Автоматизированные системы инструментального обеспечения (АСИО)

Современные направления совершенствования режущих инструментов для автоматизированного производства
1. Использование в качестве режущих элементов механически закрепляемых многогранных неперетачиваемых пластин (МНП) из различных инструментальных материалов
а) Неперетачиваемые специальные пластины
бокового крепления для отрезки и обработки
канавок
б) Отрезные и канавочные резцы
и пластины к ним

2. Применение одно- и многослойных износостойких покрытий, наносимых на режущие лезвия инструмента (карбиды, нитриды, оксиды титана, тантала, циркония и других элементов)

3. Использование подвода смазочно-охлаждающей жидкости непосредственно в зону резания и использование СОЖ для обратной транспортировки стружки

4. Изменение конструкции инструментов, предусматривающее возможность их автоматической смены на станке и закрепление с высокой точностью в зоне обработки
Блочный инструмент системы BTS
1 – разжимные лепестки
2 – V –образный паз для захвата автооператором
3 – режущая пластина
4 – головка
5 – корпус
6 – тяга
Примеры оформления режущей части сменных головок

5. Использование современных технологий изготовления самих инструментов: методы пластического деформирования при получении заготовок, методы порошковой металлургии и т.д.

Автоматическая замена инструмента на станках
Оснащение станка револьверными головкам
2. Изменение конструкции инструментов

Разновидности устройств автоматической смены инструмента (АСИ) многоцелевых станков
Требования предъявляемые к работе устройств АСИ:
минимальные затраты времени на смену инструментов;
достаточная емкость магазина при минимальной занимаемой площади;
устройства АСИ не должны ограничивать рабочий объем станка;
надежное предохранение инструментов и их посадочных мест от пыли, стружки и механических повреждений;
возможность ручной смены инструментов.

По способу смены режущего инструмента в рабочей зоне выделяют три варианта:
1. В процессе смены инструмента меняется весь шпиндельный узел;
Варианты револьверной головки на многоцелевых станках:
а – с горизонтальной осью вращения;
б – с вертикальной осью вращения;
в – с наклонной осью вращения.

2. Смена инструмента осуществляется в одном рабочем шпинделе
По способу смены режущего инструмента в рабочей зоне выделяют три варианта:
Схема смены инструмента в одном рабочем шпинделе
1 – шпиндель;
2 – автооператор;
3 – инструментальный магазин.

3. Комбинация первых двух вариантов
По способу смены режущего инструмента в рабочей зоне выделяют три варианта:
Схема смены инструментов при наличии двухшпиндельной револьверной головки

Типы инструментальных магазинов:
дисковые инструментальные магазины (12-15 инструментов);
- барабанные инструментальные магазины (15-30 инструментов);

- цепные инструментальные магазины (более 50 инструментов).
Типы инструментальных магазинов:

Способы идентификации режущих инструментов
1. Размещение инструмента в магазине в технологической последовательности;
Достоинства: Недостатки:
- при поиске очередного инструмента - невозможность повторного
магазин поворачивается на один шаг; использования одного и того
же инструмента в процессе
- упрощается программное обеспечение выполнения одного
т.к. программируется только шаг технологического процесса
(угол поворота ) магазина; на разных переходах.

2. Кодирование инструмента на оправке;
а) б)
Кодирование инструментальных оправок с помощью гребенок (а) и колец (б)
Достоинства: Недостатки:
- возможна установка инструментов - установка кодовых элементов
в любом гнезде магазина; усложняет конструкцию оправок;
- возможно многократное - невозможно определить заранее
использование одного и того же направление кратчайшего
инструмента на разных переходах. поворота магазина для доставки
требуемого инструмента в позицию
смены;
- нельзя устанавливать инструменты
больших диаметров с пропуском
гнезд магазина

3. Кодирование гнезд в магазине
Достоинства:
- поворот гнезда с
требуемым инструментом в позицию
смены может
осуществляться по
кратчайшему пути;
- имеется возможность
установки инструментов
больших диаметров с
пропуском гнезд.
Способы идентификации режущих инструментов
Недостатки:
до тех пор, пока отработавший инструмент не будет установлен в его гнездо, следующий инструмент не может быть доставлен в позицию смены;
ошибочная установка инструмента в нужное гнездо может привести к аварии.

4. Кодирование по системе кодового ключа (с перекодировкой гнезд)
Способы идентификации режущих инструментов
Достоинства: Недостатки:
- инструмент можно устанавливать - усложнение системы управления
в любое свободное гнездо магазина; и программного обеспечения;
- возможна установка инструментов - усложнение конструкции
больших диаметров с пропуском инструментальной оправки.
гнезд;

5. Электронное кодирование
Резцовый блок 1 с кодовым датчиком 2
Способы идентификации режущих инструментов
В общем случае датчик позволяет записывать и хранить в нем следующую информацию:
- идентификационный номер резца; - позицию револьверной головки;
- кодовый номер в управляющей - заданные режимы резания и схему
программе к станку; использования;
- тип инструмента и его режущей части; - заданную стойкость.

Автоматический контроль состояния режущих инструментов
Различают контроль:
а) по отработанному инструментом времени;
б) по состоянию режущих кромок инструмента.
При первом способе контроля каждому инструменту назначается гарантированный период стойкости, в течении которого инструмент сохраняет свое качество.
Недостаток такого контроля – ошибки при назначении периода стойкости.

б) Наряду с системой учета времени работы инструмента используются различные методы прямого и косвенного контроля фактического состояния режущих кромок.
Методы прямого контроля основаны на непосредственном измерении износа инструмента или определении его поломки
Автоматический контроль состояния режущих инструментов
Схемы прямого контроля положения режущих кромок инструментов
а- контроль длины сверла
б – контроль вылета и диаметра расточного сверла