آنچه در این نوشته می‌خوانید:
در دنیای ماشین‌کاری صنعتی، دقت و سرعت تولید دو عامل حیاتی برای رقابت‌پذیری کارخانه‌ها و کارگاه‌ها به شمار می‌آیند. یکی از تکنیک‌هایی که نقش بسیار مهمی در افزایش بهره‌وری و کاهش زمان تولید دارد، تعویض ابزار یا Tool Change در دستگاه‌های CNC است. هر قطعه کار برای رسیدن به شکل نهایی خود نیازمند مجموعه‌ای از ابزارهای مختلف مانند مته، فرز و تراش است و تعویض سریع و دقیق این ابزارها نه تنها سرعت تولید را افزایش می‌دهد بلکه دقت و کیفیت قطعات را نیز تضمین می‌کند. در این مطلب قصد داریم تعویض ابزار CNC یا همان ATC را به صورت کامل بررسی کنیم.
تعویض ابزار CNC چیست؟
تعویض ابزار CNC به فرآیندی گفته می‌شود که طی آن ابزار یا وسایل برش موجود روی دستگاه جایگزین می‌شوند تا امکان انجام عملیات مختلف ماشین‌کاری روی قطعه فراهم شود. هر قطعه کار بسته به طراحی و ویژگی‌های خود نیازمند ابزارهای متفاوتی برای برش، سوراخ‌کاری، تراش یا فرزکاری است و بدون تعویض ابزار، انجام همه این عملیات‌ها با یک ابزار واحد تقریباً غیرممکن خواهد بود.
این فرآیند نقش کلیدی در تولید قطعات پیچیده و با دقت بالا ایفا می‌کند و به اپراتور یا سیستم CNC اجازه می‌دهد که به طور متوالی از ابزارهای مختلف استفاده کند تا بدون توقف طولانی، مراحل مختلف تولید را انجام دهد. تعویض ابزار به معنای آماده‌سازی دستگاه برای اجرای دقیق دستورالعمل‌های برنامه CNC است که یکی از الزامات ضروری برای بهره‌وری و کارایی در ماشین‌کاری مدرن محسوب می‌شود. به همین دلیل بدون انجام صحیح و به موقع تعویض ابزار، کیفیت نهایی قطعات و دقت تولید به شدت کاهش می‌یابد و فرآیند تولید با مشکلات متعددی روبه‌رو خواهد شد.
تیم مهندسی ما در زمینه خدمات تراش CNC و خدمات فرز CNC به شما مشاوره رایگان ارائه می‌دهد.
ATC چه ساختاری دارد؟
در دستگاه‌های CNC سیستم تعویض ابزار یا ATC (Automatic Tool Changer) نقش مهمی در افزایش سرعت و دقت ماشین‌کاری ایفا می‌کند. این سیستم قادر است ابزارهای مختلف را به صورت خودکار تعویض کند و فرآیند تولید را بدون توقف طولانی ادامه دهد. در ادامه ساختار اصلی ATC و اجزای تشکیل‌دهنده آن را بررسی می‌کنیم:
- پایه اصلی: پایه اصلی سکوی نگهدارنده و تکیه‌گاه سایر اجزای ATC است که ثبات لازم برای حرکت ابزارها و بازوها را فراهم می‌کند.
- بازوی دستگیره: این بازو وظیفه گرفتن و انتقال ابزار از انبار به محل نصب روی اسپیندل را بر عهده دارد و حرکت دقیق ابزار را تضمین می‌کند.
- نگهدارنده ابزار: ابزاری است که مستقیماً ابزار برش را در خود جای می‌دهد و از لغزش یا افتادن آن در حین تعویض جلوگیری می‌کند.
- بازوی پشتیبانی: بازوی پشتیبانی حرکت بازوی دستگیره را کنترل می‌کند و ثبات و دقت جابه‌جایی ابزارها را افزایش می‌دهد.
- انبار ابزارها: این بخش محل ذخیره ابزارهای مختلف است و امکان دسترسی سریع و سازمان‌دهی شده به ابزارها را فراهم می‌کند تا تعویض سریع‌تر انجام شود.
تعویض ابزار CNC چگونه کار می‌کند؟
در دستگاه‌های CNC تعویض ابزار فرآیندی خودکار است که به دستگاه اجازه می‌دهد تا بدون توقف طولانی، ابزارهای مختلف را برای انجام عملیات‌های گوناگون جایگزین کند. در ادامه مراحل اصلی نحوه عملکرد سیستم ATC را بررسی می‌کنیم:
- تشخیص نیاز به تعویض ابزار: کنترلر CNC دستور تعویض ابزار را بر اساس برنامه ماشین‌کاری صادر می‌کند تا ابزار مناسب برای عملیات بعدی آماده شود.
- بازگرداندن ابزار قدیمی: ابزار مورد استفاده از اسپیندل جدا شده و توسط بازوی دستگیره به انبار ابزارها منتقل می‌شود تا آماده ذخیره یا استفاده بعدی گردد.
- انتخاب ابزار جدید از انبار: سپس ابزار مناسب برای مرحله بعدی از انبار انتخاب شده و با کمک بازوی دستگیره آماده انتقال به اسپیندل می‌گردد.
- نصب ابزار جدید روی اسپیندل: ابزار جدید با دقت و تثبیت کامل بر روی اسپیندل قرار می‌گیرد تا برای شروع عملیات آماده باشد.
- شروع عملیات با ابزار جدید: پس از نصب، دستگاه عملیات ماشین‌کاری را با ابزار تازه آغاز می‌کند و فرآیند تولید بدون وقفه ادامه می‌یابد.
انواع تعویض ابزار CNC
در دستگاه‌های CNC تعویض ابزار به روش‌های مختلفی انجام می‌شود که هر کدام با توجه به نوع دستگاه، سرعت مورد نیاز و تعداد ابزارها انتخاب می‌شوند. در ادامه انواع سیستم‌های تعویض ابزار CNC و ویژگی‌های هر کدام را بررسی می‌کنیم:
1- سیستم ATC با بازوی گریپر
در این سیستم یک بازوی مکانیکی (گریپر) ابزار مورد نظر را از انبار برمی‌دارد و به اسپیندل منتقل می‌کند. این روش دقت بالایی دارد و برای تعداد ابزارهای متوسط مناسب است. بازوی گریپر قادر است ابزارهای مختلف با اندازه‌های متفاوت را جابه‌جا کند و معمولاً در دستگاه‌هایی با فضای محدود و تعداد ابزار متوسط کاربرد دارد. سرعت تعویض ابزار در این سیستم معمولاً متوسط است و قابلیت انعطاف‌پذیری بالایی در انتخاب ابزارها دارد.
2- سیستم ATC با درام چرخشی
در این نوع سیستم ابزارها روی یک درام یا چرخ دوار قرار می‌گیرند و با چرخش درام، ابزار مورد نیاز به موقعیت تعویض می‌رسد. این سیستم سرعت بالایی در تعویض ابزار دارد و برای دستگاه‌هایی با تعداد ابزار زیاد و عملیات تکراری مناسب است. ساختار ساده و نگهداری آسان از دیگر مزایای سیستم درام چرخشی است اما فضای بیشتری نسبت به بازوی گریپر اشغال می‌کند.
3- سیستم ATC با انباره زنجیره‌ای
در این سیستم ابزارها روی یک زنجیره یا تسمه متحرک قرار می‌گیرند و بازوی تعویض ابزار با حرکت زنجیره، ابزار مورد نظر را دریافت می‌کند. این سیستم برای تعداد زیاد ابزار مناسب است و امکان دسترسی سریع به ابزارهای مختلف را فراهم می‌کند. همچنین طراحی ماژولار این سیستم باعث می‌شود که بتوان تعداد ابزارها را نسبت به نیاز افزایش داد. سرعت عملکرد این سیستم متوسط تا بالا است و نگهداری نسبتاً ساده‌ای دارد.
4- سیستم ATC با انباره دیسکی
در این روش ابزارها روی یک دیسک دایره‌ای چیده شده و بازوی تعویض ابزار با چرخش دیسک، ابزار مورد نظر را انتخاب می‌کند. این سیستم برای ماشین‌هایی با فضای محدود و تعداد ابزار متوسط تا زیاد مناسب است. سرعت تعویض ابزار در این سیستم بالا است و عملیات را با دقت مناسبی انجام می‌دهد اما ظرفیت ابزارها در آن محدود به قطر و فضای دیسک است.
5- سیستم ATC با تارت
در سیستم تارت ابزارها روی یک ساختار چندوجهی یا تارت قرار دارند و انتخاب ابزار با چرخش تارت انتخاب می‌شود. این روش سرعت بالایی دارد و برای خطوط تولید با تعویض ابزار مکرر بسیار مناسب است. دقت بالای نصب ابزار و امکان استفاده از ابزارهای بزرگ از ویژگی‌های برجسته این سیستم است اما ساختار آن پیچیده‌تر بوده و نیاز به نگهداری بیشتری دارد.
انواع سیستم تعویض ابزار (ATC) در دستگاه CNC
مزایای استفاده تول چنج (Tool Change)
تعویض ابزار یا Tool Change در دستگاه‌های CNC فرآیندی است که امکان استفاده خودکار از ابزارهای مختلف را فراهم می‌کند. این قابلیت به افزایش بهره‌وری و دقت در ماشین‌کاری کمک می‌کند. در ادامه مهم‌ترین مزایای استفاده از تعویض ابزار CNC را بررسی می‌کنیم:
- افزایش سرعت تولید: با تعویض ابزار CNC، دستگاه دیگر نیازی به توقف طولانی برای تغییر دستی ابزار ندارد و زمان تولید قطعات به شکل قابل توجهی کاهش می‌یابد.
- بهبود دقت و کیفیت قطعات: تعویض دقیق ابزار توسط سیستم خودکار باعث می‌شود که ابزار در موقعیت صحیح قرار گیرد و دقت ماشین‌کاری و کیفیت نهایی قطعات افزایش یابد.
- کاهش نیروی انسانی مورد نیاز: با استفاده از سیستم ATC اپراتورها دیگر نیازی به دخالت مستقیم در تعویض ابزار ندارند که این موضوع باعث کاهش خطای انسانی و صرفه‌جویی در نیروی کار می‌شود.
- امکان استفاده از ابزارهای مختلف در یک فرآیند: تعویض ابزار CNC این امکان را فراهم می‌کند که ابزارهای متنوع برای سوراخ‌کاری، فرزکاری و تراشکاری به سرعت تعویض شوند و عملیات‌های پیچیده بدون توقف انجام گردند.
- بهینه‌سازی فرآیند تولید: استفاده از سیستم تعویض ابزار CNC موجب هماهنگی بهتر مراحل تولید و کاهش زمان‌های غیرمولد در کارگاه می‌شود.
مشاوره رایگان و تخصصی
در شرکت کنکاش طرح نوین، خدمات فرز CNC و منوال و تراشکاری CNC و منوال قطعات صنعتی، به صورت تخصصی و در تهران انجام می‌شود.
برای دریافت مشاوره رایگان با شماره 02166803043 یا 09121095695 تماس حاصل فرمایید.
