تعريف
يعد Automatic Tool Changer جهازًا لنقل الأدوات وتحميلها وتفريغها بين المغزل ومخزن الأدوات. مغير الأدوات التلقائي هو الاسم الكامل لـ ATC في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.
تعمل مجموعات تبديل الأدوات الأوتوماتيكية على تشغيل آلة CNC بالعمل المستمر، أي بعد اكتمال كل عملية، يتم تغيير الأداة الجديدة المستخدمة في العملية التالية تلقائيًا إلى المغزل، ويلتقط المغزل الأداة، ويكون تبادل الأدوات بشكل عام تم الانتهاء منه من خلال العمل المنسق للمناول والمجلة والمغزل.
بالمقارنة مع أجهزة التوجيه CNC متعددة المغازل، فإن ATC تحتاج فقط إلى مغزل واحد في رأس الماكينة، ومكونات المغزل لها صلابة كافية لتلبية متطلبات الآلات الدقيقة المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمجلة الأدوات تخزين عدد كبير من الأدوات للتصنيع متعدد الخطوات للأجزاء المعقدة، مما يمكن أن يحسن بشكل كبير من القدرة على التكيف وكفاءة الآلات. يتكون نظام ATC من جزأين: مجلة الأدوات وجهاز تغيير الأدوات التلقائي. له ميزتان رئيسيتان: الأولى هي أنه يتم حجز مغزل واحد فقط، وهو أمر مفيد لتبسيط بنية المغزل وتحسين صلابته؛ والثانية هي أنه يمكن تخزين عدد كبير من بتات التوجيه بأنواع ووظائف مختلفة في المكتبة، وهو أمر مناسب لإكمال مختلف إجراءات المعالجة المعقدة ومتعددة الخطوات.
تتكون مجموعة أدوات تغيير الأدوات الآلية من مجلة الأدوات ونظام اختيار الأدوات وآلية تبادل الأدوات وأجزاء أخرى، والهيكل أكثر تعقيدًا. وهي مسؤولة عن نقل اللقمة بين الخزنة والمغزل، ودفع اللقمة لاستخدامها في المغزل، ثم إرسال اللقمة المستبدلة مرة أخرى إلى الخزنة بالداخل. على الرغم من أن طريقة التغيير هذه ليست واضحة مثل الطريقة السابقة، إلا أنها تمنع المجلة والمغزل من التحرك لتغيير الأداة، ويتم استبدالها بمبدل أدوات آلي. بهذه الطريقة، يتم تقليل نطاق حركة المكونات الميكانيكية، ويكتمل التغيير بشكل أسرع، ويكون تخطيط التصميم أيضًا أكثر مرونة.
مبدأ العمل
في نظام تغيير الأداة الأوتوماتيكي، يُطلق على الجهاز الذي يحقق نقل وتحميل وتفريغ الأداة بين المجلة والمغزل اسم مبدل الأداة. هناك طريقتان لتبادل الأدوات: الحركة النسبية للمجلة والمغزل، والمُحرك. يجب على الجهاز الذي يستخدم الحركة النسبية للمجلة والمغزل لتحقيق تبادل الأداة أن يعيد أولاً الأداة المستخدمة إلى المجلة عند تغيير الأداة، ثم يخرج الأداة الجديدة من المجلة. لا يمكن تنفيذ العمليتين في نفس الوقت، ويستغرق تغيير الأداة وقتًا أطول.
ومع ذلك، يمكن لمبدل أداة التلاعب الإمساك بالبتات الموجودة في المغزل والمجلة وتحميلها وتفريغها في نفس الوقت أثناء التغيير، وبالتالي يتم تقصير وقت التغيير بشكل أكبر. تعد طريقة تبديل الأداة باستخدام الروبوت هي الأكثر استخدامًا. وذلك لأن التلاعب مرن في التغيير وسريع في العمل وبسيط في الهيكل. يمكن للتلاعب إكمال سلسلة من الإجراءات مثل الإمساك - السحب - الدوران - الإدخال - الإرجاع. من أجل منع سقوط البت، تم تجهيز المخلب المتحرك للتلاعب بآلية قفل ذاتية.
الميزات والمزايا
تم اعتماد مغزل تغيير الأدوات الأوتوماتيكي عالي الطاقة، مع أداء بدء جيد وعزم دوران كبير، مما يمكن أن يعطي اللعب الكامل لمزايا السرعة العالية والكفاءة العالية للآلة. كما أنه يعتمد على محرك سيرفو عالي عزم الدوران مصنوع في اليابان، والذي يتميز بمزايا الضوضاء المنخفضة والسرعة العالية ودقة التموضع العالية. مزود بمجلة أداة فريدة من نوعها، يمكنك استبدال بتات التوجيه المطلوبة حسب الرغبة. يستغرق وقت تغيير الأداة بضع ثوانٍ فقط. تأتي مجلة الأداة القياسية مع 8 أدوات، ويمكن تخصيص مجلة أداة ذات سعة أكبر.
التكلفة
يمكن أن تختلف تكلفة ماكينة التوجيه CNC ذات المغير التلقائي للأدوات (ATC) بشكل كبير بناءً على مواصفات الماكينة وحجمها وميزاتها والعلامة التجارية، والتي تتراوح عادةً من حوالي $1من 0,800 إلى أكثر $100,000. تكلف مجموعات أجهزة التوجيه CNC للمبتدئين من ATC ما متوسطه $12,000، في حين أن بعض طاولات التوجيه CNC الصناعية الراقية من ATC ذات الإمكانات المتقدمة ومساحات العمل الأكبر والميزات الإضافية تميل إلى أن تكون أكثر تكلفة. في المجمل، يبلغ متوسط تكلفة شراء جهاز توجيه CNC من ATC مع مبدل الأدوات حوالي $16,000. من المستحسن استشارة الشركات المصنعة أو الموردين المحددين للحصول على أسعار دقيقة بناءً على احتياجاتك.
يرغب معظم النجارين في امتلاك جهاز توجيه CNC من ATC، لكن بعضهم ليس لديهم فكرة عن تكلفة ترقية آلة CNC عادية بمجموعة تغيير الأدوات التلقائية. وفقًا لتقرير سوق CNC الصناعي لعام 2025، سيتعين عليك إنفاق مبلغ إضافي $3من 000 إلى $8،000 على رأس آلة عادية إذا كنت تريد أن تفعل ذلك بنفسك.
تفاصيل
| العلامات التجارية | STYLECNC |
| أحجام الجدول | 4' x 4', 4' x 6', 4' x 8', 5' x 10', 6' x 12' |
| محور | 3 المحور, محور 4th, 4 المحور, 5 المحور |
| القدرات | التصنيع ثنائي الأبعاد، التصنيع ثنائي الأبعاد والنصف، 3D بالقطع |
| المواد | الخشب، المعدن، الألومنيوم، النحاس، النحاس الأصفر، الحجر، الرغوة، البلاستيك |
| الأنواع | أنواع الهوايات للاستخدام المنزلي وأنواع صناعية للاستخدام التجاري |
| تطبيقات الكمبيوتر | ArtCAM، Type3، Cabinet Vision، CorelDraw، UG، Solidworks، MeshCAM، AlphaCAM، UcanCAM، MasterCAM، CASmate، PowerMILL، Fusion360، Aspire، AutoCAD، Autodesk Inventor، Alibre، Rhinoceros 3D |
| مراقب | OSAI، Syntec، LNC |
| تحديد نطاق السعر | 6,000.00 دولار أمريكي (أو ما يعادله بالعملة المحلية) - $110,000.00 |
| OEM الخدمة | منطقة عمل المحاور X، Y، Z |
| قطع غيار اختياري | مجمع الغبار، جهاز دوار، مضخة تفريغ، محركات سيرفو، نظام تبريد، محور كولومبو |
الأنواع
تنقسم أدوات التغيير التلقائية إلى 3 أنواع شائعة: النوع الخطي، ونوع الأسطوانة، ونوع السلسلة، وسوف نقدمها واحدة تلو الأخرى.
النوع الخطي
هذا نوع من أدوات التغيير الخطية، يستخدم في المجلات التي تحتوي على 4 إلى 12 أداة. يتميز بسرعة تغيير الأدوات وسهولة الاستخدام.
طبل نوع
هذا هو نوع من المغيرات الدوارة، والمعروفة أيضًا باسم نوع CTM ATC ونوع القرص ATC. يتم استخدامه للمجلات التي تحتوي على 8 إلى 20 أداة.
نوع السلسلة
يتم استخدامه في ماكينات CNC الرأسية ذات سرعة تغيير الأدوات المنخفضة. تم تصميمه للمجلات التي تحتوي على أكثر من 30 أداة، والتي تتمتع بأفضل قدرة على حمل الأدوات.
كيفية تغيير الأداة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟
حامل الأدوات الدوارة
حامل الأداة الدوارة هو أحد أبسط المغيرات، ويستخدم عادة في مخرطة CNC. يمكن تصميمه في أشكال مختلفة مثل حامل الأداة المحوري المربع أو السداسي أو القرصي. يتم تثبيت أربع أو ست أدوات أو أكثر على الحامل الدوار على التوالي، ويتم تغيير البتات وفقًا لتعليمات جهاز التحكم الرقمي. يجب أن يتمتع حامل الأداة الدوارة بقوة وصلابة جيدتين في الهيكل لتحمل مقاومة القطع أثناء التشغيل الخشن. نظرًا لأن دقة التشغيل بالخراطة تعتمد إلى حد كبير على موضع طرف الأداة، بالنسبة لمخرطة التحكم الرقمي بالكمبيوتر، لا يتم تعديل موضع الأداة يدويًا أثناء عملية التشغيل، لذلك من الضروري اختيار مخطط وضع موثوق وهيكل وضع معقول لضمان الأداة الدوارة. بعد كل فهرسة، يتمتع الحامل بأعلى دقة ممكنة في وضع التكرار (عادةً 0.001-0.005mm). في الظروف العادية، تتضمن عملية تغيير الحامل الدوار رفع الحامل وفهرسته وضغطه.
تغيير رأس المغزل
تغيير أداة رأس المغزل هو طريقة تغيير أداة بسيطة نسبيًا لآلات CNC ذات الأدوات الدوارة. رأس المغزل هذا هو في الواقع مجلة أداة برجية. هناك نوعان من رؤوس المغزل: أفقي ورأسي. عادة، يتم استخدام فهرسة البرج لاستبدال رأس المغزل لتحقيق تغيير الأداة التلقائي. على كل مغزل من البرج، يتم تثبيت الأدوات الدوارة المطلوبة لكل عملية مسبقًا. عند إصدار أمر تغيير الأداة، يتحول كل رأس مغزل إلى موضع المعالجة بدوره، ويتم تشغيل الحركة الرئيسية، بحيث يدفع المغزل المقابل البت للدوران. يتم فصل المغازل الأخرى في مواضع غير التصنيع عن الحركة الرئيسية. يوفر جهاز تغيير أداة المغزل سلسلة من العمليات المعقدة مثل التخفيف التلقائي، والمشابك، والتفريغ، والتحميل والتفريغ، وبالتالي تقصير وقت التغيير وتحسين موثوقية التغيير. ومع ذلك، نظرًا لقيود موضع المساحة، لا يمكن أن يكون الحجم الهيكلي لمكونات المغزل كبيرًا جدًا، وبالتالي يؤثر على صلابة نظام المغزل. من أجل ضمان صلابة المغزل، يجب أن يكون عدد المغزل محدودًا، وإلا فسيتم زيادة حجم الهيكل. لذلك، فإن رأس المغزل البرجي مناسب عادةً فقط للآلات ذات العمليات القليلة ومتطلبات الدقة المنخفضة، مثل آلات الحفر والطحن ذات التحكم العددي بالكمبيوتر.
نظام تغيير الأدوات تلقائيًا
نظرًا لأن مسند الأداة الدوارة ومغير نوع رأس البرج لا يمكنهما استيعاب الكثير من البتات، فلا يمكنهما تلبية احتياجات معالجة الأجزاء المعقدة. لذلك، تستخدم آلات CNC ATC في الغالب مغيرات آلية مع مجلات أدوات. يتكون الجهاز الذي يحتوي على مجلة أداة من مجلة وآلية تغيير أداة، وتكون عملية التغيير أكثر تعقيدًا. أولاً وقبل كل شيء، يجب تثبيت جميع البتات المستخدمة في عملية التصنيع على الحامل القياسي، وبعد ضبط الحجم مسبقًا خارج الماكينة، ضعها في المجلة بطريقة معينة. عند التغيير، حدد أولاً البت في المجلة، ثم يقوم المغير بإخراج البت من المجلة أو المغزل للتبادل، ووضع البت الجديد في المغزل، ووضع البت القديم مرة أخرى في المجلة. تتمتع المجلة بسعة كبيرة ويمكن تركيبها على الجانب أو أعلى رأس الآلة. نظرًا لوجود مغزل واحد فقط في رأس الآلة مع مجلة تغيير الأداة التلقائية، فيجب أن تكون صلابة مكونات المغزل عالية لتلبية متطلبات التصنيع الدقيق. بالإضافة إلى ذلك، فإن عدد البتات في المجلة كبير، وبالتالي يمكن إجراء معالجة متعددة العمليات للأجزاء المعقدة، مما يحسن بشكل كبير من قدرة التكيف وكفاءة معالجة الماكينة. نظام ATC مع المجلة مناسب لمراكز الحفر ومراكز التصنيع.
كيفية اختيار المجلة والأداة؟
نوع مجلة الأداة
يتم استخدام مجلة الأداة لحجز عدد معين من بتات التوجيه، والتي يمكن تبادلها مع البتات الموجودة على المغزل من خلال المعالج. هناك أنواع مختلفة من المجلات، مثل المجلات من نوع القرص والمجلات من نوع السلسلة. يجب تحديد شكل وسعات المجلات وفقًا للنطاق التكنولوجي للآلة. في مجلة أداة القرص، يكون اتجاه بت التوجيه في نفس اتجاه المغزل. عند تغيير البت، يرتفع صندوق المغزل إلى موضع معين، بحيث يتم محاذاة البت الموجود على المغزل مع الموضع السفلي للمجلة، ويتم تثبيت بت التوجيه، ويكون المغزل تحت سيطرة الكمبيوتر، ثم حرر المقبض، وتتحرك مجلة أداة القرص للأمام، وتسحب بت التوجيه الموجود على المغزل، ثم تدور المجلة البت المستخدم في العملية التالية إلى الموضع المحاذي للمغزل، والمجلة للخلف، وأدخل البت الجديد في فتحة المغزل، ويثبت المغزل الحامل، ويتم خفض صندوق المغزل إلى موضع العمل، وتكتمل مهمة تغيير الأداة، وتبدأ العملية التالية في العمل. تتمثل مزايا جهاز تغيير الأدوات هذا في البنية البسيطة والتكلفة المنخفضة وموثوقية التغيير الجيدة. العيب هو أن وقت التغيير طويل، وهو مناسب لمراكز التصنيع ذات سعة المجلة الصغيرة. بالنسبة لمراكز التصنيع التي تتطلب سعة مجلة كبيرة، سيتم استخدام مجلة أداة السلسلة. تتميز المجلة بهيكل مضغوط وسعة مجلة كبيرة. يمكن تصنيع شكل حلقة السلسلة في أنواع مختلفة وفقًا لتخطيط الماكينة. الشكل، يمكن أيضًا بروز موضع التغيير لتسهيل التغيير. عندما تكون هناك حاجة إلى زيادة عدد بتات التوجيه، فمن الضروري فقط زيادة طول السلسلة، مما يضفي الراحة على تصميم المجلة وتصنيعها.
طريقة اختيار الأدوات
هناك العديد من البتات المخزنة في المجلة. قبل كل تغيير، يجب تحديد البت. تشمل طرق اختيار الأداة المستخدمة بشكل شائع الطريقة المتسلسلة والطريقة التعسفية. يتم إدخال الأدوات في حاملات المجلة بدورها وفقًا لمتطلبات العملية. تتمثل المعالجة في ضبط البتات بالتسلسل. عند معالجة قطع عمل مختلفة، يجب إعادة ضبط ترتيب البتات في المجلة. الميزة هي أن محرك المجلة والتحكم فيها بسيط نسبيًا. لذلك، فإن هذه الطريقة مناسبة لتغيير الأداة تلقائيًا لآلات التحكم العددي بالكمبيوتر الصغيرة والمتوسطة الحجم ذات دفعات المعالجة الكبيرة وعدد صغير من أنواع قطع العمل. مع تطور نظام التحكم العددي، تتبنى معظم أنظمة التحكم العددي طريقة اختيار الأداة التعسفية، والتي تنقسم إلى 3 أنواع من ترميز حامل الأداة وترميز الأداة ونوع الذاكرة.
طريقة ترميز الأدوات
يجب تحديد رمز الأداة أو رمز الحامل عن طريق تثبيت شريط رمز على الأداة أو الحامل، والذي يتم ترميزه عمومًا وفقًا لمبدأ الترميز الثنائي. تعتمد طريقة الاختيار على بنية حامل أداة خاصة، ولكل بت رمزه الخاص، لذلك يمكن إعادة استخدام البت في عمليات مختلفة، ولا يلزم وضع البت المستبدل مرة أخرى في الحامل الأصلي. يمكن تقليل المجلة ذات السعة الكبيرة وفقًا لذلك. ومع ذلك، فإن كل بت لديه حلقة ترميز خاصة، ويتم إطالة الطول، ومن الصعب تصنيعه، ويصبح هيكل المجلة والمعالج معقدًا. طريقة ترميز الحامل هي أن سكينًا واحدًا يتوافق مع حامل واحد. يجب إعادة وضع الأدوات التي تمت إزالتها من حامل واحد على نفس الحامل. تعد بتات الالتقاط والوضع مرهقة وتستغرق وقتًا طويلاً للتغيير. في الوقت الحاضر، تُستخدم طريقة الذاكرة على نطاق واسع في مراكز التصنيع. وبهذه الطريقة، يمكن تخزين عدد وموضع الحامل في المجلة في PLC لنظام CNC وفقًا لذلك. يتم تخزين معلومات الأداة دائمًا في PLC، بغض النظر عن التركيب الذي يتم وضع الأداة فيه. تم تجهيز المجلة بجهاز كشف الموضع، والذي يمكنه الحصول على معلومات الموضع لكل حامل. بهذه الطريقة يمكن إخراج الأداة وإعادتها حسب الرغبة. يوجد أيضًا أصل ميكانيكي في المجلة، بحيث يتم اختيار السكين الأقرب في كل مرة يتم فيها تحديد سكين.
التطبيقات
يمكن استخدام آلات التوجيه CNC من ATC في مجموعة واسعة من الصناعات، مثل صناعة الأثاث وتحسين المنزل، والحرف الخشبية، والخزائن، والشاشات، والإعلانات، والآلات الموسيقية أو صناعات معالجة غلاف الأدوات الدقيقة. وتشمل المواد التي يمكن معالجتها بشكل أساسي مواد غير معدنية مختلفة مثل الخشب والزجاج والحجر والبلاستيك والأكريليك والمواد العازلة.
النجارة
أبواب المنزل، 3D تصنيع لوحة الموجات، أبواب الخزانة، أبواب الخشب الصلب، أبواب خشبية حرفية، أبواب خالية من الطلاء، شاشات، صناعة النوافذ الحرفية، ملمعات الأحذية، خزائن وألواح آلات الألعاب، طاولات الكمبيوتر وصناعة الأثاث اللوحي.
صنع القالب
يمكنها صنع القوالب المعدنية مثل النحاس، الألومنيوم، الحديد وغيرها، وكذلك القوالب غير المعدنية مثل الخشب، الحجر، البلاستيك، PVC، وغيرها.
الإعلان والهواة
صناعة اللافتات، وصناعة الشعار، والحروف، وقطع الأكريليك، وقولبة الفقاعات، والديكورات.
التصنيع الصناعي
يمكنها صنع جميع أنواع منحوتات الظل والمنحوتات البارزة، والتي تستخدم على نطاق واسع في صناعات الحرف اليدوية والهدايا.
[FAQ] الأسئلة الشائعة
إن جهاز التوجيه CNC المزود بـ ATC هو أقوى تصنيف لآلات التحكم العددي بالكمبيوتر. على الرغم من أن قوة وسرعة التصنيع لا تقارن بآلات التحكم العددي بالكمبيوتر الأخرى، إلا أنه كجهاز ميكانيكي آلي بالكامل، فإن الفحص والصيانة اليومية ضروريان للغاية أيضًا. إن جهاز التوجيه CNC المزود بمغير الأدوات يختلف تمامًا عن طرق الكشف وتشخيص الأعطال في آلات التحكم العددي بالكمبيوتر العادية.
طريقة فحص تشغيل الماكينة
طريقة فحص التشغيل هي طريقة لمراقبة ورصد التشغيل الفعلي للآلة لتحديد موضع العطل وبالتالي تتبع السبب الجذري للخلل. بشكل عام، تعتمد مجموعات الآلات ذات التحكم الرقمي بالحاسوب على أجزاء التحكم الهيدروليكية والهوائية، مثل مبدل الأدوات الآلي، وجهاز طاولة التبادل، والتثبيت وجهاز النقل، وما إلى ذلك، والتي يمكن استخدامها لتحديد سبب الخلل من خلال تشخيص الحركة.
طريقة تحليل الحالة
لا يستطيع نظام CNC عرض معلومات تشخيص الأعطال فحسب، بل يوفر أيضًا حالات تشخيص مختلفة في شكل عنوان التشخيص وبيانات التشخيص. على سبيل المثال، عندما يعود النظام إلى نقطة المرجع بشكل غير صحيح، يمكنك التحقق من قيمة حالة المعلمة ذات الصلة لتحديد سبب الفشل.
طريقة فحص برمجة CNC
تُسمى طريقة فحص برمجة CNC أيضًا طريقة اختبار وظيفة البرنامج. إنها طريقة لتأكيد سبب الفشل من خلال تجميع جزء برنامج اختبار خاص. يمكنك استخدام طريقة البرمجة اليدوية لتجميع برنامج اختبار الوظيفة لوظائف النظام (مثل التموضع الخطي، والاستيفاء الدائري، وقطع الخيط، والدورات المعلبة، وبرامج الماكرو للمستخدم، وما إلى ذلك)، وتشغيل برنامج الاختبار للتحقق من دقة وموثوقية الماكينة لأداء هذه الوظائف، ثم تحديد سبب الفشل. عادةً ما يتم كتابة برنامج اختبار مع تعليمات لإصلاح الماكينة، ويتم تشغيل البرنامج عند حدوث خطأ لتحديد ماهية الخطأ.
طريقة فحص الأجهزة
تشير طريقة فحص الأجهزة إلى استخدام الأجهزة الكهربائية التقليدية لقياس جهد كل مجموعة من إمدادات الطاقة AC و DC، وإشارات الطور DC والنبضات، وما إلى ذلك، للعثور على الأخطاء.
طريقة التشخيص الذاتي لنظام التحكم العددي
التشخيص الذاتي لنظام التحكم العددي هو طريقة تشخيص تستخدم برنامج التشخيص الذاتي الداخلي أو برنامج التشخيص الخاص للنظام لتشخيص واختبار الأجهزة الرئيسية داخل النظام وبرنامج التحكم في النظام. ويشمل بشكل أساسي التشخيص الذاتي عند التشغيل والمراقبة عبر الإنترنت والاختبار دون الاتصال بالإنترنت. تستخدم آلة CNC وظيفة التشخيص الذاتي للنظام، والتي يمكنها بسهولة عرض حالة إشارة الواجهة بين النظام وكل جزء، ومعرفة الموقع العام للخطأ. إنها الطريقة الأكثر استخدامًا في عملية تشخيص الخطأ.