Сопоставительный анализ конструкций автоматической смены инструмента на станках с ЧПУ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оренбургский государственный университет

СОПОСТАВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА НА СТАНКАХ С ЧПУ

Белоновская И.Д., доктор педагогических наук, профессор

Овинов А.Д., магистрант

Современные станки типа «Обрабатывающий центр» оснащены автоматическими устройствами смены инструмента, которые обеспечивают значительное сокращение общего цикла обработки изделия. Устройства автоматической смены инструмента () являются одним существенных узлов, технологические возможности с ЧПУ и служат для смены инструмента обработке детали в с технологическим процессом. Использование АСИ является из основных сокращения времени станков с ЧПУ. Выбор

Конструктивное оформление инструментальных магазинов определяется функциями станка и видом конечного изделия. Разработаны классификации способов автоматической смены инструмента (рисунок 1) [6].

Рисунок 1 Классификация способов автоматической смены инструментов

В настоящее время в обрабатывающих центрах, как правило, используются такие конструкции инструментальных магазинов как дисковый, цепной, барабанный. На сайтах предприятий-изготовителей [3] предлагаются конструкции вертикального и горизонтального исполнения, зонтичного и карусельного типа и др. устройств АСИ оказывают существенное влияние на конструкцию инструмента, поскольку автоматизированная система обеспечивает захват, фиксацию инструмента, его укладку укла ука в магазин, установку в рабочие органы станка.

Классификация способов и устройств АСИ определяется типом станка, располедением располо расположением шпинделя, количеством применяемого инструмента, периодом временем смены инструмента.

В состав АСИ входят: накопители инструментов (многопозиционные резцедержатели, автооператоры, револьверные головки, инструментальные магазины); манипуляторы с захватными устройствами смены устройствами в шпинделе станка; транспортирующие устройства; устройства зажима. Их основная задача выполнить замену инструмента в максимально короткие сроки, обеспечив точное позиционирование, сохранив вылет и расположение оси фрезы или сверла.

К АСИ предъявляют ряд требований [6]: вместимость по количеству инструментов; позиционирования инструмента в рабочем органе станка; и удобство загрузки ;;4; удобный доступ к магазину; минимальное время, затрачиваемое на смену инструмента; высокая надежность; число координат при смене инструмента.

инструментальных магазинов составляет в среднем от 6 до160 шт. В то же время используются и более вместительные магазины. Опыт разработки и эксплуатации АСИ показал, что наименьшую вместимость имеют револьверные головки, в то время как барабанные и цепные магазины имеют наибольшую вместимость.

исполнения АСИ зависят от зависятАСАС станков, размеров рабочей зоны, расположения шпинделя, потребного числа и типа инструментов.

Инструментальные магазины с манипулятором подразделяются на дисковые, барабанные, цепные [4].

Система дискового инструментального магазина может быть охарактеризована по рисунку 2 [5]. Работа магазина начинается по сигналу системы ЧПУ к смене инструмента. В этом случае сервопривод 1 включается1, через поперечную муфту 2 его движение передается на червячный редуктор 4, затем червячное колесо 3 передает движение на диск 1414, который имеет 16 гнезд (поз.13) и поворачивается, чтобы завершить выбор выбор инструмента работы. В конце гнезда есть есть ролик 11 для возврата в позицию после замены инструмента. Нижний насос 5 посредством воздуха воздействует поршневой шток 6, в действие вилку 7, которая , выключая переключателя 9, отключить цепь предотвращения работы магазина при неисправности шпинделя.

Рисунок 2 Схема конструкции дискового инструментального магазина

В одном из вариантов конструкции инструментального магазина барабанного типа гнёзда для инструмента расположены на центральном диске, который приводится в движение приводом вращения магазина, который состоит из механизма типа «Мальтийский крест», асинхронного двигателя и редуктора. Привод магазина также может оснащаться серводвигателем. В положение смены инструмента гнездо поворачивается пневматическим цилиндром. Для определения положения инструментального гнезда («вверху» или «внизу») на пневматическом цилиндре расположены бесконтактные датчики. Все элементы для настройки и технического обслуживания магазина легко доступны с передней части. Удалив переднюю крышку, можно отрегулировать ход цилиндра и выставить бесконтактные датчики [2].

В исследованиях последних лет предлагается конструкция «универсального» инструментального магазина (рисунок 3) [1].

В связи с разнообразием конструкций устройств АСИ возникает вопрос об их сопоставлении по различным критериям. Чаще всего критерием выступает емкость магазина. Наибольшую емкость имеют станки цепного типа, но при большом количестве инструментов такие магазины располагают на отдельных стойках, что требует дополнительного времени для установки инструмента в рабочую позицию, растут и габариты станков. Таким образом, данный критерий не является единственным.

Рисунок 3 Схема «универсального» инструментального магазина

инструментальный станок автоматический устройство

Одним из критериев сопоставления конструкций принимается соотношение габаритов устройства и его емкости. Аналитические и экспериментальные исследования соотношения площади инструментальных магазинов (дисковый, барабанный, цепной, универсальный) и их емкости были проведены автором работы [1]. Исследования показали, что при одинаковом количестве инструментов «универсальный» магазин имеет меньшую площадь, чем другие виды инструментального магазина. Наибольшую площадь занимает дисковый магазин.

В то же время остается открытым вопрос о сопоставлении быстродействия и надежности различных видов конструкций. В работе [6] сделана попытка определить пути повышения производительности обработки за счет выбора наилучшего варианта АСИ. Авторы, рассмотрев различные варианты компоновок и результаты других исследований многооперационных станков, пришли к идеи «обеспечения работы всех инструментов на оптимальных режимах резания». Изучая этот аспект, следует отметить различную стойкость инструментов в АСИ. Решением является выделение инструментов, имеющих наименьшую стойкость и дополнение магазина инструментами -дублерами.

Проведенный анализ теоретических исследований выявил также обращение к критерию быстродействия, но у исследователей не сложилось определенных выводов по такому сопоставлению. Таким образом, в настоящее время ставится вопрос о критерии оптимизации при выборе конструкции инструментальных магазинов станков с ЧПУ и обрабатывающих центров.

Список литературы

1. Инструментальные магазины в обрабатывающих центрах [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://elib.spbstu.ru/dl/2/v17-2986.pdf/download/v17-2986.pdf. (Дата обращения: 06.10.2018).

2. Официальный сайт «ИВТЕХСЕРВИС» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.pragati.ru/img/wysiwyg/UASI_PRAGATI.pdf/. (Дата обращения: 06.10.2018).

3. Официальный сайт «СТАНКИМ» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.stankim.com/catalog/oborudovanie. (Дата обращения: 06.10.2018).

4. Устройства автоматической смены инструмента станков с ЧПУ [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://icvt.tubryansk.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=27: (Дата обращения: 06.10.2018).

5. Устройство Автоматическая смена инструмента АСИ [Электронный ресурс]. Режим доступа:http://www.tops100.ru/agreg/avtomaticheskaya-smenainstrumenta/. (Дата обращения: 06.10.2018).

6. Чабина О.А. Повышение производительности многооперационных станков за счет выбора рациональной системы автоматической смены инструмента / О.А. Чабина, И.В. Киселева // Студенческий научно-технический журнал "Инженер", Донецк-Дон НТУ. 1(21)-2(22), 2016, с.185-188.

Размещено на Allbest.ru