i værktøjsmagasinet, og installerer samtidig skæreværktøjet, der er taget fra værktøjsmagasinet, på spindlen. Under denne proces arbejder komponenter som trækstifter og sensorer sammen for at sikre nøjagtig indsættelse og udtrækning af skæreværktøjerne. Endelig vender manipulatoren tilbage til udgangspunktet, og hele værktøjsskiftprocessen er afsluttet. Fordelen ved denne værktøjsskiftmetode ligger i dens hurtige værktøjsskifthastighed og høje nøjagtighed, som kan opfylde kravene fra moderne bearbejdningscentre til effektiv og præcis bearbejdning.

 

VI. Udviklingstendenser og teknologiske innovationer i magasinet om skiveværktøj

 

(A) Forbedring af hastighed og præcision ved værktøjsskift
Med den kontinuerlige udvikling af bearbejdningsteknologi stilles der højere krav til værktøjsskifthastigheden og præcisionen i skiveformede værktøjsmagasiner. Fremtidige skiveformede værktøjsmagasiner kan anvende mere avancerede motordrevne teknologier, højpræcisionstransmissionskomponenter og mere følsomme sensorer for yderligere at reducere værktøjsskiftetiden og forbedre værktøjspositioneringspræcisionen og derved forbedre den samlede bearbejdningseffektivitet og kvaliteten af ​​bearbejdningscentret.

 

(B) Forøgelse af værktøjskapaciteten
I nogle komplekse bearbejdningsopgaver er der behov for flere typer og mængder skæreværktøjer. Derfor har skiveformede værktøjsmagasiner en tendens til at udvikle sig i retning af øget værktøjskapacitet. Dette kan involvere innovativt design af værktøjsskivestrukturen, mere kompakt komponentlayout og optimal udnyttelse af værktøjsmagasinets samlede plads til at rumme flere skæreværktøjer uden at øge værktøjsmagasinets volumen for meget.

 

(C) Grad i forbedring af intelligens og automatisering
Fremtidige skiveformede værktøjsmagasiner vil blive tættere kombineret med bearbejdningscentrets styresystem for at opnå en højere grad af intelligens og automatisering. For eksempel kan værktøjsmagasinet overvåge slidsituationen på skæreværktøjer i realtid via sensorer og sende informationen tilbage til styresystemet. Styresystemet vil automatisk justere bearbejdningsparametrene eller bede om at udskifte skæreværktøjerne i henhold til skæreværktøjernes slidgrad. Samtidig vil fejldiagnosticeringen og de tidlige advarselsfunktioner i værktøjsmagasinet være mere perfekte, hvilket kan opdage potentielle problemer i tide og reducere nedetid forårsaget af fejl i værktøjsmagasinet.

 

(D) Dyb integration med bearbejdningsprocesser
Udviklingen af ​​skiveformede værktøjsmagasiner vil lægge større vægt på dyb integration med bearbejdningsprocesser. For eksempel vil værktøjsvalget og værktøjsskiftestrategierne i værktøjsmagasinet være mere intelligente til forskellige materialebearbejdninger (såsom metal, kompositmaterialer osv.) og forskellige bearbejdningsformer (såsom buede overflader, huller osv.). Ved at kombinere med software til planlægning af bearbejdningsprocesser kan værktøjsmagasinet automatisk vælge de mest passende skæreværktøjer og værktøjsskifterækkefølgen for at forbedre bearbejdningskvaliteten og effektiviteten.

 

VII. Konklusion
Som en vigtig komponent i CNC-bearbejdningscentre har skiveværktøjsmagasinet en kompleks og præcis struktur, der bestemmer dets fremragende ydeevne under bearbejdningsprocessen. Fra værktøjsskivekomponenterne til forskellige styre- og transmissionskomponenter spiller hver komponent en uundværlig rolle. Den brede anvendelse af skiveværktøjsmagasinet forbedrer ikke kun automatiseringsniveauet og bearbejdningseffektiviteten i bearbejdningscentret, men sikrer også bearbejdningspræcisionen gennem den præcise værktøjsskiftemetode. Med den kontinuerlige udvikling af fremstillingsindustrien har skiveværktøjsmagasinet stadig et stort potentiale inden for teknologisk innovation og forbedring af ydeevnen og vil fortsætte med at udvikle sig mod at være hurtigere, mere præcist og mere intelligent, hvilket bringer mere bekvemmelighed og værdi til CNC-bearbejdningsindustrien.