Устройства обеспечения автоматической смены инструментов

В настоящее время как при выборе многооперационного станка, так и при разработке технологических процессов обработки необходимо учитывать число режущих инструментов, расположение и доступность инструментального магазина, наличие датчиков для контроля износа инструментов и обнаружения их поломки, время смены инструмента. Различают время смены «от реза до реза», т. е. время от момента прекращения резания одним инструментом до момента начала резания следующим и время собственно замены одного инструмента в шпинделе на другой. Все перечисленные факторы должны оцениваться с позиций настоящих и перспективных потребности производства. От этого может зависеть, например, переход от единичных станков к гибкой производственной ячейке или  системе.

При автоматизации смены инструментов  используют  системы  устройств и механизмов, включающие два основных элемента: инструментальный магазин — для создания запаса режущего инструмента, достаточного для обработки одной или нескольких заготовок, и устройства автоматической смены инструментов — для передачи инструмента из магазина в шпиндель станка и обратно. В магазине, кроме того, могут быть размещены контрольно-измерительная оснастка для автоматического обмера обработанных поверхностей, многоинструментальные головки и другое оборудование.

В многооперационных станках используют магазины и устройства смены различных типов и конструкций. При оценке их возможностей и выборе необходимо учитывать предъявляемые к ним требования.

Для магазинов такими требованиями являются следующие. 1. Вместимость магазина должна быть такой, чтобы одного комплекта имеющегося в нем инструмента было достаточно для обработки наиболее типичной для данного станка заготовки. 2. Магазин должен быть конструктивно прост и компактен. 3. Магазин предпочтительно располагать вне рабочей зоны станка и так, чтобы он и выступающие из него инструменты не мешали подходу рабочего инструмента к заготовке, ее перемещениям, установке и снятию (в том числе в автоматическом режиме ее смены), наладке станка. Кроме того, при установке магазина следует обеспечивать защиту его и находящихся в нем инструментов (особенно базовых конических поверхностей оправок) от загрязнения. 4. Необходимо обеспечить удобный и безопасный доступ к магазину наладчика и оператора. Особенно это важно для станков, оснащенных тяжелыми инструментами массой до нескольких десятков килограммов. 5. Конструкция станка должна обеспечивать быструю смену инструмента. 6. Работа магазина не должна вызывать недопустимой вибрации станка при поиске инструмента для выполнения последующих операций.

Перечислим требования, предъявляемые к устройствам автоматической смены инструментов.   1. Высокое   быстродействие в целях максимального сокращения простоев многооперационного станка при смене инструментов. 2. Высокая надежность, без которой эффективность применения многооперационных станков резко снижается. 3. Плавность работы и безударность составляющих механизмов устройства для предотвращения преждевременного выхода из строя. 4. Обеспечение минимального общего числа движений в цикле автоматической смены для упрощения кинематики и конструкции механизмов, повышения надежности, улучшения условий обслуживания, упрощения настройки. 5. Осуществление смены инструментов без изменения положения шпиндельной бабки (так как при позиционировании шпиндель не может быть абсолютно точно возвращен в исходное положение, что затрудняет обработку высокоточных поверхностей). 6. Безопасность обслуживания. 7. Высокая ремонтопригодность. 8. Унификация и агрегатирование конструкций для использования на разных станках одного и того же типа магазина или устройства автоматической смены инструментов.