Одним из основных элементов металлообрабатывающих станков с ЧПУ являются так называемые инструментальные магазины. Данное устройство предназначается для автоматизации процесса смены металлорежущего инструмента при переходе на следующую по технологической карте операцию металлообработки. По-другому инструментальный магазин называется накопителем инструментов. Без этого компонента не обходится ни один автоматизированный станок.
В настоящее время станкостроители используют следующие типы накопителей инструментов.
- Револьверные головки.
- Линейные многопозиционные суппорты.
- Стеллажные магазины (цепные и ременные).
- Инструментальные склады.
Здесь следует сделать важную оговорку. Первые два типа накопителей исполняют функцию держателей инструментов. То есть они непосредственно участвуют в металлообработке. Магазины последних двух типов служат только для подачи инструментов, которые из них автоматически вынимаются и закрепляются в суппортах, напрямую подводящих резец или фрезу к обрабатываемой детали.
Краткое описание типов накопителей
Коротко опишем каждый из типов инструментальных магазинов. Принцип действия револьверной головки понятен из самого её названия. Это поворотное устройство, при вращении которого закреплённые в нём инструменты поочерёдно подводятся к обрабатываемой заготовке. В линейном многопозиционном суппорте резцы выстраиваются в одну линию и вводятся в зону металлообработки при возвратно-поступательном движении такого магазина.
Стеллажные накопители получили своё название по концептуальной схожести со складским оборудованием для хранения материальных объектов. В таких магазинах инструменты закрепляются на держателях, расположенных один под другим – подобно полкам в обычном стеллаже. Они жёстко связаны с цепью или зубчатым ремнём, при движении которого держатели перемещаются вниз или вверх, в результате чего нужный инструмент подводится к захватам, устанавливающим его в суппорт.
Инструментальные склады являются, по сути, накопителями с очень большим количеством инструментов – до сотен единиц. Это сложная механическая система, в которой все резцы и фрезы располагаются согласно особой нумерации и кодируются по специальной координатной сетке. Такими магазинами оборудуются многоцелевые обрабатывающие центры, осуществляющие чрезвычайно сложные виды металлообработки.
Общий принцип функционирования инструментальных магазинов
Вне зависимости от конкретного типа накопителей инструментов общий принцип его работы сводится к получению управляющих команд и перемещению металлорежущих приспособлений на заданный шаг. Рабочий цикл включает следующие этапы:
- получение управляющих команд;
- перемещение держателей с инструментами;
- смена инструментов;
- возврат в исходное положение.
Всеми движениями накопителей управляет электроника. В качестве двигателей используются гидромоторы, более точные и малоинерционные.
Точность позиционирования
Функциональность инструментального магазина во многом определяется такой характеристикой, как точность позиционирования. Она необходима для того, чтобы резцы или свёрла подавались к удерживающим их суппортам или к обрабатываемым заготовкам практически без отклонений от заданных значений. В этом случае решается две задачи – обеспечивается должное качество металлопродукции и продлевается срок службы инструментов.
В большинстве случаев точность позиционирования контролируется с помощью оптических приборов, в которых для измерений используется лазерный луч. Его использование минимизирует погрешности позиционирования до пренебрежимо малых величин.
