Automatyczna wymiana narzędzi w ploterach CNC. Czy warto inwestować w takie rozwiązanie?

Maszyna staje, operator wyjmuje frez, zakłada kolejny, sprawdza jego długość i uruchamia program dalej. Przy jednym elemencie to drobiazg. Gdy jednak w każdym cyklu narzędzie trzeba zmieniać wiele razy, takie przerwy zajmują sporą część czasu pracy. A na ploterze frezującym CNC jeden element często wymaga kilku narzędzi: jedno wycina kontur, drugie frezuje zagłębienia, trzecie wierci otwory. Rozwiązaniem jest automatyczny magazyn narzędzi, nazywany też w skrócie ATC.

Ta technologia od lat pracuje w zaawansowanych obrabiarkach przemysłowych, a coraz częściej jest też ważną częścią wyposażenia przemysłowych ploterów frezujących.

Jak wygląda praca bez automatycznej wymiany?

W podstawowej konfiguracji operator często sam zakłada kolejne narzędzia. Po zakończeniu jednej operacji zatrzymuje maszynę, zdejmuje używany frez i przygotowuje następny, a potem może jeszcze musieć sprawdzić długość narzędzia i przygotować kolejny etap.

Przy prostych elementach nie jest to duży problem. Przy bardziej skomplikowanych częściach, które wymagają wielu zmian narzędzi w jednym cyklu, czynności pomocnicze wyraźnie wydłużają całkowity czas produkcji.

Na czym polega automatyczna wymiana?

Maszyna z ATC ma magazyn, w którym narzędzia są przechowywane w oprawkach. W trakcie programu system sterowania wydaje polecenie wymiany, a wrzeciono odkłada używane narzędzie na jego miejsce i pobiera następne. Wszystko odbywa się według zaprogramowanej sekwencji, więc kilka różnych operacji można wykonać w jednym procesie bez ręcznej interwencji przy każdej zmianie.

Magazyn trzeba jednak prawidłowo przygotować i przypisać narzędzia do właściwych pozycji. Operator nadal odpowiada za ich stan i poprawność programu.

Magazyn liniowy czy obrotowy?

W przemysłowych ploterach CNC stosuje się różne konstrukcje magazynów. W magazynie liniowym narzędzia są rozmieszczone w określonej kolejności, a magazyn obrotowy ma mechanizm, który ustawia kolejne narzędzia w pozycji wymiany. Oba systemy mają swoje zastosowania, a wybór zależy od potrzeb firmy: liczby używanych narzędzi, częstotliwości ich wymiany i organizacji pracy maszyny.

KIMLA oferuje przemysłowe plotery i centra obróbcze z magazynami liniowymi i obrotowymi.

Dlaczego pomiar długości narzędzia jest ważny?

Frezy i wiertła mają różną długość, a system sterowania musi ją znać, żeby narzędzie pracowało na właściwej wysokości. Nowoczesne maszyny mogą korzystać z układów automatycznego pomiaru albo korekcji długości narzędzia, co ogranicza część ręcznych czynności i zmniejsza ryzyko błędnego ustawienia.

Kontroli procesu to jednak nie zastępuje. Nadal trzeba sprawdzać stan narzędzi i to, czy są prawidłowo zamontowane.

W jakich branżach ATC się przydaje?

Automatyczna wymiana narzędzi może mieć duże znaczenie w produkcji elementów meblowych, bo jedna płyta często wymaga wycięcia konturu, wywiercenia otworów i wyfrezowania zagłębień montażowych. Podobnie jest przy obróbce skomplikowanych elementów z tworzyw sztucznych albo aluminium.

W produkcji reklamowej wszystko zależy od rodzaju projektów. Jeśli większość zamówień to proste wycinanie konturów, automatyczny magazyn może nie być najważniejszą funkcją. Opłacalność trzeba więc ocenić indywidualnie.

Czy automatyzacja zawsze się opłaca?

Maszyna z rozbudowanym magazynem narzędzi kosztuje więcej. Korzyści pojawiają się przede wszystkim wtedy, gdy firma regularnie wykonuje operacje wymagające wielu zmian narzędzi. Warto porównać czas ręcznych przezbrojeń z tym, jak pracowałaby maszyna z ATC, i doliczyć koszt oprawek, narzędzi oraz utrzymania systemu.

Przykłady wyposażenia można znaleźć na stronie przemysłowych ploterów CNC KIMLA.

Automatyczna wymiana narzędzi potrafi wyraźnie usprawnić niektóre procesy produkcyjne, ale nie każda firma jej potrzebuje. Najwięcej daje tam, gdzie liczba i rodzaj wykonywanych operacji uzasadniają jej zastosowanie.