تعویض ابزار
. Tool Changing Arrangement
. (Efficient) برای انجام یک ماشینکاری کارا, لازم است که ابزار صحیح در زمان مناسب در موقعیت درست براده برداری قرار گیرد Right Tool at Right Time at Right Place))
لازم است عمل تعویض ابزار در کوتاه ترین زمان ممکن صورت پذیرد. زمانی کھ صرف تعویض ابزار می شود زمان مفید تلقی نمی شود و فقط زمان ماشینکاری زمان مفید تلقی میشود.
مکانیزم تعویض ابزار طوری طراحی شود که ابزار را :
- در موقعیت مشخص قرار دھد .
- در طول براده برداری پایدار و محکم باقی بماند .
تعویض ابزار در ماشین ھای کنترل عددی می تواند بصورت دستی ویا اتوماتیک صورت پذیرد.
ساده ترین روش تعویض ابزار، تعویض ابزار دستی می باشد.
در شرایطی استقاده می شود که یک و یا تعداد محدودی ماشین وجود دارد.
انجام صحیح آن بستگی به مھارت اپراتور CNCدر انتخاب ابزار صحیح داشته و مزایای ذیل را به دنبال دارد:
- تعویض ابزار قدیم با ابزار جدید سریع صورت می پذیرد، ھمچنین حرکت به موقعیت تعویض ابزار کوتاه و در زمان کوتاه صورت می پذیرد.
- ھیچ محدودیتی در تعداد ابزارھا ئیکه انتخاب از بین آنھا صورت می پذیرد وجود ندارد.
- ھنگام تعویض ابزار شرایط ظاھری (کند شدن، سوختن، …) قابل تشخیص بوده و تصمیما ت لازم مستقیما قابل اجرا می باشد .
در شرایطی که تعداد زیادی ماشین cnc در محیط کاروجود دارند و آنھا بصورت یک واحد تولیدی انعطاف پذیرو یا یک سیستم تولیدی انعطاف (Manufacturing Cellگرد ھم جمع (Flexible Manufacturing System) پذیرآمده اند تعویض ابزار اتوماتیک بھترین گزینه می باشد.
مزایایی که این نوع تعویض ابزار به دنبال دارد شامل:
- Unattended ) انجام عملیات ماشینکاری بدون حضور اپراتور
- (operation
- تامین اطلاعات مدیریتی در رابطھ با تعداد و وضعیت ابزارھ ا
- تخمین دقیق زمان و ھزینھ ماشینکاری قطعات
- کاھش زمان انتخاب ابزار و نھایتا تعویض ابزار
شناسایی ابزار(Tool Identification )
قبل از ھر تعویض ابزار لازم است ابزار شناسایی گردد. بدین منظور برای ھر ابزاریک شماره معینی اختصاص داد می شود که در برنامه ابزار توسط این شماره احضار می شود.
ویا در موقعیتی (collet) این شماره معمولا بر روی بدنه ابزارگیر که ابزار در آن نگھداری می شود ثبت می گردد.
در تعویض ابزار دستی عمل شناسایی ابزار با توجه به مھارت اپراتور بطور صحیح انتخاب می گردد.
در تعویض ابزار اتوماتیک شناسایی ابزار توسط یکی از دو سیستم ذیل صورت می پذیرد:
- حلقه ھای فلزی
- کپسول ھای نیمه ھادی
- در این روش از تعدادی دیسک (حلقه ھای) فلزی که بر روی بدنه ابزارگیر در کنار ھم جمع شده اند استفاده می شود. ضخامت این حلقه ھا یکسان ولی در دو قطر متفاوت (قطر کوچک و قطربزرگ) می باشند. در بخش حساسگر سیستم شناسایی ابزاریکسری میکروسوئیچ ھایی وجود دارد که در مقابل حلقه ھای بزرگ فعال و در مقابل حلقه ھای کوچک غیر فعال خواھند بود.
با توجه به تعداد مشخص و ترتیب مشخص حلقه ھای کوچک و بزرگ بر روی بدنه ابزارگیر، ھر ابزار ھنگام عبور از مقابل حساسگربرخی از میکروسوئیچ ھا را فعال و برخی را غیر فعال خواھند کرد.
بدین ترتیب یک کد شناسایی در سیستم باینری که منحصر بفرد بوده، برای شناسایی ابزار تھیه می گردد.
2. روش دیگر برای شناسایی ابزار استفاده از کپسول ھای محفوظ ومخفی شده در بدنه ابزارگیر می باشد. در داخل این کپسول ھا یک مدار نیمه هادی تعبیه شده است .
روکشی از جنس (Semi conductor) ھادی سرامیک بر روی این کپسول ھا کشیده می شود تا نسبت به حرارت ناشی از براده برداری مقاوم باشند.
- در بعضی مواقع از چند (پنج) کپسول استفاده می شود که ھر کدام یک سیگنال بر روی حساسگر سیستم شناسایی می تواند القا کند .
این کپسول ھا با قطر تقریبی 5 در داخل سوراخ ھایی که در بدنه ابزارگیر جا سازی mm 7 و ضخامت5 mm
شده اند قرار می گیرند .
ھنگامی که این کپسول ھا از مقابل حساسگر سیستم عبور با سرعتی معادل 1)، علائم القائی ایجاد mm 30 از فاصله m/min می کنند (شده جھت شناسایی مورد استفاده قرار می گیرد .
- در برخی مواقع از یک کپسول که اطلاعات درون آ نرا می توان تغییر داد .
1اطلاعات را Kbit استفاده می شود. این کپسول ھا گنجایش ضبط (write) دارا ھستند و اطلاعاتی چون طول ، قطر و عمر ابزار را می توان در نھا آ ذخیره نمود .
در تعویض ابزار اتوماتیک بر روی ماشین ھای cnc جهت نگهداری ابزارھای متعدد یکی از روش ھای زیر انتخاب می شود:
Tool Turret / تارت ابزار
Tool Maga zine / انباره ابزار
تارت ابزار Tool Turret /
یک روش برای نگھداری ابزار بر روی ماشین ھای تراش و فرز کنترل عددی می باشد.مشکل مده این روش تعدد محدود ابزارھایی است که می توان بر روی یک تارت تنظیم نمود که معمولا 4- 6 ویا 12 می باشد.
از مھمترین مزایای این روش زمان بسیار کوتاه تعویض می باشد
که فقط 1 الی 5 ثانیه بوده (صرفا زمان ایندکس شدن تارت) و توسط برنامه بصورت اتوماتیک انجام می شود .
انباره ابزار Tool Magazine /
انباره ابزار بیشتر برای ماشین ھای فرز و مته که تنوع ابزار بیشتری نسبت به تراش دارند مورد استفاده قرار می گیرد
. انباره ابزار می تواند تعداد 20ابزار تا 200 ابزار در خود نگھداری نما ید.
ھر چھ انباره ابزار بزرگتر باشد از نقطه نظر فضا وتجھیزات لازم بزرگتر و ھزینه بیشتری خواھد داشت.
ولی مزیت مھم آن توانایی نگھداری ابزارھای مشابه در داخل انباره می باشد که بمحض کند شدن ابزار، (sister tool)
ابزار مشابه از داخل انباره جایگزین گشته و نیازی به توقف عملیات ماشینکاری و سفارش ابزار نمی باشد.
انباره ابزار در انواع مختلف بکار گرفته می شود :
- Chain Maga zine انباره زنجیری
- Circular Mag a/ zine انباره دایره ای
- Box Mag a/ zine انباره جعبه ای
انباره زنجیری Chain Magazine /
این نوع انباره می واند تعداد زیادی ابزار ( 200 ابزار) در داخل خود نگھداری نماید . این ابزارھا بر روی یک مسیر بسته که مانند حلقه ھای زنجیر بھم متصل می باشند قرار میگیرند.
این مجموعه توسط یک یا دو موتور الکتریکی می تواند در دو جھت به حرکت درآمده و ابزار را در ھر جھت که نزدیکتر باشد به ایستگاه تعویض ابزار سریعتر برساند .
انباره دایره ای Circular Magazine /
انباره دایره ای بسیار شبیه به تارت ابزار می باشد با این تفاوت که بعد از قرارگیری ابزار در موقعیت تعویض ابزار، ابزار به ھمراه ابزارگیر جابجا می شود تا در کله گی ماشین قرارگیرد.
انباره دایره ای تحت زاویه نسبت به محور ماشین قرار می گیرد تا فضای کمتری اشغال نماید.
حداکثر تعداد ابزاری که معمولا برای این نوع انباره پیش بینی می شود 30 ابزار می باشد .
انباره جعبه ای Box Magazine /
انباره جعبه ای کاربرد بسیار محدودی دارد و در شرایطی که تعداد ابزار مورد نیاز بسیار زیاد می باشد استفاه می شود. در این نوع ، ابزارھا در داخل محفظه ھای جعبه ای شکل جا داده می شوند و ابزارگیر بر روی این مجموعه محفظه ھا حرکت می کند.
ھنگامی که ابزارگیر در موقعیت صحیح قرار گیرد عمل تعویض ابزار صورت می گیرد. ضمنا قبل از برداشتن ابزار جدید لازم است تا ابزار قدیم را نیز در موقعیت صحیح خود قرار دھد.
به ھمین خاطر زمان تعویض ابزار در این نوع بسیار طولانی می باشد.
تعویض ابزار اتوماتیک
.a مرکز کنترل علائم الکتریکی لازم را برای حرکت انباره ابزار، در جھت مسیرکوتاه تری که ابزار جدید را در ایستگاه تعویض ابزار قرار دھد، ارسال می کند.
ابزار جدید در موقعیت تعویض قرار میگیرد.
.b ابزار قدیم مطابق با دستور برنامه به سوی ایستگاه تعویض ابزار حرکت می کند.
.c مکانیزم تعویض ابزار با یک چرخش 90 درجه ای ابزار جدید و قدیم را در بر میگیرد.
.d مکانیزم با یک حرکت خطی به جلو ھر دو ابزار را از انباره و کله گی ماشین خارج می سازد.
.e مکانیزم با یک چرخش 180 درجه ای موقعیت ابزار جدید و قدیم را نسبت به دستگاه تغییر می دھد.
.f مکانیزم با یک حرکت خطی به عقب ابزار جدید را در کله گی و ابزار قدیم را در انباره ذخیره می کند.
