Lineārs instrumentu statīvs ir rentablākais ATC jaunināšanas variants, taču nepieciešama dakšiņu novietojuma precizitāte 1mm robežās. Inženiertehniskais darbplūsmas process aptver mehānisko konstrukciju, Z ass kalibrāciju, pneimatiskā putekļu vāka automatizāciju un M6 instrumenta maiņas makro loģiku, kas visu savieno kopā.
Instrumentu dakšu attāluma un spraugas konstruēšana
Centru attālumam starp blakus esošām instrumentu dakšām jābūt pietiekamam, lai tajā ietilptu lielākais instrumenta turētāja korpusa diametrs plus sprauga ATC satvērēja pirkstiem izņemšanas un novietošanas operāciju laikā.
BT30 instrumentu turētājs (maksimālais korpusa diametrs 46mm)
- Solījums: 65–70mm no centra līdz centram
- 65mm solījums atstāj aptuveni 19mm spraugu starp blakus esošiem 46mm diametra instrumentu turētājiem. Tas ir pietiekami standarta galējām frēzēm līdz 16mm diametram. Ja izmantojat lielākas virsmas frēzes vai čaulas frēzes, palieliniet solījumu līdz 80mm vai nodrošiniet tukšas slotas starp lielajiem rīkiem.
HSK40E instrumentu turētājs (maksimālais korpusa diametrs 40mm)
- Solījums: 60–65mm no centra līdz centram
- HSK40E turētāji ir šaurāki nekā BT30, kas ļauj ciešāku solījumu. Tomēr starp turētājiem jāpatur vismaz 20mm sprauga, lai izvietotu ATC satvērēja pirkstus izņemšanas un novietošanas laikā – satvērējam nepieciešama brīva vieta, kuru turētāja korpusā nav.
Jaukts BT30 + HSK40E magazīns
- Solījums: 70mm minimums, lai izvietotu BT30 korpusa platumu
- Jaukti magazīni ir iespējami, bet nepieciešams lielāks BT30 solījums. Instrumenta maiņas makro jāzina, kura slotā atrodas kura turētāja tips, jo Z ass izņemšanas augstums atšķiras starp BT30 un HSK40E.
Z ass izņemšanas un novietošanas augstuma kalibrācija
Instrumenta atbrīvošanas gājiens pagarina vārpstas degunu par 0.5–0.8mm. Z ass izņemšanas un novietošanas pozīcijām jābūt kalibrētām, lai tās strādātu ar šo pagarinājumu – ne pret to.
1. Atrast instrumenta atbrīvošanas Z pozīciju
Uzstādiet dialindikatoru uz darba galda ar tā galu pret vārpstas priekšgalu. Izpildiet M6 instrumenta atbrīvošanu. Izmēriet, cik tālu vārpstas priekšgals pārvietojas uz leju atbrīvošanas gājiena laikā (stieples stieņa izvirzījuma attālums). Tas parasti ir 0.5–0.8mm. Pierakstiet šo vērtību – tā nosaka, cik augstu virs instrumenta dakšas vārpstai jābūt pirms atbrīvošanas gājiena.
2. Izmēriet instrumenta dakšas iesaistes dziļumu
BT30 vai HSK40E instrumenta dakšai ir īpaša rieva turētāja flančā. Izmēriet šīs rievas dziļumu (parasti 2.5–3.5mm priekš BT30). Z ass jāpozicionē turētājs tā, lai dakša pilnībā ieiet rievā, nepieskaroties dibenam – dibena sasniegšana bojā dakšu un neļauj veikt tīru atbrīvošanu.
3. Aprēķiniet paņemšanas pozīciju
Pick Z = instrumenta dakšas Z pozīcija + puse no dakšas iesaistes dziļuma. Priekš BT30 dakšas ar 3mm rievu Z=0 (atsauce), pick Z = 0 + 1.5mm. Pārbaudiet, manuāli pozicionējot vārpstu šajā Z, atbrīvojot instrumentu un pārliecinoties, ka turētājs iekrīt taisni dakšā bez nolīšanas.
4. Aprēķiniet novietošanas pozīciju
Place Z = instrumenta dakšas Z pozīcija - 0.5mm (lai nodrošinātu, ka turētāja flanča ir brīva no dakšas augšas pirms Z ass atkāpšanās). Šī 0.5mm atstarpe novērš flanča skrāpēšanu pa dakšas augšējo virsmu atkāpšanās laikā.
5. Pārbaudiet ar sausu ciklu
Veiciet pilnu paņemšanas un novietošanas ciklu bez griešanas instrumenta turētājā (izmantojiet tukšu turētāju svara imitācijai). Novērojiet dakšas iesaisti no sāna. Turētājam jāievietojas dakšā ar redzamu 0.5–1.0mm spraugu starp flanča apakšu un dakšas augšu – tas norāda, ka dakša ir iesaistīta, bet nav sasniegusi dibenu.
Pneimatiskā putekļu vāka dizains
Putekļu vāks aizsargā neaktīvos instrumentu turētājus no griešanas putekļiem, dzesēšanas šķidruma miglas un gružiem. Tam jābūt automatizētam – operators, kurš aizmirst aizvērt vāku, iznīcina tā mērķi.
Mehāniskā konstrukcija
Izmantojiet slīdošu alumīnija plāksni (2–3mm bieza), kuru vada lineārās sliedes vai V-rievās ekstrūzija abās pusēs. Plāksnei jāizvirzās 30–50mm aiz pirmā un pēdējā instrumenta slotiem, lai nodrošinātu pilnīgu pārklājumu.
Aktuācija: mazs pneimatisks cilindrs (cilindra diametrs 16–20mm, gājiens = instrumentu magazīnas platums + 30mm pārvirze) vadīts ar 5/2-ceļu viena solenoida vārstu. Cilindri ar atgriešanās pavasu defekta gadījumā paliek slēgti – tas ir drošs virziens.
Uzstādiet divus induktīvus tuvuma sensorus: vienu pilnībā atvērtā pozīcijā, vienu pilnībā slēgtā pozīcijā. Tie ir pieslēgti kā kontrollera ieejas un tiek pārbaudīti ar M6 makro pirms jebkuras instrumenta maiņas kustības.
Vadības loģika
Atvēršanas secība: M6 makro sākas -> energizēt putekļu seguma solenoidu -> gaidīt atvērtā seguma sensoru (2 s noilgums) -> ja apstiprināts, turpināt instrumenta maiņu -> pēc instrumenta maiņas deenergizēt solenoidu -> sega ar pavasu aizveras -> gaidīt slēgtā seguma sensoru.
Drošības bloķēšana: Ja atvērtā seguma sensors nedarbojas 2 sekunžu laikā, pārtrauciet makro un izsauciet trauksmi. Nekad nemēģiniet veikt instrumenta maiņu, ja seguma stāvoklis ir nezināms.
Barošanas pārrāums: Solenoīds deenergizējas -> sega ar pavasu aizveras. Vārpsta, pat ja novietots virs instrumentu magazīnas, nevar nolaisties magazīnas zonā, ja sega nav atvērta.
M6 instrumenta maiņas makro plūsma
Pirms savas makro izstrādes pārskatiet rokasgrāmatas uz ATC pārbūves iespējamības ceļvedi kontrollera un pneimatikas priekšnoteikumiem. Makro no sensoriem atkarīgā drošības bloķēšana balstās uz pareizu PNP/NPN tuvuma sensoru pieslēgumu – nepareizi pieslēgts instrumenta satveršanas sensors padara visu bloķēšanas ķēdi neizmantojamu.
Fāze 1: Tuvināšanās
Darbība: Ātri pārvietot Z uz drošu augstumu virs visām instrumentu dakšām (parasti Z mājas). Pārvietot X/Y uz mērķa instrumenta dakšas pozīciju. Nolaist Z uz paņemšanas Z pozīciju (aprēķināta pēc soļa 3 augstāk).
Drošības pārbaude: Pārbaudiet, vai pašreizējais instrumenta slots ir tukšs, ja ievietojat instrumentu, vai aizņemts, ja to izņemat.
Fāze 2: Atbrīvošana / Satveršana
Darbība: Ja novieto: aktivizēt atbrīvošanas solenoīdu, gaidīt instrumenta atbrīvota sensoru, pēc tam Z nolaižas līdz novietošanas Z, deaktivizēt solenoīdu. Ja ņem: aktivizēt atbrīvošanas solenoīdu (lai atbrīvotu satvērēju), Z nolaižas līdz ņemšanas Z, deaktivizēt solenoīdu, gaidīt instrumenta satverta sensoru.
Drošības pārbaude: Pārliecināties, ka instrumenta satverta sensors pāriet uz TRUE pēc satveršanas. Ja nē, pārtrauc makro un izsauc trauksmi.
Fāze 3: Atvilkšana
Darbība: Z atvelkas uz drošu augstumu. Pārbaudīt, vai ‘Nav instrumenta’ sensora stāvoklis atbilst gaidītajam rezultātam (TRUE, ja instruments tika novietots, FALSE, ja instruments tika ņemts).
Drošības pārbaude: Pirms jebkuras Z ass kustības pārbaudiet, vai vārpstas ātrums ir 0 RPM — bloķēšanai izmantojiet vārpstas enkodera vai VFD statusa signālu.
Fāze 4: Apstiprināšana
Darbība: Reģistrēt instrumenta maiņu kontrollera instrumentu tabulā. Atjaunināt aktīvā instrumenta numuru. Pēc izvēles izpildīt instrumenta garuma mērīšanu ar instrumenta iestatītāju.
Drošības pārbaude: Izpildīt instrumenta garuma mērīšanu. Ja izmērītais garums atšķiras no gaidītā par > 2mm, apstādināt un pārbaudīt nepareizu instrumentu vai nepilnīgu satveršanu.
Drošības kontrolsaraksts
Pirms pirmās automātiskās instrumenta maiņas palaišanas, pārbaudīt katru šī saraksta vienumu. Izlaista drošības pārbaude šeit var izraisīt vārpstas un dakšas sadursmi – un sadursme ATC sistēmā nekad nav niecīga.
- Visas instrumenta dakšas Z pozīcijas ir izmērītas un saglabātas kontrollera instrumentu tabulā – nekad nepaļaujieties uz “acumērķi” dakšas pozīcijām.
- M6 makro pilnībā bloķē Z ass kustību, ja instrumenta satveršanas sensors ir FALSE — bez izņēmumiem un apiešanas iespējas
- Mehānisks cietais pieturas ierobežo Z gaitu zem instrumenta dakšas – novērš vārpstas iedzīšanu ar instrumenta turētāju caur dakšu Z ass servo kļūmes gadījumā.
- Putekļu vāka atvēršanas/aizvēršanas sensori ir pieslēgti kā ieejām, un makro pārbauda, ka vāks ir pilnībā atvērts pirms jebkuras X/Y kustības uz magazīnas zonu.
- Avārijas pietura nekavējoties deaktivizē atbrīvošanas solenoīdu (fail-safe: sprūdu satveršana) un aptur visu asu kustību.
- Rīka maiņas makro ir ar laika limitu: ja kāds sensors nereaģē 2 sekunžu laikā, makro pārtrūkst ar trauksmi, nevis gaida nenoteiktu laiku.
FAQ
Kāds ir minimālais instrumenta slotu skaits noderīgai ATC konfigurācijai?
Četras vietas ir praktiskais minimums: viena rupjapstrādes instrumentam, viena finālās apstrādes instrumentam, viena urbjšanas/vītņošanas instrumentam un viena tukša vieta instrumentu maiņai. Sešas līdz astoņas vietas apmierina lielāko daļu mazo darbnīcu ražošanas vajadzībām. Virs divpadsmit vietām apsveriet karuseli vai ķēdes magazīnu lineārā statīva vietā — lineārais pārvietošanās attālums kļūst par cikla laika ierobežojumu.
Vai es varu 3D drukāt instrumentu dakšas?
Prototipēšanai un vieglai lietošanai: jā, PETG vai ABS ar 50%+ pildījumu. Ražošanai: nē. 3D drukātās instrumentu dakšas ātri nodilst no atkārtota slīdošā kontakta ar cietināta tērauda instrumentu turētāju flanšiem. Pēc 500–1000 cikliem dakšas rieva paplašinās un turētāja sēdvieta kļūst vaļīga. Ražošanas instrumentu dakšām jābūt izgatavotām no alumīnija (6061-T6) vai tērauda ar cietinātu vai anodizētu rievu.
Kā novērst, lai strāvas padeves pārtraukuma laikā vārpsta neietriektos instrumentu dakšā?
Tas ir nopietns risks. Mazināšanas pasākumi: (1) Uzstādīt UPS (neptrauktas elektrobarošanas avots) kontrollerim – ne vārpstai, bet tikai kontrollerim un asu piedziņām. (2) Nokonfigurēt kontrolleri, lai tas izpildītu “barošanas zuduma rutīnu”, kas pacieņ Z asi uz drošu augstumu, kad konstatēts zems spriegums. (3) Ar sprūdu aizvērt putekļu vāku – ja barošana iziet, vāks aizveras un fiziski neļauj vārpstai iekļūt magazīnas apgabalā.