Quá trình thay đổi công cụ quay của tháp điện trên trung tâm phay tiện có tính tự động hóa cao và chính xác, chủ yếu dựa vào hoạt động phối hợp của bộ truyền động mô tơ servo, cơ cấu lập chỉ mục chính xác và thiết bị khóa đáng tin cậy. Dưới đây là giải thích về nguyên tắc và các bước làm việc của nó:

1. Nhận lệnh:

• Hệ thống CNC đưa ra lệnh thay dao dựa trên chương trình gia công (ví dụ: lệnh Txxxx ). Lệnh này bao gồm số trạm dao của dao được yêu cầu.

2. Định hướng trục chính (Nếu cần):

• Nếu trục chính hiện tại (trục quay chính hoặc trục phụ) đang giữ phôi và đường thay dao có thể cản trở phôi hoặc đồ gá, trước tiên hệ thống điều khiển sẽ ra lệnh cho trục quay quay đến góc định hướng thay đổi dao an toàn (ví dụ: trục C được định vị ở 0 độ, 90 độ, v.v.). Điều này đảm bảo tháp pháo có thể xoay mà không va chạm.

3. Mở khóa tháp pháo:

• Cơ cấu khóa hiện tại (thường là khớp nối răng cong kết hợp với xi lanh khóa thủy lực hoặc khí nén) nhận tín hiệu mở khóa.

• Áp suất thủy lực/khí nén được giải phóng. Pít-tông khóa xi lanh rút lại, thắng lực lò xo (nếu có) hoặc di chuyển ngược lại, làm cho các bề mặt răng cong giao phối bị tách ra. Tháp pháo hiện đang nổi và có thể xoay tự do.

4. Xoay tháp pháo (Lập chỉ mục):

• Động cơ servo nhận lệnh từ hệ thống điều khiển và bắt đầu quay.

• Chuyển động quay của động cơ được truyền thông qua cơ cấu bánh răng giảm tốc chính xác (như hộp số hành tinh, bộ truyền động điều hòa hoặc bộ bánh răng trục vít) để giảm tốc độ và khuếch đại mô-men xoắn.

• Trục đầu ra của cơ cấu giảm tốc trực tiếp dẫn động trục phân độ của tháp pháo.

• Hệ thống điều khiển tính toán chính xác góc quay cần thiết (dựa trên sự khác biệt góc giữa các trạm công cụ và số vị trí của tháp pháo - cấu hình phổ biến bao gồm 8, 12 hoặc nhiều trạm hơn, thường kết hợp các vị trí dụng cụ trực tiếp và dụng cụ tiện tĩnh). Mô tơ servo quay đến vị trí mục tiêu theo cấu hình tăng tốc, vận tốc không đổi và giảm tốc được xác định trước.

• Tháp pháo thường được trang bị bộ mã hóa quay hoặc cảm biến góc có độ phân giải cao cung cấp phản hồi theo thời gian thực về vị trí góc chính xác của tháp pháo cho hệ thống điều khiển. Điều này cho phép điều khiển vòng kín, đảm bảo độ chính xác quay cao và khả năng lặp lại (thường trong vòng vài cung-giây hoặc thậm chí ít hơn 1 cung-giây).

5. Định vị chính xác và khóa trước:

• Khi tháp pháo tiếp cận trạm công cụ mục tiêu, hệ thống điều khiển sẽ giảm tốc độ để định vị chính xác.

• Tại vị trí mục tiêu, các răng của khớp nối cong sẽ được căn chỉnh gần đúng. Mô tơ servo thực hiện các điều chỉnh tinh vi để đưa các bề mặt tiếp xúc của khớp nối càng gần khớp hoàn toàn càng tốt (định vị thô).

6. Khóa tháp pháo:

• Hệ thống điều khiển phát ra tín hiệu khóa.

• Hệ thống thủy lực/khí nén điều áp lại, buộc piston xi lanh khóa phải giãn ra.

• Lực cực lớn do pít-tông tạo ra (thường vài tấn trở lên) ép mạnh các bề mặt răng cong giao nhau với nhau. Cấu trúc quá hạn chế này mang lại độ cứng và độ lặp lại cực cao.

• Sau khi khóa hoàn toàn, một cảm biến (chẳng hạn như công tắc áp suất hoặc cảm biến vị trí) sẽ gửi tín hiệu 'khóa hoàn thành' trở lại hệ thống điều khiển.

7. Xác nhận hoàn thành thay đổi công cụ và hành động tiếp theo:

• Hệ thống điều khiển xác nhận tháp pháo đã được khóa an toàn tại trạm mục tiêu.

• Nếu được định hướng sớm hơn, (các) trục xoay có thể được nhả ra khỏi vị trí định hướng của chúng.

• Máy sẵn sàng thực hiện thao tác tiếp theo, chẳng hạn như kích hoạt dao trực tiếp (nếu dao trực tiếp được chọn) để phay, khoan, v.v. hoặc sử dụng dao tiện cho các nguyên công máy tiện.

Các công nghệ và tính năng chính:

• Ổ đĩa servo: Cung cấp khả năng kiểm soát chính xác về tốc độ, vị trí và mô-men xoắn.

• Cơ chế lập chỉ mục chính xác: (Bộ giảm tốc + Khớp nối răng cong) Đảm bảo độ chính xác và độ cứng lập chỉ mục. Khớp nối răng cong là thành phần cốt lõi; độ chính xác trong chế tạo của nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng lặp lại của tháp pháo.

• Khóa có độ cứng cao: Khóa thủy lực/khí nén kết hợp với khớp nối răng cong mang lại độ cứng cực cao cần thiết để chống lại lực cắt trong quá trình gia công.

• Điều khiển vòng kín: Đạt được thông qua bộ mã hóa động cơ và cảm biến vị trí tháp pháo, đảm bảo định vị chính xác và đáng tin cậy.

• Thay đổi dụng cụ nhanh: Các bàn dao trung tâm phay tiện hiện đại thường đạt được thời gian thay dụng cụ (chỉ thời gian quay và định vị bàn xoay, không bao gồm thời gian định hướng trục chính tiềm năng) là 1-3 giây hoặc ít hơn, nâng cao hiệu quả một cách đáng kể.

• Truyền công suất mô-men xoắn cao: Đối với các trạm công cụ trực tiếp, tháp pháo yêu cầu cơ cấu truyền động chính xác bên trong (như bánh răng hoặc khớp nối) để truyền năng lượng từ nguồn truyền động cố định sang giao diện công cụ trực tiếp quay trên tháp pháo.

Nói một cách đơn giản, quá trình này giống như một đĩa quay thông minh, cực kỳ mạnh mẽ:

1. Hệ thống báo cho nó 'Đi đến vị trí X'.

2. Đầu tiên nó thả lỏng 'bàn tay đang nắm' (mở khóa).

3. Một động cơ servo bên trong mạnh mẽ, thông qua các bánh răng giảm tốc, sẽ quay nó một cách chính xác và nhanh chóng để đến gần vị trí mục tiêu.

4. Nó chậm lại khi đến gần vị trí để căn chỉnh chính xác.

5. 'Bàn tay' lại nắm chặt nó với một lực (khóa) cực lớn, đảm bảo nó chắc chắn như đá.

6. Nó báo cáo: 'Đã đạt đến vị trí và khóa, sẵn sàng làm việc!'

Thiết kế này cho phép các trung tâm phay tiện chuyển đổi nhanh chóng và chính xác giữa các dụng cụ tiện và các dụng cụ phay, khoan và các dụng cụ sống khác mà không làm gián đoạn việc thiết lập phôi, đạt được khả năng gia công hoàn chỉnh các bộ phận phức tạp chỉ bằng một lần kẹp.

Lưu ý: Cấu trúc cụ thể (phương pháp khóa, cơ cấu truyền động, loại giảm tốc) và lệnh thay dao (mã M) có thể khác nhau đôi chút giữa các nhãn hiệu và kiểu máy phay tiện khác nhau, nhưng nguyên tắc cốt lõi luôn dựa trên bộ truyền động servo, lập chỉ mục chính xác và khóa mạnh mẽ.