Manuāls CNC vārpstas uz ATC retrofita ceļvedis

Manuāla instrumenta maiņa izmaksā 5–10 minūtes ražošanas laika šeit aprakstītajā retrofit darbplūsmā. Reiziniet to ar desmitiem maiņu uz vienu darbu, un automātiska instrumenta maiņa kļūst par tiešu produktivitātes uzlabojumu. Šis ceļvedis ved jūs caur trim iespējamības pārbaudēm, pilnīgu aparatūras sarakstu, pneomatisko un elektrisko iestatīšanu, M6 makro programmēšanu un drošības bloķēšanām, kas padara ATC retrofit drošu un uzticamu.

Iespējamības pārbaude

ATC retrofit ir būtisks mehānisks, elektrisks un vadības sistēmas projekts. Šīs trīs prasības ir neapstrīdamas. Ja kāda no tām neizpildās, retrofit nedarbosies droši.

Z ass svara ietilpība

Atbilst, ja: Jūsu Z ass var nest vismaz 15–20 kg (ATC vārpsta, instrumenta turētājs un montāžas aprīkojums), neapstājoties un nenolaižoties, kad tiek atslēgta strāva.

Neatbilst, ja: jūsu Z asi darbina mazs pakāpju motors bez bremzes, kas paredzēts vieglām ER ietvara vārpstām (5–8 kg). ATC vārpsta to pārslogos.

Kā pārbaudīt: Nosveriet savu pašreizējo vārpstu + montāžas komplektu. ATC vārpsta ar iebūvētu vilcējstieni un cilindru sver aptuveni divreiz vairāk — 10–15 kg salīdzinājumā ar manuālas ER vārpstas 5–8 kg. Pārliecinieties, ka jūsu Z-ass dzinēja griezes moments, vadītāja strāva un mehāniskā bremze (ja tāda ir) spēj izturēt palielināto slodzi ar vismaz 30% rezervi.

Saspiestā gaisa padeve

Atbilst, ja: Jums ir kompresors, kas nodrošina 0,6–0,8 MPa un pietiekamu plūsmu (vismaz 50 L/min pie vārpstas ieejas), kā arī FRL iekārta ar filtru, regulatoru un eļļotāju.

Neatbilst, ja: Nav kompresora vai tikai mazs diafragmas sūknis, kas nespēj uzturēt 0.5 MPa zem plūsmas. Bez FRL iekārtas mitrums dažu nedēļu laikā sabojās vilcējstieņa mehānismu.

Kā pārbaudīt: Pievienojiet manometru pie tā punkta, kur tiks uzstādīts vārpsta. Cikliski darbiniet kompresoru un apstipriniet, ka spiediens nekad nenokrīt zem 0.5 MPa kompresora startēšanas laikā. Uzstādiet FRL iekārtu (5 mikrometru filtrs, regulators iestatīts uz 0,55–0,65 MPa un ISO VG32 eļļotājs) ne tālāk kā 2 m no vārpstas. Ja jūsu gaisā ir redzama mitruma, pievienojiet dzesēšanas žāvētāju augšupējā plūsmā.

CNC kontrollera iespējas

Atbilst, ja: Jūsu kontrollerim ir vismaz viens brīvs digitālais izvads (instrumenta atbrīvošanas solenoīda vārstam), tas atbalsta M6 instrumentu maiņas makro izpildi un spēj nolasīt instrumentu iestatītāja ievadi automātiskai Z augstuma mērīšanai.

Neatbilst, ja: Jūsu kontrollerim nav brīvu izvadu, tas izmanto slēgta pirmkoda programmaparatūru, kas neatbalsta pielāgotus M6 makro, vai arī tas nevar izpildīt instrumentu maiņas secību, kas aptur vārpstas rotāciju, pārvietojas uz drošu pozīciju, aktivizē izvadu, gaida apstiprinājumu un turpina darbu.

Kā pārbaudīt: Atveriet sava kontrollera I/O paneli. Jums nepieciešams viens digitālais izvads (24V vai relejs), lai aktivizētu pneimatisko solenoīda vārstu. Turklāt nepieciešams viens digitālais ievads instrumentu maiņas apstiprinājuma sensoram vai instrumentu iestatītājam. Pārbaudiet kontrollera rokasgrāmatā, vai M6 ir lietotāja konfigurējams — Mach3, Mach4, LinuxCNC, UCCNC un lielākā daļa DSP kontrolleru to atbalsta. Daži lēti Ķīnas DSP kontrolleri to neatbalsta, tāpēc pārbaudiet to pirms aparatūras iegādes.

Aparatūras saraksts

Detāļu saraksts ir sakārtots pēc apakšsistēmām. Cenas atšķiras atkarībā no reģiona un piegādātāja, tāpēc uzskatiet to par retrofita materiālu sarakstu, nevis fiksētu budžetu. Neizlaidiet drošībai svarīgos elementus.

Vārpsta un piedziņa

• ATC vārpstas motors (BT30 vai HSK40E, atbilstošs jūsu jaudas un ātruma prasībām)
• VFD (mainīgas frekvences piedziņa) ar nominālu vārpstas jaudai un polu skaitam – neizmantojiet no vecā vārpstas ņemtu nepietiekami novērtētu VFD
• Ekrānots VFD kabels (4 vadi + zeme, dubulti ekrānots) no VFD uz vārpstas savienotāju

Pneimatiskā sistēma

• FRL trīskāršā vienība: 5 mikronu filtrs + regulētājs (0.55–0.65 MPa) + smērētājs (ISO VG32 eļļa, 1 piliena uz 10–15 cikliem)
• 3/2 ceļu solenoīda vārsts, 24V līdzstrāva, ar nominālu gaisa plūsmai, ko prasa atbrīvošanas cilindrs
• 8 mm vai 10 mm OD pneimatiskā caurule (neizmantojiet 6 mm – plūsmas ierobežojums izraisa lēnu atbrīvošanu)
• Push-to-connect savienotāji, šļūtenes skavas un vītnes blīvētājs (PTFE lente tikai NPT vītnēm)

Instrumentu pārvaldība

• BT30 vai HSK40E instrumentu turētāji (minimāli 4–6, lai būtu lietojams ATC komplekts, plānojiet 10–12 ilgtermiņā)
• Atbilstoši izvilkšanas stieņi / noturības pogām (apstipriniet specifikāciju ar vārpstas ražotāju – nepareizi izvilkšanas stieņi iznīcina satvērējus)
• ATC instrumentu dakša vai karuselis (statisks statīvs sākotnējai iestatīšanai; motorizēts karuselis ražošanai)
• Instrumentu turētāja tīrīšanas stacija (īpašs konusveida tīrītājs + saspiesta gaisa sprausla)

Vadība un drošība

• Rīka iestatītājs (pieskares sensors) automātiskai Z ass augstuma mērīšanai pēc katras instrumenta maiņas
• Induktīvs tuvuma sensors vai mikroslēdzis, lai apstiprinātu instrumenta maiņas cilindra pozīciju (izbīdīts/iebīdīts)
• Avārijas pieturas ķēdes integrācija – instrumenta atbrīvošanas solenoīda barošanai jāiet caur avārijas pieturas ķēdi
• Plūsmas sensors dzesēšanas ūdens atgriešanās līnijā (ja vārpsta ir ūdens dzesēts – to nedinstrumentst izlaist)

Pneimatiskā ķēde un elektriskā vadība

Pneimatiskajai un elektriskajai sistēmai jāstrādā kopā ar precīzu laika saskaņošanu. Šeit ir loģika – pielāgojiet specifisko vadību sava kontrollera I/O konfigurācijai.

Pneimatiskā ķēde

1. Kompresors -> dzesēšanas sausinātājs vai absorbcijas filtrs -> gaisa tvertne
2. Galvenā gaisa līnija -> FRL ierīce, uzstādīta 2 m attālumā no vārpstas
3. FRL izvade -> 3/2 solenoīda vārsta ieejas ports (parasti aizvērts – gaiss bloķēts, kad nav energizēts)
4. Solenoīda vārsta izvade -> vārpstas atbrīvošanas cilindra ieeja
5. Solenoīda vārsta izplūdes ports -> izplūdes klusinātājs (samazina atbrīvošanas troksni)
6. Pēc izvēles: spiediena slēdzis starp FRL un solenoīdu -> kontrollera ieeja zema spiediena trauksmei

Elektriskā vadība

1. Kontrollera digitālā izeja -> starprelē spole -> solenoīda vārsta spole (24V DC tipiski)
2. VFD nulles ātruma izeja -> kontrollera digitālā ieeja (apstiprina, ka vārpsta apstājies pirms instrumenta maiņas)
3. Solenoīda barošana izvadīta caur avārijas pieturas drošības relē – avārijas pietura izbeidz visu pneimatisko darbību
4. Rīka iestatītāja sensors -> kontrollera zondes/pieskares ieeja (automātiskai Z ass augstuma mērīšanai)
5. Ievelkamā stieņa pozīcijas sensors (ja aprīkots) -> kontrollera ieeja (apstiprina satverts/atbrīvota stāvokli)
6. Visi signālvadi ekranēti un izvadīti atsevišķi no VFD motora kabeļa (minimālais 100 mm atstatums)

M6 instrumenta maiņas makro

M6 makro ir ATC sistēmas smadzenes. Kontrolleru implementācijas atšķiras, taču loģiskā secība ir vispārēji vienota. Pielāgojiet šo plūsmu sava kontrollera makro valodai.

Drošības interlocki

Tie nav neobligāti. Katrs interlocks novērš konkrētu kļūmes režīmu, kas var iznīcināt aprīkojumu vai izraisīt nopietnus ievainojumus. Realizējiet tos aparatūrā, ne tikai programmatūrā.

Interlocks Nr. 1: Vārpsta jāaptur pirms instrumenta atbrīvošanas

M6 makrojā jāiekļauj stingrs apstiprinājums, ka vārpsta ir pārtraukusi rotēt, pirms tiek ieslēgta atbrīvošanas solenoida barošana. Savienojiet solenoida barošanu caur releju, kas ir iespējots tikai tad, kad VFD ziņo par nulles ātrumu (daudzi VFD tam nodrošina “nulles ātruma” digitālu izvadi). Nekad neuzticieties vienīgi taimera aizkavei – VFD bremzēšanas laiki mainās atkarībā no vārpstas slodzes, un taimeris, kas strādā ar bezslodzes vārpstu, var nestrādāt zem slodzes.

Bloķēšana #2: Rīkam jābūt fiksētam pirms vārpstas palaišanas

Vārpstas palaišanas komanda (M3/M4) jābloķē, ja instrumenta atbrīvošanas solenoids ir aktivizēts vai arī drawbar pozīcijas sensors norāda uz nefiksētu stāvokli. Savienojiet VFD iespējošo signālu caur normāli slēgtu kontaktu, kas atveras, kad atbrīvošanas solenoids ir aktīvs. Tas novērš katastrofālu situāciju, kurā vārpsta tiek palaista ar instrumenta turētāju daļēji vai pilnībā atbrīvotu.

Bloķēšana #3: Gaisa spiedienam jābūt virs minimālā pirms jebkuras instrumenta maiņas

Uzstādiet spiediena slēdzi uz gaisa vada, kas baro FRL bloku. Savienojiet to ar kontrollera ieeju. Ja gaisa spiediens nokrīt zem 0.45 MPa, kontrollerim jāatteicas izpildīt M6 un jābrīdina operators. Rīka maiņa, kas mēģināta ar nepietiekamu spiedienu, atstās instrumenta turētāju daļēji fiksētu – tas var izlēkt vārpstas palaišanas laikā vai zem griešanas slodzes.

Brīdinājumi

Brīdinājums: Mitrums gaisa vadā iznīcinās drawbar mehānismu

ATC vārpstās ir precīzi slīpēti Belleville sprūži, cietināti saturētāja pirksti un maztolerances drawbar komponenti – visi izgatavoti no tērauda. Ūdens tvaiki saspiestā gaisā kondensējas atbrīvošanas cilindrā un pilienā uz šiem komponentiem, izraisot rūsu, korozijas bedrītes un galu galā aizķeršanos. Uzstādiet dzesētu gaisa žāvētāju vai divpakāpju absorcijas filtru pirms FRL bloka. Nokasiet FRL ūdens separātora ūdeni ik dienu. Ja FRL kausā redzat kādu rūsas krāsas ūdeni, pārtrauciet darbu un salabojiet gaisa žāvēšanas sistēmu pirms nākamās instrumenta maiņas.

Uzmanību: Nepareiza pull stud specifikācija iznīcinās instrumenta saturētāju

BT30 vilkšanas tapas pieejamas vairākos standartos – MAS 403 BT30-45 grādi, DIN 69872, un dažādas patentētas formas. Nepareizas vilkšanas tapas lietošana – pat tādas, kas ievītņojas instrumenta turētājā – var bojāt sagrābēja pirkstus jau pirmajā satveršanas ciklā. Vienmēr pārliecinieties par precīzu vilkšanas tapas specifikāciju pie vārpstas ražotāja pirms turētāju pasūtīšanas. Paturiet vienu zināmi labu vilkšanas tapu kā atskaites etalonu jaunu turētāju pārbaudei.

FAQ

Cik maksā pilnīgs ATC retrofīts?

Reāls budžets DIY ATC retrofitam: ATC vārpsta (Basic vai Model A): atkarīgs no izvēlētās konfigurācijas; VFD uzlabojums (ja nepieciešams): atšķiras pēc jaudas; pneimatiskā sistēma (FRL, solenoīds, cauruļvadi, savienojumi): $150–300; instrumenta turētāji (4–6 BT30 ar vilkšanas tapām): $200–400; instrumenta dakša/regālis: $50–200 DIY vai $300–800 komercizstrādājums; instrumenta iestatītāja sensors: $50–150; vadi, releji, sensori, dažādi: $100–200. Kopā: parasti $1,500–3,500 pilnīgai darbojošai sistēmai, atkarībā no vārpstas izvēles un tā, vai ir nepieciešams VFD uzlabojums. Vārpsta ir lielākais vienreizējais izdevums; instrumenta turētāji ir pastāvīgi izdevumi, paplašinot magazīnu.

Vai es varu veikt ATC retrofītu jebkuram CNC frēzmašīnai?

Fiziski, jā – ja izpildīti trīs īstenāmības nosacījumi (Z ass slodze, gaisa padeve, kontrolleris). Mašīnām ar darba laukumu mazāk nekā 600x900 mm var būt grūti ietilpināt instrumenta magazīnu, neradot lietderīgā gājuma samazināšanos. Fiksēta portāla mašīnas ir vieglāk retrofītējamas nekā kustīga portāla mašīnas (gaisa un kabeļu izvietojums ir vienkāršāks). Ja jūsu mašīna izmanto routera stiprinājumu (65 mm vai 80 mm skrūvgrozi), nepieciešams pielāgots adaptera plāksnis – standarta ATC vārpstas izmanto 100 mm vai 125 mm skrūvgrožus.

Vai man ir jāuzjaunina savs VFD, veicot retrofītu uz ATC?

Izturējieties pret esošo VFD kā neatbilstību, līdz tās nosaukuma plate pierāda pretējo. Lielākā daļa manuālo ER skrūvgroza vārpstām ir 2.2 kW vai mazākas ar 2-pola dzinējiem, kas strādā ar 400 Hz. ATC vārpstas sākas ar augstākām jaudas klasēm un izmanto 4-pola vai 8-pola variantus. VFD, kas paredzēts 2.2 kW / 400 Hz vārpstai, nepietiek ar strāvas capacitātei vai maksimālajam frekvences diapazonam (800–1,200 Hz), kas nepieciešams ATC vārpstai. Pārbaudiet sava VFD nominālo izvades strāvu un maksimālo frekvenci pret jaunās vārpstas specifikācijām pirms saderības pieņēmuma.

Vai ir labāk nopirkt iepriekš konfigurētu ATC iekārtu, nevis veikt retrofit?

Izmantojiet esošās mašīnas stāvokli un budžetu kā lēmuma vārtus. Ja jūsu portāla frēzētājs ir stingrs, labi uzturēts un atbilst trim iespējamības nosacījumiem, pārbūve ir izmaksu ziņā efektīva un sniedz jums mašīnu, kuru jau pazīstat. Ja jūsu mašīnai ir pārmērīga spēle, elastīgs rāmis vai nepietiekami izmērīta Z ass, pārbūves izmaksas uzpūšas ar strukturālajiem uzlabojumiem — tādā brīdī īpaši izgatavota ATC mašīna ir ekonomiskāka. Esiet godīgs attiecībā uz sava mašīnas mehānisko stāvokli pirms pārbūves uzsākšanas.

Kā pārbaudīt drošības bloķēšanas ierīces pirms reāla darba palaišanas?

Pārbaudiet katru drošības bloķēšanas ierīci atsevišķi, kad vārpstā nav instrumenta. (1) Palaidiet vārpstu zemā RPM un mēģiniet M6 – kontrollerim jānoraida. (2) Ieslēdziet atbrīvošanas solenoīdu manuāli (bez vārpstas darbības) un mēģiniet M3 – kontrollerim jānoraida. (3) Aizveriet gaisa padeves vārstu, lai pazeminātu spiedienu zem 0.45 MPa, un mēģiniet M6 – kontrollerim jānoraida. (4) Palaidiet pilnu M6 secību 10–20 reizes bez instrumenta, pēc tam 10–20 reizes ar instrumenta turētāju (bez frēzes), vērojot vienmērīgu, konsekventu darbību. Tikai pēc tam, kad visi testi ir veiksmīgi nokārtoti, jāpalaiž reāls griešanas darbs.