加工中心机自动换刀系统介绍

　　立式加工中心機自動換刀系統(以下简称ATC)，是在於加工的過程中做加工刀具交換的重要角色，要是沒有它，那更換刀具的工作，將是非常辛苦又危險的差事。以ATC的做動方式做區分，其他也有形形色色的刀具交換方式，但是都不及我們目前使用的刀臂式ATC換刀動作迅速跟確實。

　　以前我們廠內的立式加工中心機因為機種少，使用的是自製的刀臂式ATC換刀系統，不能說不好只是有點不夠完善，在後來陸續開發新的機種後，開始導入使用“德士”的ATC 換刀系統，使用的型式是“德士Ⅱ型”的#40刀臂式ATC，並搭配外包刀倉使用整組刀庫換刀系統，到現在也有8~9年的時間，總共使用了將近約1200多組。

　　“德士Ⅱ型”的刀臂式ATC換刀系統，搭配的馬達是“億大”3/4HP-1:12齒輪比，在德士提供的規格書上標示換刀時間是50/60HZ、2.33/1.96秒，我們是使用變頻器做為驅動ATC馬達的控制方式，標準設定是60HZ，因此沒有地區電壓頻率影響換刀時間的問題，但是60HZ/1.96秒標示的是ATC換刀臂旋轉一圈的時間，使用在機台上時就要搭配主軸夾放刀的等待暫停時間，與ATC馬達暫停再啟動時的加減速時間，因此實際上我們機台#40的ATC換刀時間大約是在3秒左右。

　　在客戶計算加工費用的時候，時間就是金錢，軸向要快速移動以節省加工時間，ATC的換刀時間當然也就分秒必爭了，在我們目前使用的整個換刀機構來說2.5~3秒，算是一種標準時間了，也是“德士Ⅱ型”的刀臂式ATC換刀系統動作時間的極限。

　　最近導入使用的新型“德士A402型” ATC，搭配的馬達是“億大”3/4HP-1:8齒輪比，在德士提供的規格書上標示的換刀時間是50/60HZ、1.55/1.31秒，在控制上我們同樣是使用變頻器做驅動，標準設定是60HZ，因此也沒有地區電壓頻率影響換刀時間的問題，而60HZ/1.31秒的換刀時間，在我們機台上實際使用時換刀時間約是1.5秒，因為在主軸會配合刀臂的速度做提前夾放刀，在刀臂到定位時，馬達會準備減速但不停止的確認主軸放刀的動作，打刀缸也由原“臻賞”G4000型，改為動作更快速而且不用加油的G6000型打刀缸，因此換刀時間只比規格書上標示時間慢約0.19秒。

　　“德士A402型” ATC的1.5秒換刀時間，跟“德士Ⅱ型”的3秒換刀時間相比較，只能說是比較快的ATC換刀系統，而且這也將是我們以後的標準ATC換刀時間，所以換刀速度雖然比較快，也還不適合稱為快速換刀系統，這應該算是我們換刀速度與品質的提升，因為還有其他我們沒有使用的更快換刀系統，1秒換刀與0.8秒換刀也都有，只是適不適用於我們機台上的問題。

　　有機台操作經驗的使用者一定會質疑，ATC的動作這麼快，提早放夾刀不就跟舊機台的設計相同，會有手動故障排除時掉刀的問題，而這就是我們在使用“德士A402型” ATC時，夾放刀感應凸輪設計上不同的地方，自動換刀與故障排除換刀的時序是分開控制，因此在調校ATC刀臂的時候只要使用手動故障排除的方式，將刀臂移到主軸夾放刀的定點，確認夾放刀位置後，自動換刀就沒問題了，基本上設計的好夾放刀感應凸輪就不用再做調整，在機台的操作上也會更容易一些。（表一）

“德士A402” ATC訊號圖（表一）

　　經常我們會在型錄上看到T-T與C-C的ATC換刀時間，可能有點複雜，以下簡略做說明：

　　T-T的換刀時間，指的是是ATC刀臂換刀一次的時間，主要標榜的是ATC的旋轉速度，在實際使用上還要有刀套下，換完刀再刀套上升的時間差，也因此在換刀時間的標示時會有兩種不同方式。（表二）

　　C-C的換刀時間，指的是三軸在行程的中央，移動到原點做一次刀具交換後，再回到三軸行程中央的位置。這個測試主要是模擬加工中換刀的時間，因此除了ATC的換刀速度的表現，還要搭配軸向移動的速度才行，而這個換刀時間是我們在機台設計時，要更進一步追求改善的方向。

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