Fresadoras CNC automáticas con cambiador de ferramentas para todos os orzamentos

Definición

O cambiador automático de ferramentas é un dispositivo para transferir, cargar e descargar ferramentas entre o fuso e o almacén de ferramentas. Cambiador automático de ferramentas é o nome completo de ATC no mecanizado CNC.

Os kits de cambiador automático de ferramentas impulsan a máquina CNC con traballo continuo, é dicir, despois de que se complete cada proceso, a nova ferramenta utilizada no seguinte proceso cámbiase automaticamente ao fuso e o fuso recolle a ferramenta; o intercambio de ferramentas xeralmente realízase mediante a acción coordinada do manipulador, o almacén e o fuso.

En comparación cos fresadores CNC de varios fusos, o ATC só precisa dun fuso no cabezal, cuxos compoñentes teñen a rixidez suficiente para cumprir os requisitos de diversos mecanizados de precisión. Ademais, o almacén de ferramentas pode almacenar un gran número de ferramentas para o mecanizado en varios pasos de pezas complexas, o que pode mellorar significativamente a adaptabilidade e a eficiencia do mecanizado das máquinas-ferramenta. O sistema ATC consta de dúas partes: un almacén de ferramentas e un dispositivo automático de cambio de ferramentas. Ten dúas vantaxes principais: a primeira é que só se reserva un fuso, o que é beneficioso para simplificar a estrutura do fuso e mellorar a súa rixidez; a segunda é que se poden almacenar na biblioteca un gran número de brocas de fresador con diferentes tipos e funcións, o que resulta conveniente para completar varios procedementos de procesamento complexos e de varios pasos.

O kit de cambiador de ferramentas automático está composto por un almacén de ferramentas, un sistema de selección de ferramentas, un mecanismo de intercambio de ferramentas e outras pezas, e a súa estrutura é máis complexa. É o responsable de transferir a broca entre o almacén e o fuso, empurrar a broca que se vai usar ao fuso e, a continuación, enviar a broca substituída de volta ao almacén interior. Aínda que este método de cambio non é tan sinxelo como o anterior, evita que o almacén e o fuso se movan para o cambio de ferramentas e substitúese por un cambiador de ferramentas automático. Deste xeito, redúcese o rango de movemento dos compoñentes mecánicos, o cambio realízase máis rápido e o deseño tamén é máis flexible.

Principio De Traballo

No sistema automático de cambio de ferramentas, o dispositivo que realiza a transferencia e a carga e descarga da ferramenta entre o almacén e o fuso chámase cambiador de ferramentas. Hai dúas maneiras de intercambiar ferramentas: o movemento relativo do almacén e o fuso e o manipulador. O dispositivo que utiliza o movemento relativo do almacén e o fuso para realizar o intercambio de ferramentas debe primeiro devolver a ferramenta usada ao almacén ao cambiala e, a continuación, sacar a nova ferramenta do almacén. As dúas accións non se poden realizar ao mesmo tempo e o tempo de cambio de ferramentas é maior.

Non obstante, o cambiador de ferramentas do manipulador pode coller e cargar e descargar as brocas no eixo e no almacén ao mesmo tempo durante o cambio, polo que o tempo de cambio se reduce aínda máis. O método de intercambio de ferramentas mediante un robot é o máis utilizado. Isto débese a que o manipulador é flexible no cambio, rápido na acción e sinxelo na súa estrutura. O manipulador pode completar unha serie de accións como agarrar - debuxar - xirar - inserir - devolver. Para evitar que a broca caia, a garra móbil do manipulador está equipada cun mecanismo de autobloqueo.

Características e vantaxes

Adóptase o eixo de cambio de ferramentas automático de alta potencia, con bo rendemento de arranque e gran par, o que pode aproveitar ao máximo as vantaxes da alta velocidade e maior eficiencia da máquina. Adopta un servomotor de alto par fabricado no Xapón, que ten as vantaxes de baixo ruído, alta velocidade e alta precisión de posicionamento. Equipado cun almacén de ferramentas único, pode cambiar as brocas do fresador necesarias a vontade. O tempo de cambio de ferramenta só leva uns segundos. O almacén de ferramentas estándar inclúe 8 ferramentas e pódese personalizar un almacén de ferramentas de maior capacidade.

custos

O custo dunha máquina fresadora CNC ATC (cambiador automático de ferramentas) pode variar moito segundo as especificacións, o tamaño, as características e a marca da máquina, normalmente oscilando entre... $10,800 a máis $100,000. Os kits de fresadora CNC ATC para afeccionados de nivel básico custan unha media de $12,000, mentres que algunhas mesas de fresado CNC ATC industriais de gama alta con capacidades avanzadas, áreas de traballo máis grandes e características adicionais tenden a ser máis caras. En total, o custo medio de compra dun fresador CNC ATC con cambiador de ferramentas é duns $16,000. É aconsellable consultar fabricantes ou provedores específicos para obter prezos precisos en función das túas necesidades.

A maioría dos traballadores da madeira están ansiosos por ter unha fresadora CNC ATC, pero algúns deles non teñen nin idea de canto custa actualizar unha máquina CNC normal cun kit de cambiador automático de ferramentas. Segundo o informe de mercado CNC industrial de 2026, terás que gastar un custo adicional $3,000 a $8000 ademais dunha máquina normal se queres facelo ti mesmo.

especificacións

Tipos

Os cambiadores automáticos de ferramentas divídense en 3 tipos comúns: tipo lineal, tipo tambor e tipo cadea, que imos presentar un por un.

Tipo lineal

Este é un tipo de cambiador en liña, que se usa para cargadores con 4 a 12 ferramentas. Caracterízase por un cambio de ferramentas rápido e fácil de usar.

Tipo de tambor

Este é un tipo de cambiador rotatorio, tamén coñecido como ATC tipo CTM e ATC tipo disco. Úsase para cargadores con 8 a 20 ferramentas.

Tipo de cadea

Úsase para máquinas CNC verticais con menor velocidade de cambio de ferramentas. Está deseñado para almacéns con máis de 30 ferramentas, o que ten a mellor capacidade de carga de ferramentas.

Como cambiar de ferramenta no mecanizado CNC?

Portaferramentas rotatorio

O soporte de ferramenta rotatorio é un dos cambiadores máis sinxelos, que se emprega habitualmente nos tornos CNC. Pode deseñarse en varias formas, como soporte de ferramenta axial cadrado, hexagonal ou de disco. No soporte rotatorio instálanse catro, seis ou máis ferramentas respectivamente, e as brocas cámbianse segundo as instrucións do dispositivo de control numérico. O soporte de ferramenta rotatorio debe ter unha boa resistencia e rixidez na estrutura para soportar a resistencia ao corte durante o mecanizado en bruto. Dado que a precisión do mecanizado por torneado depende en gran medida da posición da punta da ferramenta, para os tornos de control numérico por ordenador, a posición da ferramenta non se axusta manualmente durante o proceso de mecanizado, polo que é máis necesario elixir un esquema de posicionamento fiable e unha estrutura de posicionamento razoable para garantir a ferramenta rotatoria. Despois de cada indexación, a cremalleira ten a maior precisión de posicionamento repetitivo posible (normalmente 0.001-0.005mm). En circunstancias normais, a acción de cambio do soporte rotatorio inclúe a elevación do soporte, a indexación do soporte e a presión do soporte.

Cambio da cabeza do eixo

O cambio de ferramentas do cabezal do fuso é un método de cambio de ferramentas relativamente sinxelo para máquinas CNC con ferramentas rotatorias. Este cabezal do fuso é en realidade un almacén de ferramentas de torreta. Hai 2 tipos de cabezales de fuso: horizontal e vertical. Normalmente, a indexación da torreta úsase para substituír o cabezal do fuso para realizar un cambio automático de ferramentas. En cada fuso da torreta, as ferramentas rotatorias necesarias para cada proceso están preinstaladas. Cando se emite un comando de cambio de ferramenta, cada cabezal do fuso xira á posición de procesamento por quendas e actívase o movemento principal, de xeito que o fuso correspondente impulsa a broca para xirar. Outros fusos en posicións de non mecanizado desconéctanse do movemento principal. O dispositivo de cambio de ferramentas do fuso aforra unha serie de operacións complicadas como o afrouxamento automático, a fixación, a descarga, a carga e a descarga, acurtando así o tempo de cambio e mellorando a fiabilidade do cambio. Non obstante, debido á limitación da posición espacial, o tamaño estrutural dos compoñentes do fuso non pode ser demasiado grande, o que afecta á rixidez do sistema do fuso. Para garantir a rixidez do fuso, o número de fusos debe ser limitado, se non, o tamaño da estrutura aumentará. Polo tanto, o cabezal do fuso de torreta adoita ser axeitado só para máquinas con poucos procesos e requisitos de baixa precisión, como as máquinas de perforación e fresado por control numérico por computadora.

Sistema automático de cambio de ferramentas

Dado que o soporte de ferramentas rotatorio e o cambiador de cabezal de torreta non poden acomodar demasiadas brocas, non poden satisfacer as necesidades de procesamento de pezas complexas. Polo tanto, as máquinas CNC ATC usan principalmente cambiadores automáticos con almacéns de ferramentas. O dispositivo cun almacén de ferramentas consta dun almacén e un mecanismo de cambio de ferramentas, e o proceso de cambio é máis complicado. En primeiro lugar, todas as brocas utilizadas no proceso de mecanizado deben instalarse no soporte estándar e, despois de axustar previamente o tamaño fóra da máquina, colocalas no almacén dun xeito determinado. Ao cambiar, primeiro seleccione a broca no almacén e, a continuación, o cambiador sacará a broca do almacén ou do eixo para cambiala, colocará a nova broca no eixo e volverá colocar a broca antiga no almacén. O almacén ten unha gran capacidade e pódese montar no lateral ou enriba do cabezal. Dado que só hai un eixo no cabezal da máquina co almacén de cambio automático de ferramentas, a rixidez dos compoñentes do eixo debe ser alta para cumprir os requisitos do mecanizado de precisión. Ademais, o número de bits no almacén é grande, polo que se pode levar a cabo o procesamento multiproceso de pezas complexas, o que mellora enormemente a adaptabilidade e a eficiencia de procesamento da máquina. O sistema ATC con almacén é axeitado para centros de perforación e centros de mecanizado.

Como elixir revista e ferramenta?

Tipo de cargador de ferramentas

O almacén de ferramentas úsase para reservar un certo número de brocas do fresador, que se poden intercambiar coas brocas do fuso a través do manipulador. Existen varios tipos de almacéns, como os de tipo disco e os de tipo cadea. A forma e a capacidade dos almacéns deben determinarse segundo o alcance tecnolóxico da máquina. No almacén de ferramentas de disco, a dirección da broca do fresador é na mesma dirección que o fuso. Ao cambiar a broca, a caixa do fuso elévase ata unha determinada posición, de xeito que a broca do fuso estea aliñada coa posición inferior do almacén e a broca do fresador se fixe. O fuso está baixo o control do ordenador, solta a manivela, o almacén de ferramentas de disco móvese cara adiante, saca a broca do fresador do fuso e, a continuación, o almacén xira a broca utilizada no seguinte proceso ata a posición aliñada co fuso, o almacén cara atrás, insire a nova broca no burato do fuso, o fuso fixa o soporte, a caixa do fuso báixase á posición de traballo, a tarefa de cambio de ferramentas complétase e o seguinte proceso comeza a funcionar. As vantaxes deste dispositivo de cambio de ferramentas son a súa estrutura sinxela, o seu baixo custo e a súa boa fiabilidade de cambio. A desvantaxe é que o tempo de cambio é longo e é axeitado para centros de mecanizado con pequena capacidade de almacén. Para centros de mecanizado que requiren unha gran capacidade de almacén, usarase un almacén de ferramentas de cadea. O almacén ten unha estrutura compacta e unha gran capacidade de almacén. A forma da cadea pódese facer en varios tipos segundo a disposición da máquina. A forma, a posición de cambio tamén pode sobresaír para facilitar o cambio. Cando sexa necesario aumentar o número de brocas de fresadora, só é necesario aumentar a lonxitude da cadea, o que achega comodidade ao deseño e fabricación do almacén.

Método de selección de ferramentas

Hai moitos bits almacenados no almacén. Antes de cada cambio, o bit debe seleccionarse. Os métodos de selección de ferramentas máis empregados inclúen o método secuencial e o método arbitrario. As ferramentas insírense nos soportes do almacén por quendas segundo os requisitos do proceso. O procesamento consiste en axustar os bits en secuencia. Ao procesar diferentes pezas, a orde dos bits no almacén debe reaxustarse. A vantaxe é que o accionamento e o control do almacén son relativamente sinxelos. Polo tanto, este método é axeitado para o cambio automático de ferramentas en máquinas de control numérico por computadora de tamaño pequeno e mediano con grandes lotes de procesamento e un pequeno número de variedades de pezas. Co desenvolvemento do sistema de control numérico, a maioría dos sistemas de control numérico adoptan o método de selección arbitraria de ferramentas, que se divide en 3 tipos: codificación de portaferramentas, codificación de ferramentas e tipo de memoria.

Método de codificación de ferramentas

O código da ferramenta ou o código do soporte debe identificarse instalando unha barra de código na ferramenta ou no soporte, que xeralmente se codifica segundo o principio da codificación binaria. O método de selección adopta unha estrutura especial de portaferramentas e cada bit ten o seu propio código, polo que o bit pode reutilizarse en diferentes procesos e o bit substituído non precisa volver colocarse no soporte orixinal. O almacén de gran capacidade pode reducirse en consecuencia. Non obstante, cada bit ten un anel de codificación especial, a lonxitude alóngase, é difícil de fabricar e a estrutura do almacén e do manipulador complícase. O método de codificación do soporte é que unha coitela corresponde a un soporte. As ferramentas retiradas dun soporte deben volver colocarse no mesmo soporte. As puntas de recollida e colocación son incómodas e tardan moito en cambiarse. Na actualidade, o método de memoria úsase amplamente nos centros de mecanizado. Deste xeito, o número e a posición do soporte no almacén poden almacenarse no PLC do sistema CNC en consecuencia. A información da ferramenta sempre se almacena no PLC, independentemente do soporte no que se coloque a ferramenta. O almacén está equipado cun dispositivo de detección de posición, que pode obter a información de posición de cada soporte. Deste xeito, a ferramenta pódese sacar e devolver a vontade. Tamén hai unha orixe mecánica no almacén, de xeito que cada vez que se selecciona unha coitela, seleccionarase a coitela máis próxima.

aplicacións

As máquinas fresadoras CNC ATC pódense empregar nunha ampla gama de industrias, como as de mobles e melloras para o fogar, artesanía en madeira, armarios, pantallas, publicidade, instrumentos musicais ou industrias de procesamento de carcasas de instrumentos de precisión. E os materiais que se poden procesar inclúen principalmente diversos materiais non metálicos como madeira, vidro, pedra, plástico, acrílico e materiais illantes.

Carpintería

Portas de casa, 3D Mecanizado de táboas onduladas, portas de armarios, portas de madeira maciza, portas de madeira artesanal, portas sen pintura, biombos, fabricación de fiestras artesanais, lustrabotas, armarios e paneis para máquinas de xogos, mesas para ordenadores e fabricación de mobles de panel.

Fabricación de moldes

Pode facer moldes metálicos como cobre, aluminio, ferro e moito máis, así como moldes non metálicos como madeira, pedra, plástico, PVC e moito máis.

Publicidade e afeccionados

Confección de rótulos, logotipos, rotulación, corte de acrílico, moldeado en blíster e decoracións.

Fabricación industrial

Pode facer todo tipo de esculturas de sombras e esculturas en relevo, que se usan amplamente nas industrias de artesanía e agasallos.

Máis alá do básico: produtividade e coidado do seu fresador CNC ATC

Un cambiador de ferramentas automático reduce o tempo de configuración por peza ata en 70% e elimina a fatiga do operador no traballo repetido. Combine estas vantaxes cunha rutina de mantemento sinxela para manter o almacén, o eixo e a pinza fiables durante anos.

Eficiencia da produción: aforro en tempo real grazas ao cambio automático de ferramentas

Cambios manuais de ferramentas segundo un estándar Enrutador CNC tarda de 30 a 90 segundos cada un. Un ATC lineal ou de tambor completa o mesmo intercambio en 3 a 8 segundos sen intervención do operador. Nunha porta de armario que funciona con 5 cambios de ferramenta por panel, iso supón un aforro de 4 a 7 minutos por ciclo, aproximadamente un panel adicional cada hora. Combinado cun fresadora CNC de aniñamento intelixente, ganancias compostas en quendas completas.

✓ Tempos de ciclo máis rápidos en traballos con varias ferramentas: perforación, perfilado e ranurado en V nunha soa configuración.

✓ Reducir os refugallos por erros de posta a cero durante os cambios manuais.

✓ Execucións desatendidas para aniñamento e produción por lotes.

vexa a nosa Guía de custos do router CNC para as matemáticas de retorno por volume de traballo.

Programa de mantemento rutinario para un rendemento fiable do ATC

O ATC é a parte máis activa mecanicamente do teu enrutador. Unha rutina sinxela evita fallos que os operadores adoitan descubrir só durante unha execución estancada.

Recambio de stock fresas e accesorios ATC en portaferramentas coincidentes para que unha broca gastada nunca deteña un traballo.

Preguntas máis frecuentes

Cantas ferramentas debe conter o meu cargador ATC?

As tendas de mobles funcionan ben con 8–12 ferramentas. As tendas de rótulos e 3D o traballo pode precisar máis de 16. Os ATC lineais teñen un límite de arredor de 12. Os tipos de tambor e cadea escalan máis arriba.

Cal é a diferenza entre os portaferramentas BT30 e ISO30?

Ambos comparten unha conicidade de 30, pero difiren no grosor do perno de tracción e da brida. BT é o estándar xaponés; ISO/CAT é o europeo/americano. Adapta a barra de tracción do teu fuso: non son intercambiables.

Por que o brazo do ATC non regresa á súa posición inicial?

Normalmente é un sensor fixado por ferramenta que non se activa, polo que o controlador nunca considera que o intercambio se complete. Inspeccione o sensor de proximidade preto do eixo e verifique a presión do aire no carrusel.

Canto tempo tarda realmente un cambio de ferramenta ATC?

Os cambiadores lineais cambian en 3–5 segundos. Os cargadores de tambores e discos funcionan en 4–8 segundos. Os tipos de cadea tardan en 6–12 segundos, pero manteñen máis de 30 bits para os centros de mecanizado.

Podo adaptar un ATC a unha fresadora CNC existente?

Si, se o fuso admite portaferramentas ISO/BT e o controlador admite macros M6. Orzamento $3000–8,000 dólares para unha remodelación lineal. Pasando a un Router CNC de 5 eixesConfirmar que o desprazamento do eixe Z permite o espazo libre para a recollida da ferramenta.

Como calibro os desprazamentos da lonxitude da ferramenta nun ATC?

Usa a función Medir do controlador: carga cada ferramenta, executa a sonda de lonxitude da ferramenta e deixa que o sistema escriba os desprazamentos na táboa de ferramentas. Recalibra cada vez que se substitúa ou se afie unha broca.

Por que o meu ATC deixa caer as ferramentas ou non as solta?

Os dedos da pinza desgastados, unha tensión débil da barra de tracción ou superficies cónicas contaminadas son os culpables habituais. Limpe o cono do eixo e o portaferramentas e, a seguir, verifique a forza de tracción da barra de tracción coas especificacións do seu Manual do usuario do enrutador CNC.

Solución de problemas

O enrutador CNC con ATC é a clasificación máis potente das máquinas de control numérico por computadora. Aínda que a forza e a velocidade de mecanizado son incomparables con outras máquinas de control numérico por computadora, como equipo mecánico totalmente automatizado, a inspección e o mantemento diarios tamén son moi necesarios. Un enrutador CNC con cambiador de ferramentas é completamente diferente dos métodos de detección e diagnóstico de fallos das máquinas de control numérico por computadora ordinarias.

Método de inspección do funcionamento da máquina

O método de inspección de funcionamento é un método de observación e monitorización do funcionamento real da máquina para determinar a posición do mal funcionamento e, polo tanto, rastrexar a causa raíz do fallo. En xeral, os kits de máquinas de control numérico por computadora adoptan pezas de control hidráulico e neumático, como o cambiador de ferramentas automatizado, o dispositivo de mesa de intercambio, o dispositivo de fixación e transmisión, etc., que se poden usar para determinar a causa do fallo mediante o diagnóstico de movemento.

Método de análise de estado

O sistema CNC non só pode mostrar información de diagnóstico de fallos, senón que tamén pode proporcionar varios estados de diagnóstico en forma de enderezo e datos de diagnóstico. Por exemplo, cando o sistema volve incorrectamente ao punto de referencia, pode comprobar o valor de estado do parámetro relevante para determinar a causa do fallo.

Método de comprobación da programación CNC

O método de comprobación da programación CNC tamén se denomina método de proba de funcións do programa. É un método para confirmar a causa do fallo compilando un segmento especial do programa de probas. Podes usar o método de programación manual para compilar un programa de probas de funcións para as funcións do sistema (como posicionamento lineal, interpolación circular, corte de roscas, ciclos enlatados, programas macro de usuario, etc.) e executar o programa de probas para comprobar a precisión e a fiabilidade da máquina para realizar estas funcións e, a continuación, determinar a causa do fallo. Normalmente, escríbese un programa de probas con instrucións para reparar a máquina e o programa execútase cando se produce un fallo para determinar cal é o fallo.

Método de inspección de instrumentos

O método de inspección de instrumentos refírese ao uso de instrumentos eléctricos convencionais para medir a tensión de cada grupo de fontes de alimentación de CA e CC, sinais de fase CC e pulsos, etc., para atopar fallos.

Método de autodiagnóstico do sistema de control numérico

O autodiagnóstico do sistema de control numérico é un método de diagnóstico que emprega o programa de autodiagnóstico interno ou un software de diagnóstico especial do sistema para autodiagnóstico e probas do hardware clave dentro do sistema e do software de control do sistema. Inclúe principalmente o autodiagnóstico ao acender, a monitorización en liña e as probas fóra de liña. A máquina CNC emprega a función de autodiagnóstico do sistema, que pode mostrar facilmente o estado do sinal da interface entre o sistema e cada peza e descubrir a localización xeral do fallo. É o método máis utilizado no proceso de diagnóstico de fallos.