Инструментальный магазин станка - важнейший элемент современного оборудования с ЧПУ, предназначенного для обработки металла. Они позволяют автоматизировать смену инструмента в процессе выполнения технологической карты, и бывают нескольких видов: револьверные головки и линейные многопозиционные суппорты (используются для удержания инструментов); стеллажные магазины и инструментальные склады (применяются для подачи инструментов).
Как уже отмечалось, структурная схема станка типа обрабатывающий центр имеет в своем составе инструментальный магазин и устройство автоматической смены инструментов в шпинделе. Инструментальные магазины вертикальных обрабатывающих центров можно разделить на три типа. Выбор применяемой конструкции обычно бывает обусловлен задачами, стоящими перед оборудованием, и его стоимостью.
Магазин револьверного типа жестко скреплен со шпинделем и выполнен в виде револьверной головки (рис. 1). Во время работы станка магазин перемещается вместе со шпинделем. Конструкция магазина проста и надежна, однако его емкость невелика и обычно составляет не более 12 единиц. Смена инструмента производится простым поворотом револьверной головки и может осуществляться в любой точке на линии движения шпинделя.
Рис. 1. Магазин револьверного типа у обрабатывающего центра
Другие типы механизмов смены инструментов представляют собой отдельно расположенные устройства. Механизмы производят заданные манипуляции при фиксации шпинделя в строго установленной точке. Эта точка часто совпадает с крайней точкой его перемещения.
Инструментальный магазин станка типа «Зонтик» (рис. 2) представляет собой барабан с инструментами, емкость (количество мест для установки инструментов) которого составляет 20…30 позиций. Положение магазина – горизонтальное, над рабочим столом, в стороне от шпинделя. Передача инструментов между магазином и шпинделем осуществляется в процессе взаимных перемещений шпинделя /и барабана. Время смены инструментов 8…15 с.
Рис. 2. Механизм смены инструментов типа «Зонтик» у вертикальных станков
Механизмы смены инструментов типа «ARM (Рука)» представляют собой манипулятор, действующий совместно с барабаном (рис.3), диском (рис. 4) или цепным конвейером (рис. 5). Емкость барабана и диска обычно составляет 20…40 позиций; емкость цепного конвейера не ограничена и может достигать 200 единиц.
На рис. 6 приведена фотография механизма типа «Рука». Процесс смены инструмента выглядит следующим образом (рис. 7): Инструментальный магазин станка (вид со стороны манипулятора), осуществляющего передачу инструментов между магазином и шпинделем.
Рис.3. Механизмы смены инструментов вертикальных станков типа «РУКА» с инструментальным магазином барабанного типа
Рис. 4. Вертикальный станок с магазином типа «РУКА» и диском с инструментами
Рис. 5. Инструментальный магазин типа цепной конвейер
Рис. 6. Инструментальный магазин типа «РУКА»
Рис. 7. Процесс смены инструмента: 1 – инструмент в магазине в штатном положении; 2 – инструмент на подготовительной позиции; 3 – манипулятор в штатном положении; 4 – шпиндель; 5 – инструмент в шпинделе
С целью вызова в шпиндель инструмент приходит на подготовительную позицию 2 и встает в вертикальное положение. Далее манипулятор 3 осуществляет одновременный захват двух инструментов: из шпинделя 5 и с подготовительной позиции 2. Затем следует разворот манипулятора и смена инструментов местами. Описанные устройства способны осуществлять поиск инструмента в магазине одновременно с обработкой детали другим инструментом. Это позволяет снизить время смены инструмента в шпинделе до 2…5 с.
В горизонтальных ОЦ применяются исключительно механизмы смены инструментов типа «Рука». Инструментальные магазины относительно небольших станков обычно выполняются в виде барабанов (рис. 8). В крупных станках инструменты содержатся в цепных конвейерах (рис. 9). Их большая емкость позволяет постоянно хранить в станке широкий спектр инструментов, настроенных на обработку сразу нескольких деталей. Наличие инструментов на подготовленных позициях позволяет существенно снизить время наладки технологического оснащения для выполнения операций.
Рис. 8. Горизонтальный обрабатывающий центр с барабаном
Рис. 9. Горизонтальный обрабатывающий центр с цепным конвейером
