Ce este un motor ax ATC? Ghidul definitiv privind structura, selecția și integrarea CNC

Definiția motorului de ax ATC

Un motor de ax ATC este un ax motorizat de mare viteză cu un mecanism integrat de strângere și eliberare automată a sculei. Acesta menține un portsculă standardizat în timpul tăierii și eliberează automat acel portsculă atunci când controlerul CNC comandă o schimbare de sculă.

Un sistem complet de ax ATC include de obicei corpul axului motorizat, tija de tracțiune, pachetul de arcuri, cilindrul de eliberare pneumatic sau hidraulic, gheara de prindere, interfața portsculă, senzorii de proximitate, etanșarea cu aer purjat, VFD și controlerul CNC sau PLC.

Definiție simplă: un motor de ax ATC este un ax CNC care poate elibera și strânge automat portscule, permițând operații de prelucrare cu mai multe scule fără schimbări manuale cu cheia.

Ax manual vs motor de ax ATC

Un ax manual necesită ca un operator să oprească mașina, să slăbească scula, să instaleze o sculă nouă, să strângă colțul sau portscula, să măsoare lungimea sculei și să reia prelucrarea. Un motor de ax ATC automatizează acest proces.

Valoarea ATC crește atunci când fiecare piesă necesită multiple unelte. Dacă o lucrare folosește un singur tăietor pentru serii lungi de producție, un ax manual sau fix poate fi în continuare alegerea mai simplă și mai rentabilă.

Prezentare generală: seria de motoare pentru ax ATC

Motorul de ax ATC potrivit depinde de cadrul mașinii, capacitatea de încărcare pe axa Z, materialul țintă, diametrul sculei, cerința de toleranță, tensiune, VFD, sistemul de răcire și standardul de prindere a sculei.

Linia actuală de produse se concentrează pe arbori principali ATC răciți cu lichid pentru un comportament termic stabil în timpul ciclurilor lungi de prelucrare. Pentru proiecte în care se preferă răcirea cu aer, verificați ciclul de funcționare, temperatura ambiantă, sarcina de așchiere și disponibilitatea arborelui principal înainte de a selecta configurația finală.

Categorii de produse conexe:

• BT30 ATC Motoare pentru ax
• HSK40E ATC Motoare pentru ax

Cum funcționează un motor de ax principal ATC

Un motor de ax principal ATC utilizează un design mecanic cu strângere normală. În timpul așchierii, suportul de sculă rămâne blocat prin forța arcului. În timpul schimbării sculei, forța pneumatică sau hidraulică depășește forța arcului și deschide dispozitivul de prindere.

Un sistem ATC bine reglat poate schimba sculele în câteva secunde. Timpul efectiv al ciclului depinde de controlerul mașinii, stilul magaziei de scule, frânarea arborelui principal, orientarea, mișcarea brațului și logica de siguranță.

Structura internă a unui motor de arbore principal ATC

Tija de tracțiune și stiva de arcuri Belleville

Tija de tracțiune este un arbore intern de precizie care trece prin arborele principal. Conectează pistonul de eliberare din spate cu gheara de prindere din față.

În timpul prelucrării, un set de Șaibe Belleville , numite și arcuri disc, trage tija de tracțiune în sus. Aceasta creează forța mecanică de strângere care blochează suportul de sculă în conul arborelui principal.

În timpul schimbării sculei, aerul comprimat sau presiunea hidraulică împinge pistonul în jos. Pistonul împinge tija de tracțiune în jos, comprimă stiva de arcuri, deschide gheara de prindere și eliberează șurubul de tracțiune sau suportul de sculă.

Acest design normal blocat este important pentru siguranță. Scula rămâne blocată prin forța arcului chiar dacă presiunea pneumatică se pierde în timpul tăierii.

Compatibilitatea dintre gheara de prindere și știftul de tracțiune

Gheara de prindere se fixează pe știftul de tracțiune, numit și buton de reținere. Această piesă mică este critică.

Știfturile de tracțiune BT30 pot folosi diferite unghiuri și geometrii, incluzând de obicei modele cu unghiuri de 45, 60 sau 90 grade, în funcție de sistemul de ax și de portsculă. Un știft de tracțiune nepotrivit poate cauza prindere slabă, deteriorarea conului, eliberarea eșuată a sculei sau ejectarea sculei în timpul rotației axului.

Înainte de a achiziționa portscule, confirmați standardul de con, unghiul și filetul știftului de tracțiune, cerințele de lungime de calibrare, compatibilitatea cu buzunarul magazinului de scule, greutatea maximă a sculei, lungimea maximă a sculei și gradul de echilibrare la viteza țintă a axului.

Axurile motorizate ATC utilizează rulmenți de precizie cu contact unghiular. Modelele de viteză mai mare folosesc adesea rulmenți hibrizi ceramici, deoarece elementele de rulare ceramice generează mai puțină căldură, reduc sarcina centrifugă și îmbunătățesc stabilitatea termică la RPM ridicate.

Calitatea rulmenților afectează bătaia radială, finisajul suprafeței, durata de viață a sculei, generarea de căldură, zgomotul, vibrațiile, viteza maximă sigură a axului și durata de viață pe termen lung a axului. Un ax cu rulmenți excelenți poate eșua devreme dacă purjarea aerului, răcirea, încălzirea, echilibrarea sculei sau setările VFD sunt deficitare.

Etanșare prin purjare cu aer

Purjarea cu aer trimite un flux de aer curat și uscat la joasă presiune prin etanșarea nasului axului. Această presiune pozitivă ajută la blocarea prafului, așchiilor de lemn, ceții de lichid de răcire, particulelor de aluminiu și resturilor compozite de a intra în zona rulmenților.

Nu tratați linia de purjare cu aer ca pe o linie normală de cilindru pneumatic. Linia de purjare trebuie să fie curată, uscată, reglată și fără ulei, cu excepția cazului în care furnizorul axului specifică altfel.

Senzori de proximitate

Multe axe ATC utilizează mai mulți senzori de proximitate pentru a detecta poziția barei de tracțiune.

Definițiile senzorilor variază în funcție de modelul axului. Verificați întotdeauna schema de cablare înainte de conectarea la controler.

Selecția fusului ATC: BT30 vs HSK40E

Interfața portsculă determină rigiditatea, repetabilitatea, disponibilitatea sculelor, stabilitatea la viteză mare și costul.

Alegeți BT30 când disponibilitatea largă a suporturilor de scule, costul practic, frezarea generală CNC, prelucrarea lemnului, materialelor plastice, profilelor de aluminiu, prelucrarea ușoară a metalelor și funcționarea robustă ATC sunt cele mai importante.

Alegeți HSK40E când procesul necesită finisare de precizie la viteză mare, echilibrare dinamică mai bună, rigiditate axială la RPM ridicat, iar bugetul suportă suporturi mai specializate și un control mai strict al procesului.

Cea mai bună interfață nu este decisă doar de prețul axului. Depinde de biblioteca de scule, viteza de avans, intervalul de RPM, material, toleranță, finisarea suprafeței și rigiditatea mașinii.

Putere, dimensiunea corpului, viteză și cuplu

Un ax mai mare poate reduce vibrațiile și crește capacitatea de tăiere, dar adaugă și greutate. Înainte de a face upgrade de la 100 mm la 125 mm, verificați capacitatea motorului axei Z, rigiditatea suportului axului, designul contrabalansării, accelerația și rigiditatea porticului.

Axurile motorizate de mare viteză ATC sunt de obicei proiectate pentru funcționarea la 12,000–24,000 RPM. Unii utilizatori presupun că o putere mai mare în kW înseamnă că axul poate efectua tăieri grele de oțel la 3,000 RPM. Această presupunere este periculoasă.

Multe axuri motorizate de înaltă frecvență își livrează cea mai bună putere la viteze mari. La RPM scăzut, cuplul poate fi insuficient pentru găurire, filetare, scule cu diametru mare sau frezare grea a oțelului.

Înainte de a utiliza un ax motorizat ATC pentru oțel, solicitați curba cuplului, curentul nominal, capacitatea de suprasarcină, viteza minimă de funcționare continuă, configurația rulmenților, cerințele de răcire, frecvența de bază VFD, frecvența maximă, domeniul de materiale recomandat și domeniul de diametre de scule recomandat.

Integrare sistem: pneumatic, VFD, senzori și logică PLC

O instalație fiabilă a axului ATC depinde de calitatea integrării. Un ax bun poate funcționa slab dacă aerul, cablurile, VFD sau macro-ul de schimbare a sculei sunt greșite.

Configurație pneumatică

Folosiți aer curat, uscat și reglat. Drenați apa din filtre zilnic în ateliere umede. Mențineți linia de purjare a aerului fără ulei. Utilizați un lubrifiator numai dacă designul cilindrului de eliberare a sculei o impune. Nu lăsați ceața de ulei să intre în conul axului sau în calea de purjare a rulmenților. Instalați un presostat dacă controlerul suportă alarme de siguranță a presiunii aerului.

Calibrare VFD

Un ax de înaltă frecvență ATC nu ar trebui să ruleze cu parametrii impliciți generici din fabrică ai VFD. Confirmați frecvența maximă, frecvența de bază, curentul nominal, timpul de accelerare, timpul de decelerare, împământarea, cablul ecranat și cerințele rezistenței de frânare înainte de tăiere.

Dacă axul folosește un motor 24,000 RPM evaluat la 400Hz, 800Hz sau 1200Hz, VFD trebuie să suporte acea frecvență de ieșire și să fie configurat corespunzător.

Reguli de interblocare a senzorilor și PLC

Schimbarea automată a sculei poate fi periculoasă dacă mașina permite eliberarea la momentul nepotrivit. Controlerul ar trebui să aplice logica de siguranță:

• Fusul nu trebuie să primească o comandă RUN decât dacă semnalul de prindere a sculei este valid.
• Supapa de eliberare a sculei trebuie dezactivată când viteza fusului este peste zero.
• Controlerul trebuie să confirme oprirea sau orientarea fusului înainte de eliberarea sculei.
• Brațul ATC nu trebuie să tragă suportul decât dacă semnalul de deblocare este valid.
• Fusul nu trebuie să accelereze până când semnalul de prindere este valid după introducerea sculei.
• Controlerul ar trebui să oprească ciclul dacă semnalele de prindere și deblocare apar contradictorii.
• Alarma de presiune a aerului ar trebui să oprească schimbarea automată a sculei dacă presiunea este sub pragul de siguranță.

Aceste reguli sunt deosebit de importante pentru modernizări, deoarece controlerul original poate să nu fi fost proiectat pentru schimbarea automată a sculei.

Aplicații pe industrie

Prelucrarea lemnului și fabricarea mobilei

Motoarele cu fus ATC sunt utilizate pe scară largă în mașinile de frezat CNC pentru uși de dulap, panouri, piese de mobilier și suprafețe decorative. Un singur program poate utiliza un burghiu de compresie, un burghiu, o sculă pentru caneluri în V, o freză de gravat și o sculă de finisare. ATC reduce întreruperile manuale și îmbunătățește consistența producției.

Punct de pornire recomandat: BT30 de la 3.2 kW la 3.5 kW , în funcție de diametrul sculei, ciclul de funcționare și rigiditatea mașinii.

Prelucrarea profilelor de aluminiu și a metalelor neferoase

Piesele din aluminiu necesită adesea degroșare, profilare, găurire, șanfrenare și finisare într-o singură configurație. ATC îmbunătățește eficiența prin schimbarea automată a sculelor, menținând piesa de lucru fixată.

Punct de pornire recomandat: BT30 5.5 kW sau HSK40E 5.5 kW , în funcție de toleranță și cerințele de finisare a suprafeței.

Finisarea matrițelor și ștanțelor

Lucrările de matrițe pot necesita scule de degroșare, scule de semifinisare, freze cu cap sferic și scule mici de finisare. HSK40E poate fi atractiv atunci când stabilitatea la viteză mare și calitatea suprafeței sunt priorități.

Punct de pornire recomandat: HSK40E Model C , în special pentru finisarea de mare viteză.

Materiale plastice și compozite

Plastic, G10, FR4, fibră de carbon și foi compozite beneficiază de automatizarea sculelor, deoarece pot fi necesare diferite freze pentru tăierea brută, finisare, găurire și controlul calității muchiei. Extracția prafului și calitatea purjării cu aer sunt importante.

Punct de pornire recomandat: BT30 sau HSK40E , pe baza vitezei, controlului prafului și echilibrului sculei.

Găurire PCB și componente electronice

Scule mici, RPM ridicat și repetabilitatea procesului contează. Sistemele de mare viteză de tip HSK pot fi preferate atunci când precizia și echilibrul dinamic sunt mai importante decât cuplul la viteză mică.

Punct de pornire recomandat: HSK40E , dacă mașina și bugetul o permit.

Când un motor de arbore ATC poate să nu fie cea mai bună alegere

Un motor de arbore ATC este puternic, dar nu este întotdeauna soluția potrivită.

Un furnizor profesionist ar trebui să ajute la decizia când ATC merită costul și când un arbore mai simplu este mai potrivit.

Program de întreținere și încălzire

Întreținerea corectă este unul dintre cei mai puternici predictori ai duratei de viață a arborelui ATC.

Utilizați o rutină de încălzire atunci când mașina a fost inactivă, mai ales în ateliere reci sau înainte de prelucrarea la viteză mare. Adaptați viteza și timpul conform manualului arborelui. Nu utilizați o secvență de încălzire orbește; confirmați viteza nominală, sintaxa controlerului, configurația VFD și limitele de operare sigure.

Semnele de avertizare imediată includ creșterea bruscă a vibrațiilor, zgomot de frecare a rulmentului, blocarea suportului de sculă, suportul de sculă care nu se așează complet, lichid de răcire sau praf lângă garnitura nasului axului, alarmă a senzorului de prindere sau de desprindere, temperatură anormală a axului și alarme repetate de supracurent sau supraîncălzire ale VFD.

Ghid de depanare

Glosar

Ghiduri și pagini de produs conexe

Ghiduri de selecție:

• Interfață ax BT30 vs HSK40E ATC
• Cum să alegeți fusul ATC potrivit pentru routerul dumneavoastră CNC
• Fus ATC răcit cu apă vs. răcit cu aer
• Ghid pentru motorul fusului ATC și kitul VFD

Ghiduri tehnice:

• Ghid de cablare și depanare a senzorului pentru fusul ATC
• Ghid privind calitatea aerului pneumatic pentru fusurile ATC
• Depanarea defecțiunilor de eliberare a sculei pentru ATC
• Specificații de conicitate BT30 pentru fusurile ATC

Pagini de produs:

• BT30 ATC Motoare pentru ax
• HSK40E ATC Motoare pentru ax
• Solicitați o ofertă pentru fusul ATC

Aveți nevoie de ajutor pentru alegerea motorului de fus ATC potrivit?

Fiecare mașină CNC și proces de prelucrare este diferit. Cel mai bun motor de fus ATC depinde de cadrul mașinii, material, diametrul sculei, RPM, ciclul de lucru, tensiune, controler, VFD, sistem de răcire și standardul portsculă.

Trimiteți modelul mașinii, controlerul, diametrul de montare a fusului, tensiunea, materialul țintă și tipul portsculei împreună cu cererea, astfel încât oferta să corespundă configurației reale a fusului și a VFD.

Solicitați o ofertă pentru fusul ATC verificat pentru potrivire

Vizualizați motoare de fus BT30 ATC

Vizualizați motoare de fus HSK40E ATC