Linijinis įrankių stelažas yra ekonomiškai efektyviausias ATC atnaujinimo variantas, tačiau šakų lygiavimo tikslumas 1mm ribose yra būtinas. Inžinerinis darbo procesas apima mechaninį projektavimą, Z ašies kalibravimą, pneumatinio dulkių dangčio automatizavimą ir M6 įrankių keitimo makrokomandos logiką, kuri viską sujungia.
Įrankių šakų atstumo ir tarpų projektavimas
Centrų tarpas tarp gretimų įrankių šakų turi sutalpinti didžiausią įrankio laikiklio korpuso skersmenį bei tarpą ATC griebtuvo pirštams paėmimo ir padėjimo metu.
BT30 įrankio laikiklis (maks. korpuso skersmuo 46mm)
- Žingsnis: 65–70mm nuo centro iki centro
- 65mm žingsnis palieka maždaug 19mm tarpą tarp gretimų 46mm skersmens įrankių laikiklių. Tai pakanka standartiniams galiniams frezams iki 16mm skersmens. Jei naudojamos didesnės skritinės frezos arba apvalkalinės frezos, padidinkite žingsnį iki 80mm arba palikite tuščius lizdus tarp didelių įrankių.
HSK40E įrankio laikiklis (maks. korpuso skersmuo 40mm)
- Žingsnis: 60–65mm nuo centro iki centro
- HSK40E laikikliai yra siauresni nei BT30, leidžiantys tankesnį žingsnį. Tačiau laikykite bent 20mm tarpą tarp laikiklių, kad tilptų ATC griebtuvo pirštai paėmimo ir padėjimo metu – griebtuvui reikia erdvės, kurios laikiklio korpusas neturi.
Mišrus BT30 + HSK40E įrankių žurnalas
- Žingsnis: 70mm minimumas, kad tilptų BT30 korpuso plotis
- Mišrūs žurnalai yra įmanomi, tačiau reikalauja didesnio BT30 žingsnio. Įrankių keitimo makrokomanda turi žinoti, kuris lizdas talpina kurio tipo laikiklį, kadangi Z ašies paėmimo aukštis skiriasi tarp BT30 ir HSK40E.
Z-A ašies paėmimo ir padėjimo aukščio kalibravimas
Įrankio išleidimo eiga pailgina suklio nosį 0.5–0.8mm. Z ašies paėmimo ir padėjimo pozicijos turi būti kalibruotos, kad veiktų su šiuo pailginimu – o ne prieš jį.
1. Raskite įrankio išleidimo Z padėtį
Sumontuokite laikmačio indikatorių ant staklių stalo, kad jo antgalis liestų suklio nosį. Įvykdykite M6 įrankio atleidimą. Išmatuokite, kiek žemyn pasislenka suklio nosis atleidimo eigos metu (traukėjo išsiveržimo atstumas). Paprastai tai būna 0.5–0.8mm. Užrašykite šią reikšmę – ji nustato, kiek aukščiau virš įrankio šakos suklys turi būti prieš atleidimo eigos pradžią.
2. Išmatuokite įrankio šakos įsijungimo gylį
BT30 arba HSK40E įrankio šaka turi specifinę vagą ant laikiklio flanšo. Išmatuokite šios vagos gylį (dažniausiai 2.5–3.5mm BT30 atveju). Z ašis turi pozicionuoti laikiklį taip, kad šaka pilnai įsijungtų į vagą neatsiremdama į dugną – dugno atsimušimas pažeidžia šaką ir neleidžia švaraus atleidimo.
3. Apskaičiuokite paėmimo poziciją
Paėmimo Z = įrankio šakos Z pozicija + pusė šakos įsijungimo gylio. BT30 šakai su 3mm vaga esant Z=0 (referencija), paėmimo Z = 0 + 1.5mm. Išbandykite rankiniu būdu pozicionuodami suklį šioje Z, atleisdami įrankį ir patikrindami, kad laikiklis krinta tiksliai į šaką nepasvirus.
4. Apskaičiuokite padėjimo poziciją
Padėjimo Z = įrankio šakos Z pozicija - 0.5mm (kad būtų užtikrinta, jog laikiklio flanšas praeina virš šakos viršaus prieš Z ašiai traukiantis atgal). Ši 0.5mm atsarga neleidžia flanšui perbraižyti šakos viršutinio paviršiaus traukimo metu.
5. Patikrinkite sausu ciklu
Paleiskite pilną paėmimo ir padėjimo ciklą, kai laikiklyje nėra pjaustomojo įrankio (svorio imitacijai naudokite tuščią laikiklį). Stebėkite šakos įsijungimą iš šono. Laikiklis turi įsėsti į šaką su matomu 0.5–1.0mm tarpu tarp flanšo apačios ir šakos viršaus – tai rodo, kad šaka įsijungusi, bet neatsiremia į dugną.
Pneumatinio dulkių dangčio projektavimas
Dulkių dangtis apsaugo neaktyvius įrankių laikiklius nuo pjaustymo dulkių, auškalo rūko ir šiukšlių. Jis turi būti automatizuotas – operatorius, pamirštantis uždaryti dangtį, nuneigia šio tikslą.
Mechaninė konstrukcija
Naudokite slankiojamą aliuminio plokštę (2–3mm storio), kurią veda linijiniai bėgiai arba V-slot ekstruzija abiejose pusėse. Plokštė turi išsikišti 30–50mm už pirmojo ir paskutiniojo įrankių lizdų, kad būtų užtikrintas pilnas dengimas.
Suveikimas: mažas pneumatinis cilindras (cilindro skersmuo 16–20mm, eiga = įrankių magazino plotis + 30mm pervažiavimas) valdomas 5/2 kelių vieno elektromagnetinio vožtuvo. Spyruoklinio grąžinimo cilindrai sutrikus užsidaro – saugi kryptis.
Sumontuokite du indukcinius artumo jutiklius: vieną visiškai atidarytoje padėtyje, vieną visiškai uždarytoje padėtyje. Jie prijungti kaip valdiklio įvestys ir patikrinami M6 makrokomandos prieš bet kokį įrankio keitimo judesį.
Valdymo logika
Atidarymo seka: M6 makrokomanda prasideda -> aktyvuojamas dulkių dangčio solenoidas -> laukiama dangčio atidarymo jutiklio (2 s laiko limitas) -> jei patvirtinta, pereinama prie įrankio keitimo -> po įrankio keitimo, deaktyvuojamas solenoidas -> dangtį uždaro spyruoklė -> laukiama dangčio uždarymo jutiklio.
Saugos blokada: Jei dangčio atidarymo jutiklis nesuveikia per 2 sekundžių, nutraukite makrokomandą ir sukelkite aliarmą. Niekada nebandykite keisti įrankio, jei dangčio būsena nežinoma.
Maitinimo gedimas: Solenoidas deaktyvuojamas -> dangtį uždaro spyruoklė. Spindlis, net jei pastatytas virš magazino, negali nuleistis į magazino zoną, kol dangtis neatidarytas.
M6 įrankio keitimo makrokomandos eiga
Prieš kurdami savo makrokomandą, peržiūrėkite rankinio į ATC modernizavimo tinkamumo vadovą kontroleriui ir pneumatikos būtinoms sąlygoms. Makrokomandos nuo jutiklių priklausomos saugos blokados remiasi teisinga PNP/NPN artumo jutiklių sujungimu – neteisingai prijungtas įrankio užspaudimo jutiklis padaro visą blokavimo grandinę neveiksmingą.
Fazė 1: Artėjimas
Veiksmas: Greitasis Z į saugų aukštį virš visų įrankių šakų (paprastai Z home). Perkelti X/Y į tikslinės įrankių šakos padėtį. Nuleisti Z į paėmimo Z padėtį (apskaičiuota pagal Žingsnį 3 aukščiau).
Saugos patikra: Patikrinkite, ar dabartinis įrankio lizdas tuščias, jei dedate įrankį, ar užpildytas, jei imate.
Fazė 2: Atleidimas / Užspaudimas
Veiksmas: Jei įdedama: suaktyvinti išleidimo solenoidą, laukti įrankio išleidimo jutiklio, tada Z nusileidžia iki padėjimo Z, išjungti solenoidą. Jei paimama: suaktyvinti išleidimo solenoidą (kad atlaisvintų griebtuvą), Z nusileidžia iki paėmimo Z, išjungti solenoidą, laukti įrankio užspaudimo jutiklio.
Saugos patikra: Patikrinti, ar įrankio užspaudimo jutiklis pereina į TRUE po užspaudimo. Jei ne, atšaukti makrokomandą ir sukelti aliarmą.
Fazė 3: Atitraukimas
Veiksmas: Z atsitraukia iki saugaus aukščio. Patikrinti, ar „Nėra įrankio“ jutiklio būsena atitinka laukiamą rezultatą (TRUE, jei įrankis buvo padėtas, FALSE, jei įrankis buvo paimtas).
Saugos patikra: patikrinti suklio greitis = 0 RPM prieš bet kokį Z ašies judesį – blokavimas turi remtis suklio enkoderio arba VFD būsena.
Fazė 4: Patvirtinimas
Veiksmas: Užregistruoti įrankio pakeitimą valdiklio įrankių lentelėje. Atnaujinti aktyvų įrankio numerį. Pasirenkama: atlikti įrankio ilgio matavimą su įrankio nustatytuvu.
Saugos patikra: Atlikti įrankio ilgio matavimą. Jei išmatuotas ilgis skiriasi nuo laukiamo daugiau nei 2mm, sustabdyti ir patikrinti, ar įrankis neteisingas, ar užspaudimas nepilnas.
Saigos kontrolinis sąrašas
Prieš paleidžiant pirmąjį automatinį įrankio pakeitimą, patikrinkite kiekvieną šio sąrašo punktą. Praleistas saigos patikrinimas čia gali sukelti suklio ir įrankio šakos susidūrimą – o susidūrimas ATC sistemoje nėra niekada menkas.
- Visos įrankio šakos Z pozicijos yra išmatuotos ir išsaugotos valdiklio įrankių lentelėje – niekada nepasikliaukite „akių vertinimu“ įrankio šakos pozicijomis.
- M6 makrokomanda mechaniniu būdu blokuoja Z ašies judėjimą jei Įrankis užspaustas sensor is FALSE – no exception, no override
- Mechaninis griežtas stabdis apriboja Z judesį žemiau įrankio šakos – neleidžia sukliui varyti įrankio laikiklio per šaką, jei įvyksta Z ašies servo gedimas.
- Dulkių dangčio atidarymo/uždarymo jutikliai yra prijungti kaip įėjimai, o makrokomanda patikrina, ar dangtis yra visiškai atidarytas prieš bet kokį X/Y judesį į žurnalo zoną.
- Avarinis stabdymas nedelsiant išjungia išleidimo solenoidą (fail-safe: spyruoklinis užspaudimas) ir sustabdo visų ašių judesį.
- Įrankio pakeitimo makrokomandoje yra laiko limitas: jei bet kuris jutiklis neatsako per 2 sekundžių, makrokomanda atšaukiama su aliarmu, užuot laukusi neribotą laiką.
FAQ
Koks yra minimalus įrankių lizdų skaičius naudingai ATC sąrankai?
Keturi lizdai yra praktiškai minimalus skaičius: vienas grubiam apdirbimo įrankiui, vienas finišiniam apdirbimo įrankiui, vienas gręžimo/sriegimo įrankiui ir vienas tuščias lizdas įrankių keitimui. Šeši–aštuoni lizdai patenkina daugumos mažų dirbtuvių gamybos poreikius. Virš dvylikos lizdų rekomenduojama naudoti karuselinį arba grandininį žurnalą vietoj tiesaus stelažo — tiesusis važiavimo atstumas tampa ciklo trukmės kliūtimi.
Ar galiu 3D spausdinti įrankių šakas?
Prototipams ir lengvam naudojimui: taip, iš PETG arba ABS su 50%+ pildymu. Serijinei gamybai: ne. 3D spausdintos šakos greitai nusidėvi nuo pakartotinio slystančio kontakto su kietinto plieno įrankių laikiklių flanšais. Per 500–1000 ciklų šakos griovelis išsiplečia ir laikiklio sėdynė tampa laisva. Serijinės gamybos šakos turėtų būti frezuotos iš aliuminio (6061-T6) arba plieno su kietintu arba anoduotu grioveliu.
Kaip neleisti sukliui įsirėžti į įrankio šaką maitinimo gedimo metu?
Tai yra rimta rizika. Mažinimo priemonės: (1) Sumontuokite UPS (nepertraukiamo maitinimo šaltinį) valdiklyje – ne sukliui, o tik valdikliui ir ašių pavaroms. (2) Sukonfigūruokite valdiklį vykdyti „maitinimo praradimo procedūrą“, kuri pakelia Z ašį į saugų aukštį aptikus žemą įtampą. (3) Spyruoklinis dulkių dangtis – jei maitinimas nutrūksta, dangtis užsidaro ir fiziškai blokuoja suklio patekimą į žurnalo zoną.