DIY เชิงเส้น ATC การออกแบบนิตยสารเครื่องมือ

ชั้นวางเครื่องมือเชิงเส้นเป็นเส้นทางอัปเกรด ATC ที่คุ้มค่าที่สุด แต่ต้องมีความแม่นยำในการจัดตำแหน่งส้อมภายใน 1mm เวิร์กโฟลว์วิศวกรรมครอบคลุมการออกแบบเชิงกล, การปรับเทียบแกน Z, ระบบปิดฝาครอบด้วยลม และตรรกะมาโครเปลี่ยนเครื่องมือ M6 ที่เชื่อมทุกอย่างเข้าด้วยกัน

การออกแบบระยะห่างและระยะเผื่อของส้อมเครื่องมือ

ระยะห่างจากกึ่งกลางถึงกึ่งกลางระหว่างส้อมเครื่องมือที่อยู่ติดกันต้องรองรับเส้นผ่านศูนย์กลางตัวจับยึดเครื่องมือที่ใหญ่ที่สุดบวกระยะเผื่อสำหรับนิ้วจับของ ATC ระหว่างการดำเนินการหยิบและวาง

ตัวจับยึดเครื่องมือ BT30 (เส้นผ่านศูนย์กลางตัวสูงสุด 46mm)

• พิทช์: 65–70mm จากกึ่งกลางถึงกึ่งกลาง
• พิทช์ 65mm เหลือระยะเผื่อประมาณ 19mm ระหว่างตัวจับยึดเครื่องมือเส้นผ่านศูนย์กลาง 46mm ที่อยู่ติดกัน ซึ่งเพียงพอสำหรับดอกกัดปลายมาตรฐานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 16mm หากใช้ดอกกัดหน้าแบบใหญ่หรือดอกกัดเปลือก ให้เพิ่มพิทช์เป็น 80mm หรือจัดให้มีช่องว่างระหว่างเครื่องมือขนาดใหญ่

ตัวจับยึดเครื่องมือ HSK40E (เส้นผ่านศูนย์กลางตัวสูงสุด 40mm)

• พิทช์: 60–65mm จากกึ่งกลางถึงกึ่งกลาง
• ตัวจับยึด HSK40E แคบกว่า BT30 ทำให้มีพิทช์ที่แคบลงได้ อย่างไรก็ตาม ควรรักษาระยะเผื่อระหว่างตัวจับยึดอย่างน้อย 20mm เพื่อรองรับนิ้วจับของ ATC ระหว่างการหยิบและวาง – นิ้วจับต้องการพื้นที่เผื่อที่ตัวจับยึดไม่มี

นิตยสารผสม BT30 + HSK40E

• พิทช์: 70mm ขั้นต่ำเพื่อรองรับความกว้างตัวของ BT30
• นิตยสารแบบผสมเป็นไปได้แต่ต้องใช้พิทช์ที่ใหญ่กว่าของ BT30 มาโครเปลี่ยนเครื่องมือต้องรู้ว่าช่องใดมีตัวจับยึดประเภทใด เนื่องจากความสูงหยิบแกน Z แตกต่างกันระหว่าง BT30 และ HSK40E

Z-Axis การปรับเทียบความสูงการหยิบและวาง

ช่วงชักการปลดเครื่องมือยื่นปลายแกนหมุนออกไป 0.5–0.8mm. ตำแหน่งหยิบและวางของแกน Z ต้องได้รับการปรับเทียบให้ทำงานร่วมกับการยื่นนี้ – ไม่ใช่ให้ทำงานสวนทางกัน.

1. ค้นหาตำแหน่ง Z สำหรับการปลดเครื่องมือ

ติดตั้งไดอัลอินดิเคเตอร์บนโต๊ะเครื่องจักร โดยให้ปลายสัมผัสกับปลายแกนหมุน ดำเนินการปลดเครื่องมือ M6. วัดว่าแกนหมุนเคลื่อนตัวลงมาเท่าใดในช่วงชักปลด (ระยะยืดของดรอว์บาร์) โดยทั่วไปคือ 0.5–0.8mm. บันทึกค่านี้ – จะกำหนดว่าแกนหมุนต้องอยู่สูงเหนือซองเครื่องมือเท่าใดก่อนการปลด.

2. วัดความลึกของการเข้าเกี่ยวของซองเครื่องมือ

ซองเครื่องมือ BT30 หรือ HSK40E มีร่องเฉพาะบนหน้าแปลนของที่จับเครื่องมือ วัดความลึกของร่องนี้ (โดยทั่วไปคือ 2.5–3.5mm สำหรับ BT30) แกน Z ต้องวางตำแหน่งที่จับเครื่องมือให้ซองเครื่องมือเข้าไปในร่องอย่างเต็มที่โดยไม่ถึงก้นร่อง – เพราะการถึงก้นร่องจะทำให้ซองเสียหายและป้องกันการปลดที่สะอาด

3. คำนวณตำแหน่งหยิบ

ค่า Z หยิบ = ตำแหน่ง Z ของซองเครื่องมือ + ครึ่งหนึ่งของความลึกการเข้าเกี่ยวของซอง สำหรับซอง BT30 ที่มีร่อง 3mm ที่ Z=0 (อ้างอิง) ค่า Z หยิบ = 0 + 1.5mm. ทดสอบโดยกำหนดตำแหน่งแกนหมุนด้วยตนเองที่ Z นี้ ปลดเครื่องมือ แล้วตรวจสอบว่าที่จับเครื่องมือตกลงในซองอย่างพอดีโดยไม่เอียง

4. คำนวณตำแหน่งวาง

ค่า Z วาง = ตำแหน่ง Z ของซองเครื่องมือ - 0.5mm (เพื่อให้แน่ใจว่าหน้าแปลนของที่จับเครื่องมือพ้นด้านบนของซองก่อนที่แกน Z จะถอยกลับ) ระยะเผื่อ 0.5mm นี้ป้องกันไม่ให้หน้าแปลนขูดผิวด้านบนของซองระหว่างการถอยกลับ

5. ตรวจสอบด้วยรอบแบบแห้ง

ดำเนินรอบการหยิบและวางที่สมบูรณ์โดยไม่มีเครื่องมือตัดในที่จับ (ใช้ที่จับเปล่าเพื่อจำลองน้ำหนัก) ดูการเข้าเกี่ยวของซองจากด้านข้าง ที่จับควรเข้าไปในซองโดยมีช่องว่างที่มองเห็นได้ 0.5–1.0mm ระหว่างก้นหน้าแปลนและด้านบนของซอง – แสดงว่าซองเข้าเกี่ยวแต่ไม่ถึงก้นร่อง

การออกแบบฝาครอบกันฝุ่นแบบนิวเมติก

ฝาครอบกันฝุ่นป้องกันที่จับเครื่องมือที่ไม่ได้ใช้งานจากฝุ่นตัด ละอองน้ำหล่อเย็น และเศษวัสดุ ฝาครอบต้องทำงานอัตโนมัติ – ผู้ปฏิบัติงานที่ลืมปิดฝาครอบจะทำให้วัตถุประสงค์ล้มเหลว

การออกแบบเชิงกล

ใช้แผ่นอะลูมิเนียมแบบเลื่อนได้ (หนา 2–3mm) ที่มีรางนำแบบเชิงเส้นหรือราง V-slot ทั้งสองด้าน แผ่นควรยื่นออกมา 30–50mm เลยตำแหน่งช่องเครื่องมือแรกและช่องสุดท้ายเพื่อให้ครอบคลุมสมบูรณ์

การขับเคลื่อน: กระบอกสูบนิวแมติกขนาดเล็ก (เส้นผ่านศูนย์กลาง 16–20mm, ระยะชัก = ความกว้างของแม็กกาซีน + ระยะเกิน 30mm) ขับเคลื่อนด้วยวาล์วโซลินอยด์เดี่ยว 5/2 ทิศทาง กระบอกสูบแบบสปริงกลับจะล้มเหลวในตำแหน่งปิด ซึ่งเป็นทิศทางที่ปลอดภัย

ติดตั้งเซ็นเซอร์วัดระยะแบบเหนี่ยวนำสองตัว: ตัวหนึ่งที่ตำแหน่งเปิดเต็มที่ อีกตัวที่ตำแหน่งปิดเต็มที่ เซ็นเซอร์เหล่านี้เชื่อมต่อเป็นอินพุตของคอนโทรลเลอร์และได้รับการตรวจสอบโดยมาโคร M6 ก่อนการเคลื่อนไหวเปลี่ยนเครื่องมือใดๆ

ตรรกะการควบคุม

ลำดับการเปิด: มาโคร M6 เริ่มต้น -> จ่ายไฟให้โซลินอยด์ฝาครอบป้องกันฝุ่น -> รอเซ็นเซอร์เปิดฝาครอบ (หมดเวลา 2 วินาที) -> หากยืนยันแล้ว ดำเนินการเปลี่ยนเครื่องมือ -> หลังเปลี่ยนเครื่องมือ, ตัดไฟโซลินอยด์ -> ฝาครอบปิดด้วยสปริง -> รอเซ็นเซอร์ปิดฝาครอบ

การล็อกความปลอดภัย: หากเซ็นเซอร์เปิดฝาครอบไม่ทำงานภายใน 2 วินาที ให้ยกเลิกมาโครและแจ้งเตือน ห้ามพยายามเปลี่ยนเครื่องมือหากสถานะฝาครอบไม่ทราบ

ไฟฟ้าดับ: โซลินอยด์ถูกตัดไฟ -> ฝาครอบปิดด้วยสปริง แกนหมุนแม้จะจอดอยู่เหนือแม็กกาซีน ก็ไม่สามารถเคลื่อนลงไปในพื้นที่แม็กกาซีนได้หากฝาครอบไม่ได้เปิด

ขั้นตอนการทำงานของมาโครเปลี่ยนเครื่องมือ M6

ก่อนออกแบบมาโครของคุณเอง ให้ตรวจสอบ คู่มือความเป็นไปได้ในการปรับปรุงจากแบบแมนนวลเป็น ATC สำหรับข้อกำหนดเบื้องต้นของคอนโทรลเลอร์และนิวแมติก การล็อกความปลอดภัยที่ขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์ของมาโครต้องอาศัย การเดินสายเซ็นเซอร์วัดระยะ PNP/NPN – เซ็นเซอร์จับยึดเครื่องมือที่เดินสายผิดจะทำให้ห่วงโซ่การล็อกทั้งหมดไร้ประโยชน์

ระยะ 1: การเข้าใกล้

การดำเนินการ: เคลื่อน Z อย่างรวดเร็วไปยังความสูงที่ปลอดภัยเหนือที่วางเครื่องมือทั้งหมด (โดยทั่วไปคือ Z home) เลื่อน X/Y ไปยังตำแหน่งที่วางเครื่องมือเป้าหมาย ลด Z ลงไปยังตำแหน่งหยิบ Z (คำนวณตามขั้นตอนที่ 3 ข้างต้น)

ตรวจสอบความปลอดภัย: ยืนยันว่าช่องเครื่องมือปัจจุบันว่างหากกำลังวางเครื่องมือ หรือถูกครอบครองหากกำลังหยิบ

ระยะ 2: ปลด / จับยึด

การดำเนินการ: หากวาง: จ่ายไฟให้โซลินอยด์ปลด, รอเซ็นเซอร์ Tool Released, จากนั้น Z ลงเพื่อวาง Z, ตัดไฟโซลินอยด์. หากหยิบ: จ่ายไฟให้โซลินอยด์ปลด (เพื่อเคลียร์หัวจับ), Z ลงเพื่อหยิบ Z, ตัดไฟโซลินอยด์, รอเซ็นเซอร์ Tool Clamped.

ตรวจสอบความปลอดภัย: ตรวจสอบว่าเซ็นเซอร์ Tool Clamped เปลี่ยนเป็น TRUE หลังจากจับยึด. หากไม่เป็นเช่นนั้น, ยกเลิกแมโครและแจ้งเตือน.

ระยะ 3: หดกลับ

การดำเนินการ: Z หดกลับไปยังความสูงที่ปลอดภัย. ตรวจสอบสถานะเซ็นเซอร์ No Tool ตรงกับผลลัพธ์ที่คาดหวัง (TRUE หากวางเครื่องมือ, FALSE หากหยิบเครื่องมือ).

ตรวจสอบความปลอดภัย: ตรวจสอบความเร็วสปินเดิล = 0 RPM ก่อนการเคลื่อนที่ Z ใดๆ – การล็อกกันจากเอ็นโค้ดเดอร์สปินเดิลหรือสถานะ VFD.

ระยะ 4: ยืนยัน

การดำเนินการ: บันทึกการเปลี่ยนเครื่องมือในตารางเครื่องมือของคอนโทรลเลอร์. อัปเดตหมายเลขเครื่องมือที่ใช้งาน. เลือกดำเนินการวัดความยาวเครื่องมือด้วยตัวตั้ง.

ตรวจสอบความปลอดภัย: รันการวัดความยาวเครื่องมือ. หากความยาวที่วัดได้แตกต่างจากที่คาดหวังมากกว่า 2mm, หยุดและตรวจสอบเครื่องมือที่ไม่ถูกต้องหรือการจับยึดที่ไม่สมบูรณ์.

รายการตรวจสอบความปลอดภัย

ก่อนรันการเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติครั้งแรก, ตรวจสอบทุกรายการในรายการนี้. การตรวจสอบความปลอดภัยที่พลาดที่นี่อาจส่งผลให้เกิดการชนกันระหว่างสปินเดิลและส้อม – และการชนในระบบ ATC ไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย.

1. ตำแหน่ง Z ของส้อมเครื่องมือทั้งหมดถูกวัดและเก็บไว้ในตารางเครื่องมือของคอนโทรลเลอร์ – อย่าพึ่งพาการประมาณตำแหน่งส้อมด้วยสายตา
2. แมโคร M6 จะบล็อกการเคลื่อนที่แกน Z อย่างเด็ดขาดหากเซ็นเซอร์ Tool Clamped เป็น FALSE – ไม่มีข้อยกเว้น, ไม่มีการแทนที่
3. จุดหยุดเชิงกลจำกัดการเคลื่อนที่ Z ใต้ส้อมเครื่องมือ – ป้องกันไม่ให้สปินเดิลดันตัวจับเครื่องมือทะลุส้อมในกรณีที่เซอร์โวแกน Z ทำงานผิดปกติ
4. เซ็นเซอร์เปิด/ปิดฝาครอบกันฝุ่นเชื่อมต่อเป็นอินพุตและแมโครตรวจสอบว่าฝาครอบเปิดเต็มที่ก่อนการเคลื่อนที่ X/Y ใดๆ เข้าสู่พื้นที่แม็กกาซีน
5. ปุ่มหยุดฉุกเฉินจะตัดไฟโซลินอยด์ปลดทันที (ระบบนิรภัย: การจับยึดด้วยสปริง) AND หยุดการเคลื่อนที่ของทุกแกน
6. แมโครเปลี่ยนเครื่องมือมีหมดเวลา: หากเซ็นเซอร์ใดไม่ตอบสนองภายใน 2 วินาที, แมโครจะยกเลิกพร้อมสัญญาณเตือนแทนที่จะรออย่างไม่มีกำหนด

FAQ

จำนวนช่องเครื่องมือขั้นต่ำสำหรับการตั้งค่า ATC ที่มีประโยชน์คือเท่าไร?

สี่ช่องเป็นจำนวนขั้นต่ำที่ใช้งานได้จริง: หนึ่งช่องสำหรับเครื่องมือหยาบ หนึ่งช่องสำหรับเครื่องมือเก็บผิวละเอียด หนึ่งช่องสำหรับเครื่องมือเจาะ/เกลียว และหนึ่งช่องว่างสำหรับการเปลี่ยนเครื่องมือ หกถึงแปดช่องครอบคลุมความต้องการการผลิตของร้านขนาดเล็กส่วนใหญ่ หากเกินสิบสองช่อง ให้พิจารณาใช้แม็กกาซีนแบบหมุนหรือแบบโซ่แทนรางเชิงเส้น เนื่องจากระยะทางการเคลื่อนที่เชิงเส้นจะกลายเป็นคอขวดของรอบเวลา

ฉันสามารถพิมพ์ช้อนจับเครื่องมือแบบ 3D ได้หรือไม่?

สำหรับการทำต้นแบบและการใช้งานเบา: ได้ ใช้ PETG หรือ ABS ที่มีความหนาแน่น 50%+ สำหรับการผลิต: ไม่ได้ ช้อนจับเครื่องมือที่พิมพ์ 3D จะสึกหรออย่างรวดเร็วจากการสัมผัสเลื่อนซ้ำกับหน้าแปลนของที่จับเครื่องมือเหล็กชุบแข็ง ภายใน 500–1000 รอบ ร่องของช้อนจะกว้างขึ้นและการนั่งของที่จับจะหลวม ช้อนจับเครื่องมือสำหรับการผลิตควรตัดเฉือนจากอลูมิเนียม (6061-T6) หรือเหล็กที่มีร่องชุบแข็งหรืออโนไดซ์

ฉันจะป้องกันไม่ให้สปินเดิลชนเข้ากับช้อนจับเครื่องมือระหว่างไฟฟ้าดับได้อย่างไร?

这是一个严重的风险。缓解措施: (1) ติดตั้ง UPS (เครื่องสำรองไฟฟ้า) ที่คอนโทรลเลอร์ – ไม่ใช่สำหรับสปินเดิล แค่สำหรับคอนโทรลเลอร์และไดรฟ์แกน (2) กำหนดค่าคอนโทรลเลอร์ให้ดำเนินการ“โปรแกรมสูญเสียไฟฟ้า” ที่ยกแกน Z ไปยังความสูงที่ปลอดภัยเมื่อตรวจจับแรงดันต่ำ (3) ฝาครอบกันฝุ่นปิดด้วยสปริง – หากไฟฟ้าดับ ฝาครอบจะปิดและกั้นทางกายภาพไม่ให้สปินเดิลเข้าสู่พื้นที่แม็กกาซีน