Problematiky rychlé automatické výměny náastrojů u obráběcích strojů

PROBLEMATIC OF FAST AUTOMATIC TOOL CHANGE BY WORKING MACHINERY

journal article - other

en

The article is focused on the issue of the automatic tool change (ATC). The discussed topic can be onsidered at present to be the most relevant for the group of machines from the category of milling centres. The pressure for productivity, efficiency of the whole manufacturing process, reliability nd, last but not least, safety, leads manufacturers to design and install modern equipment for the implementation of automatic tool change which fulfil the most strict requirements. Today, the most problematic area of used equipment for ATC is the manipulator ensuring the change of the tool etween the spindle and the magazine. The kinematic arrangement and constructional solution of individual elements very significantly influence the dynamism of the whole process of change of the tool. Therefore, the work is focused just to the resolution of the issue of manipulators. The main results of the solution are the construction design of several types of manipulators, some of which were implemented within the project 1.2.4 in the Brno workplace RCMT (Research Centre of Manufacturing Technology) in the form of testing stands. Simulation models were created for selected types; for whose verification results of measurements from real equipment were used. On the basis of the solution of this issue, further key problem was identified related not only to the process of replacement, but also the complex problem of the service life of the spindle. It concerns the problem of the force originated during the process of the clamping of the tool. The article outlines possibilities for further research concerning the influences of these forces on the service life of the spindle (mainly service life of the bearing groups of the bedding of the spindle).

Příspěvek je zaměřen na problematiku automatické výměny nástrojů (AVN). Řešené téma je možno považovat za v současnosti nejvíce aktuální právě pro skupinu strojů z kategorie frézovacích center. Tlak na produktivitu, efektivnost celého procesu výroby, spolehlivost a ve neposlední řadě i bezpečnost vede výrobce k návrhům a implementaci moderních zařízení pro realizaci automatické výměny nástrojů, které splňují současné nejpřísnější požadavky. Jako nejproblematičtější oblast dnes používaných zařízení pro AVN se ukázal manipulátor zajišťující výměnu nástroje mezi vřetenem a zásobníkem. Kinematické uspořádání a konstrukční řešení jednotlivých prvků velmi významně ovlivňuje dynamiku celého procesu výměny nástroje. Proto se práce zaměřuje právě na řešení problematiky manipulátorů. Hlavními výsledky řešení jsou konstrukční návrh několika typů manipulátorů, z nichž byly některé v rámci projektu 1.2.4 Brněnského pracoviště RCMT (Research Center of Manufacturing Technology) realizovány v podobě zkušebních standů. Pro vybrané typy manipulátorů byly vytvořeny simulační modely, k jejichž verifikaci posloužily výsledky z měření reálného zařízení. Na základě řešení této problematiky byl identifikován další klíčový problém související nejen s procesem výměny, ale i komplexním problémem životnosti vřetene. Jedná se o problém sily vznikajících při procesu uchopení nástroje. Práce nastiňuje možnosti dalšího výzkumu, týkajícího se právě vlivu těchto sil na životnosti vřeteníku (především životnosti ložiskových skupin uložení vřetene).

The article is focused on the issue of the automatic tool change (ATC). The discussed topic can be onsidered at present to be the most relevant for the group of machines from the category of milling centres. The pressure for productivity, efficiency of the whole manufacturing process, reliability nd, last but not least, safety, leads manufacturers to design and install modern equipment for the implementation of automatic tool change which fulfil the most strict requirements. Today, the most problematic area of used equipment for ATC is the manipulator ensuring the change of the tool etween the spindle and the magazine. The kinematic arrangement and constructional solution of individual elements very significantly influence the dynamism of the whole process of change of the tool. Therefore, the work is focused just to the resolution of the issue of manipulators. The main results of the solution are the construction design of several types of manipulators, some of which were implemented within the project 1.2.4 in the Brno workplace RCMT (Research Centre of Manufacturing Technology) in the form of testing stands. Simulation models were created for selected types; for whose verification results of measurements from real equipment were used. On the basis of the solution of this issue, further key problem was identified related not only to the process of replacement, but also the complex problem of the service life of the spindle. It concerns the problem of the force originated during the process of the clamping of the tool. The article outlines possibilities for further research concerning the influences of these forces on the service life of the spindle (mainly service life of the bearing groups of the bedding of the spindle).

automatická výměna nástrojů, AVN, automatizace, nástrojové rozhraní, simulační model LabView, Adams

automatic tool change, ATC, automation, tool interface, simulation model, LabView, Adams

2011

12.12.2011

MM publishing, s. r. o.,

Praha

1803-1269

2011

4

1–5

5