Centro de mecanizado fresado tipo pórtico ¿Cuál es el proceso de cambio automático de herramienta?
1. Descripción general de las máquinas herramienta de centro de mecanizado de pórtico de carga ligera
Las máquinas herramienta de pórtico de viga fija de carga ligera son máquinas herramienta de pórtico con una mesa móvil y una viga fija, que pueden ser equipado con un almacén de herramientas o sin un almacén de herramientas. La máquina herramienta consta de una bancada, columnas y vigas fijas que forman un marco cerrado de alta rigidez. El banco de trabajo se mueve longitudinalmente sobre el riel guía de la cama y la dirección es la coordenada Z. La máquina herramienta adopta el sistema de control SIEMENS840DE. Los ejes X, Y y Z de la máquina herramienta son todos ejes controlados por CNC. El husillo es impulsado por un motor de husillo de CA Siemens y los avances X, Y y Z son impulsados por. un servomotor Siemens. Puede realizar interpolación lineal tridimensional, interpolación de arco bidimensional y cualquier enlace de tres ejes.
2. Requisitos para el control automático del cambio de herramienta
2.1 Control del almacén de herramientas
El almacén de herramientas puede ser un almacén de discos con una capacidad de 20 plazas. y el cambio de herramientas en el almacén de herramientas adopta el método de encontrar la herramienta más cercana sin manipulador y cambiar la herramienta directamente in situ; también puede utilizar un almacén de herramientas de cadena con una capacidad de 40 cuchillos y utilizar un manipulador para encontrar y cambiar herramientas en; voluntad. El disco del almacén de herramientas es accionado por un motor eléctrico mediante reducción de engranajes y tiene controles de avance, retroceso y parada. Para detener rápidamente el disco del almacén de herramientas, se agrega un freno de fricción desenergizado al eje de salida del motor. Cuando se envía la señal de parada, el electroimán del freno se desactiva, provocando que el almacén de herramientas deje de girar. La indexación y el posicionamiento de la rotación del disco del almacén de herramientas se realizan mediante el mecanismo de Markov, el interruptor de cero y el interruptor de conteo. Cada vez que el cargador de herramientas se mueve a una posición de herramienta, el interruptor de conteo actuará una vez. Cuando el almacén de herramientas gira a la posición cero, también actúa el interruptor de posición cero. Cuando el almacén de herramientas se mueve a la posición de herramienta designada, se activa el interruptor de conteo o el interruptor de cero, lo que detiene inmediatamente el motor y desactiva el freno, de modo que el disco del almacén de herramientas se detiene y se posiciona con precisión en la posición de cambio de herramienta dependiendo de la Mecanismo de Markov. Una vez que se detiene el cargador de herramientas, el interruptor de conteo o el interruptor de cero se desconecta y en este momento se debe activar una alarma.
2.2 Control neumático
El interruptor de la puerta protectora del almacén de herramientas y el soplado del orificio cónico del husillo se controlan neumáticamente, y el gas de la fuente de gas se procesa y suministra al cilindro. El interruptor de la puerta protectora del almacén de herramientas es accionado por un cilindro y el control se completa con una válvula de inversión doble controlada electrónicamente de cuatro vías y dos posiciones. Las características de esta válvula inversora son: las dos posiciones de la válvula inversora son controladas por dos electroimanes respectivamente, y al invertir la válvula solo se necesita dar una breve señal eléctrica al electroimán (el tiempo de espera de la señal eléctrica es de 2 segundos). Complete la inversión. Sólo después de enviar una breve señal eléctrica al otro electroimán, la válvula inversora cambiará a otra posición. El soplado del orificio cónico del husillo se utiliza para limpiar el orificio cónico del husillo, y la conexión de soplado se realiza mediante una válvula de cierre controlada electrónicamente de tres vías y dos posiciones. Cuando comienza el desenganche de la cuchilla, el electroimán se activa y comienza a soplar aire a través del orificio del cono. Cuando finaliza el estado de desenganche de la cuchilla, el electroimán pierde potencia y el aire se detiene.
2.3 Control de brochado del husillo
El husillo está equipado con un mecanismo tensor automático de herramienta, que se aprieta mediante un resorte de disco y se libera hidráulicamente. El tensado y aflojado de la herramienta se controla mediante una válvula solenoide de cuatro vías y dos posiciones. El mecanismo de brochado se divide en con cuchilla acoplada, sin cuchilla y con cuchilla liberada. Estos tres estados son monitoreados por tres interruptores de inducción sin contacto.
El ajuste y aflojamiento de la herramienta se puede controlar mediante instrucciones o mediante botones en el panel de operación. El estado de aflojamiento y apriete de la herramienta debe mostrarse en el panel. La rotación del husillo y las acciones de apretar y aflojar de la herramienta están entrelazadas.
3. Mecanismo Markov
Proceso de acción del almacén de herramientas El almacén de herramientas de este centro de mecanizado consta de un disco del almacén de herramientas del mecanismo Markov, un interruptor de cero, un interruptor de conteo, una válvula de conmutación de la puerta del almacén de herramientas y un It. Se compone de interruptor de carrera, válvula de soplado del husillo, etc. El cambio automático de herramienta del almacén de herramientas del mecanismo Markov mueve el husillo al almacén de herramientas y utiliza la acción de aflojamiento y tracción del husillo para agarrar y devolver directamente la herramienta al disco del almacén de herramientas. Es necesario moverse lentamente al acercarse y salir del disco del almacén de herramientas para evitar accidentes causados por colisión con el disco del almacén de herramientas o la herramienta. En otras posiciones, es necesario moverse rápidamente para ahorrar tiempo. El movimiento del almacén de herramientas incluye tres procesos: toma de herramienta del husillo, retorno de herramienta del husillo y cambio de herramienta del husillo. Varios puntos hacia los que se moverá el husillo, S1 ~ S14, representan el proceso de movimiento del ariete y la placa deslizante. Los tres procesos de agarre de la herramienta del husillo, retorno de la herramienta del husillo y cambio de herramienta del husillo se pueden analizar gráficamente.
3.1 Proceso de agarre del husillo
El agarre del husillo requiere que el husillo sin herramienta agarre la cuchilla en el disco del almacén de herramientas. La acción es que el eje Y se mueve lateralmente hacia la parte superior del almacén de herramientas, el eje Z se mueve hacia abajo para alcanzar la posición de la herramienta y agarra la herramienta, y luego el eje Y se mueve lateralmente y sale del almacén de herramientas (el contenido entre paréntesis está la descripción de las acciones de los ejes Y y Z): S1 (eje Z a P0, rápido) → S2 (eje Y a P1, rápido) → Orientación del husillo, el primer límite de software entra en vigor, se abre la puerta del almacén de herramientas → S8 (Eje Y a P2, rápido) → Liberación del cabezal → S7 (Eje Z a P3, rápido) → S6 (Eje Z a P4, velocidad lenta) → Apriete de herramienta del cabezal → S12 (Eje Y a P5, velocidad lenta) → S13 (Eje Y a P6, rápido) → S14 (Eje Z a P1, Rápido) → El segundo límite de software entra en vigor, se cancela la orientación del husillo y se cierra la puerta del almacén de herramientas.
3.2 Proceso de retorno de la herramienta del husillo
El retorno de la herramienta del husillo consiste en devolver la herramienta en el husillo a la posición original de la herramienta en el disco del almacén de herramientas. La acción es que después de que el eje Y se mueve lateralmente a la posición de la herramienta y libera la herramienta, Z deja la herramienta hacia arriba hasta la parte superior del almacén de herramientas, y el eje Y sale del almacén de herramientas lateralmente: S1 (eje Z a P0, rápido) → S2 (eje Y a P1, rápido) →Orientación del husillo, el primer límite de software surte efecto →S3 (eje Z a P6, rápido) →Puerta del almacén de herramientas abierta →S4 (eje Y a P5, rápido) →S5 (eje Y a P4, lento) →Liberación del husillo →S11 (eje Z a P3, velocidad lenta) → S10 (eje Z a P2, rápido) → S9 (eje Y a P1, rápido) → El segundo límite de software toma Con este efecto, se cancela la orientación del husillo, el husillo sujeta la herramienta y se cierra la puerta del almacén de herramientas.
3.3 Proceso de cambio de herramienta del husillo
El cambio de herramienta del husillo requiere devolver la herramienta en el husillo a la posición original de la herramienta en el disco del almacén de herramientas y agarrar otra herramienta en el disco del almacén de herramientas. La acción es que después de que el eje Y se mueve lateralmente para alcanzar la posición de la herramienta y libera la herramienta, el eje Z se mueve hacia arriba para dejar la herramienta y llega a la parte superior del cargador de herramientas. El disco del cargador de herramientas gira para encontrar la herramienta. Después de que el eje Z se mueve hacia abajo para alcanzar la posición de la herramienta y agarra la herramienta, el eje Y se mueve lateralmente y sale del almacén de herramientas: S1 (eje Z a P0, rápido) → S2 (eje Y a P1, rápido) → Husillo. orientación, el primer límite de software tiene efecto → S3 (eje Z a P6, rápido) → Puerta del almacén de herramientas abierta → S4 (eje Y a P5, rápido) → S5 (eje Y a P4, velocidad lenta) → Liberación del husillo → S11 ( Eje Z a P3, velocidad lenta) → S10 (eje Z a P2, rápido) → Rotación del disco del almacén de herramientas, búsqueda de herramientas en la biblioteca de herramientas → S7 (eje Z a P3, rápido) → S6 (eje Z a P4, velocidad lenta) → Apriete de herramienta del husillo→S12 (eje Y a P5, velocidad lenta)→S13 (eje Y a P6, rápido)→ S14 (eje Z a P1, rápido) → El segundo límite de software surte efecto, la orientación del husillo se cancela y el La puerta del almacén de herramientas está cerrada.
2. Descripción del programa de control automático del almacén de herramientas del mecanismo de Markov
Preparar un PLC para la depuración en función de los requisitos de control de cambio automático de herramienta y el proceso de acción para que el ATC funcione normalmente. .
1. Disposición del punto de E/S del centro de mecanizado
1.1 Disposición del punto de entrada I33.2: Interruptor de apriete de la herramienta del husillo (posición superior), I33.3: Apriete de la herramienta del husillo interruptor de posición (posición central), I33.4: interruptor del botón de desbloqueo de la herramienta del husillo (posición inferior), I36.3: interruptor del botón de desbloqueo de la herramienta del husillo está presionado, I36.4: interruptor del botón de apriete de la herramienta del husillo está presionado, I62.0: herramienta El ATC del almacén de herramientas tiene efecto, I62.1: Fallo del ATC del almacén de herramientas, I62.2: Avance lento del almacén de herramientas, I62.3: El almacén de herramientas vuelve a cero, I62.4: Rotación hacia adelante del disco del almacén de herramientas, I62.5: Retroceso del disco del almacén de herramientas rotación, I62.7: Contador del almacén de herramientas, I63.0: Posición cero del almacén de herramientas, I63.1: Puerta del almacén de herramientas abierta, I63.2: Puerta del almacén de herramientas cerrada, I63.3: Monitoreo del motor del almacén de herramientas, I63.4: Bloqueo del almacén de herramientas.
1.2 Disposición del punto de salida Q49.0: Válvula de liberación de herramienta del husillo, Q49.3: Desenganche de herramienta del husillo, Q56.0: Luz de activación del ATC del almacén de herramientas, Q56.1: Avance lento del almacén de herramientas, Q56.2: Rotación hacia adelante del motor del almacén de herramientas, Q56.3: Rotación inversa del motor del almacén de herramientas, Q56.4: Freno del almacén de herramientas, Q56.5: Válvula de apertura de la puerta del almacén de herramientas, Q56.6: Válvula cerrada de la puerta del almacén de herramientas, Q56.7: Golpe del husillo válvula.
2. Descripción de la disposición del bloque de funciones del programa
FC51: Herramienta de aflojamiento del husillo, FC66: Procesamiento de código T del almacén de herramientas del mecanismo de Markov, FC67: Procesamiento de código M del almacén de herramientas del mecanismo de Markov, FC68 : Procesamiento integral del almacén de herramientas del mecanismo de Markov.
3.Instrucciones de depuración del programa PLC
Al depurar el almacén de herramientas, es necesario realizar una depuración en un solo paso de cada componente eléctrico para garantizar que cada componente eléctrico pueda funcionar normalmente; de acuerdo con el almacén de herramientas Todas las acciones, como agarrar la herramienta, cambiar la herramienta y devolver la herramienta al almacén, deben ejecutarse manualmente para verificar la ejecución del programa, finalmente, las instrucciones T y M se pueden usar de forma continua y automática; Ejecute el programa en modo automático, para que el almacén de herramientas pueda funcionar normalmente.
3. Conclusión
Nuestro ATC ha sido probado mediante operaciones reales en múltiples productos de la empresa. Funciona bien y cumple con los requisitos de control. Dado que los principios y experiencias del ATC son similares, también tiene un cierto papel de referencia para diferentes tipos de máquinas herramienta con sistema CNC.