정의
ATC CNC 라우터는 캐비닛 제작, 도어 제작, 가구 제작, 공예품 제작, 장식, 악기, 간판 제작, 창문, 테이블 및 가장 인기 있는 목공 프로젝트 및 계획을 위한 다양한 디자인에 따라 수동 작업 대신 도구 매거진에서 라우터 비트를 자동으로 변경하는 자동 도구 교환기 키트가 있는 CNC 가공 센터 유형입니다. 스핀들은 일반적으로 4~12개의 라우터 비트와 커터가 있는 도구 매거진을 운반하며, 기계가 작동할 때 작업 요구 사항에 따라 자동으로 변경할 수 있으며 수동 작업이 필요하지 않습니다. 가장 일반적인 유형의 ATC CNC 라우터 키트에는 선형 ATC CNC 키트, 드럼 ATC CNC 키트(회전 ATC CNC 키트), 체인 ATC CNC 키트가 있습니다.
자동 공구 교환 장치는 스핀들과 공구 매거진 사이에서 공구를 이송, 로드 및 언로드하는 장치입니다. 자동 공구 교환장치(Automatic Tool Changer)는 CNC 가공 분야의 ATC의 전체 이름입니다.
자동 공구 교환기 키트는 지속적인 작업으로 CNC 기계를 구동합니다. 즉, 각 공정이 완료된 후 다음 공정에 사용되는 새 공구가 자동으로 스핀들로 변경되고 스핀들이 공구를 픽업하며 공구 교환은 일반적으로 매니퓰레이터, 매거진 및 스핀들의 조화로운 동작으로 완료됩니다.
멀티 스핀들 CNC 라우터와 비교했을 때, ATC는 헤드스톡에 스핀들 하나만 있으면 되고, 스핀들 구성 요소는 다양한 정밀 가공의 요구 사항을 충족할 만큼 충분한 강성을 가지고 있습니다. 또한, 툴 매거진은 복잡한 부품의 다단계 가공을 위한 많은 수의 툴을 저장할 수 있어, 공작 기계의 적응성과 가공 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. ATC 시스템은 툴 매거진과 자동 툴 교환 장치의 두 부분으로 구성되어 있습니다. 두 가지 주요 장점이 있습니다. 첫 번째는 스핀들 하나만 예약되어 있어 스핀들의 구조를 단순화하고 스핀들의 강성을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 두 번째는 다양한 유형과 기능을 가진 많은 수의 라우터 비트를 라이브러리에 저장할 수 있어 다양한 복잡하고 다단계의 가공 절차를 편리하게 완료할 수 있다는 것입니다.
자동 공구 교환 키트는 공구 매거진, 공구 선택 시스템, 공구 교환 메커니즘 및 기타 부품으로 구성되며 구조가 더 복잡합니다. 매거진과 스핀들 사이에서 비트를 이송하고 사용할 비트를 스핀들에 밀어 넣은 다음 교체된 비트를 다시 매거진 내부로 보내는 역할을 담당합니다. 이 교환 방법은 이전 방법만큼 간단하지는 않지만 공구 교환을 위해 매거진과 스핀들이 이동하는 것을 방지하고 자동화된 공구 교환기로 교체됩니다. 이러한 방식으로 기계 구성 요소의 이동 범위가 줄어들고 변경이 더 빠르게 완료되며 디자인 레이아웃도 더욱 유연해집니다.
작동 원리
자동 공구 교환 시스템에서 매거진과 스핀들 사이의 공구의 이송 및 적재 및 하역을 실현하는 장치를 공구 교환기라고 합니다. 공구를 교환하는 방법에는 매거진과 스핀들의 상대 이동과 조작기의 두 가지가 있습니다. 매거진과 스핀들의 상대 이동을 사용하여 공구 교환을 실현하는 장치는 공구를 교환할 때 먼저 사용된 공구를 매거진으로 되돌린 다음 매거진에서 새 공구를 꺼내야 합니다. 두 가지 동작은 동시에 수행할 수 없으며 공구 교환 시간이 길어집니다.
그러나 조작기 툴 체인저는 교환 중에 스핀들과 매거진의 비트를 동시에 잡고 로드 및 언로드할 수 있으므로 교환 시간이 더욱 단축됩니다. 로봇을 사용한 툴 교환 방법이 가장 널리 사용됩니다. 이는 조작기가 교환에 유연하고 동작이 빠르며 구조가 간단하기 때문입니다. 조작기는 잡기-그리기-돌리기-삽입-반환과 같은 일련의 동작을 완료할 수 있습니다. 비트가 떨어지는 것을 방지하기 위해 조작기의 가동식 클로에는 자체 잠금 메커니즘이 장착되어 있습니다.
특징 및 장점
고출력 자동 공구 교환기 스핀들을 채택하여 시동 성능이 좋고 토크가 크며, 기계의 고속 및 고효율의 장점을 최대한 활용할 수 있습니다. 일본에서 만든 고토크 서보 모터를 채택하여 저소음, 고속 및 높은 위치 정확도의 장점이 있습니다. 고유한 공구 매거진을 장착하여 원하는 라우터 비트를 자유롭게 교체할 수 있습니다. 공구 교체 시간은 몇 초에 불과합니다. 표준 공구 매거진에는 공구 8개가 제공되며, 더 큰 용량의 공구 매거진을 사용자 정의할 수 있습니다.
비용
ATC(자동 공구 교환기) CNC 라우터 머신의 비용은 머신의 사양, 크기, 기능 및 브랜드에 따라 크게 다를 수 있으며, 일반적으로 약 10,800달러에서 100,000달러 이상까지 다양합니다. 초보자용 취미용 ATC CNC 라우터 키트의 평균 가격은 12,000달러인 반면, 고급 기능, 더 큰 작업 영역 및 추가 기능이 있는 일부 고급 산업용 ATC CNC 라우터 테이블은 일반적으로 더 비쌉니다. 전반적으로 공구 교환기가 있는 ATC CNC 라우터를 구매하는 평균 비용은 약 16,000달러입니다. 필요에 따라 정확한 가격을 알아보려면 특정 제조업체 또는 공급업체에 문의하는 것이 좋습니다.
대부분의 목공예인은 ATC CNC 라우터를 소유하고 싶어하지만, 일부는 일반 CNC 기계를 자동 툴 체인저 키트로 업그레이드하는 데 얼마나 드는지 전혀 모릅니다. 2025년 산업용 CNC 시장 보고서에 따르면 DIY를 하려면 일반 기계에 추가로 3,000~8,000달러를 지출해야 합니다.
제품 사양
| 브랜드 | STYLECNC |
| 테이블 크기 | 4' x 4', 4' x 6', 4' x 8', 5' x 10', 6' x 12' |
| 축 | 3축, 4th 축, 4축, 5축 |
| 능력 | 2D 가공, 2.5D 가공, 3D 금형/기계공작 |
| 소스 | 목재, 금속, 알루미늄, 구리, 황동, 돌, 폼, 플라스틱 |
| 유형 | 가정용 취미 유형과 상업용 산업용 산업 유형 |
| 소프트웨어 | ArtCAM, Type3, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, Solidworks, MeshCAM, AlphaCAM, UcanCAM, MasterCAM, CASmate, PowerMILL, Fusion360, Aspire, AutoCAD, Autodesk Inventor, Alibre, Rhinoceros 3D |
| 제어 장치 | OSAI, 신텍, LNC |
| PRICE RANGE | 6,000.00달러 - 110,000.00달러 |
| OEM 서비스 | X, Y, Z 축 작업 영역 |
| 선택적 부품 | 집진기, 회전 장치, 진공 펌프, 서보 모터, 냉각 시스템, 콜롬보 스핀들 |
유형
자동 공구 교환기는 선형형, 드럼형, 체인형의 3가지 일반적인 유형으로 나뉩니다. 여기서는 하나씩 소개하겠습니다.
리니어 타입
이것은 4~12개의 도구가 있는 잡지에 사용되는 인라인 체인저의 한 유형입니다. 빠른 도구 교체와 사용하기 쉬운 것이 특징입니다.
드럼 유형
이것은 CTM 유형 ATC 및 디스크 유형 ATC라고도 알려진 회전식 체인저 유형입니다. 8~20개의 도구가 있는 매거진에 사용됩니다.
체인 유형
낮은 공구 교환 속도의 수직 CNC 기계에 사용됩니다. 30개 이상의 공구가 있는 매거진에 맞게 설계되었으며, 공구 운반 용량이 가장 좋습니다.
CNC 가공에서 공구를 어떻게 교체하나요?
로타리 공구 홀더
회전 공구대는 가장 간단한 체인저 중 하나로, 일반적으로 CNC 선반에 사용됩니다. 정사각형, 육각형 또는 디스크형 축 방향 공구 받침대와 같은 다양한 형태로 설계할 수 있습니다. 회전 홀더에 각각 6개,개 또는 그 이상의 공구가 설치되고, 비트는 수치 제어 장치의 지시에 따라 변경됩니다. 회전 공구 홀더는 거친 가공 중 절삭 저항을 견딜 수 있도록 구조적으로 강도와 강성이 좋아야 합니다. 선삭 가공 정확도는 공구 팁의 위치에 크게 좌우되므로 컴퓨터 수치 제어 선반의 경우 가공 공정 중에 공구 위치를 수동으로 조정하지 않으므로 회전 공구를 보장하기 위해 신뢰할 수 있는 위치 지정 체계와 합리적인 위치 지정 구조를 선택하는 것이 더 필요합니다. 각 인덱싱 후 랙은 가능한 가장 높은 반복 위치 지정 정확도(일반적으로 0.001-0.005mm). 일반적인 상황에서 회전 홀더의 교체 동작에는 홀더 리프팅, 홀더 인덱싱, 홀더 프레싱이 포함됩니다.
스핀들 헤드 교체
스핀들 헤드 툴 체인지는 회전 툴이 있는 CNC 기계에 대한 비교적 간단한 툴 체인지 방법입니다. 이 스핀들 헤드는 실제로 터릿 툴 매거진입니다. 스핀들 헤드에는 수평 및 수직의 두 가지 유형이 있습니다. 일반적으로 터릿 인덱싱은 자동 툴 체인지를 실현하기 위해 스핀들 헤드를 교체하는 데 사용됩니다. 터릿의 각 스핀들에는 각 공정에 필요한 회전 툴이 미리 설치되어 있습니다. 툴 체인지 명령이 발행되면 각 스핀들 헤드가 차례로 가공 위치로 회전하고 주 동작이 켜져 해당 스핀들이 비트를 회전하도록 구동합니다. 비가공 위치의 다른 스핀들은 주 동작에서 분리됩니다. 스핀들 툴 체인지 장치는 자동 풀림, 클램핑, 언로딩, 로딩 및 언로딩과 같은 일련의 복잡한 작업을 절약하여 체인지 시간을 단축하고 체인지의 신뢰성을 향상시킵니다. 그러나 공간 위치의 제한으로 인해 스핀들 구성 요소의 구조적 크기가 너무 클 수 없으므로 스핀들 시스템의 강성에 영향을 미칩니다. 스핀들의 강성을 보장하기 위해 스핀들의 개수를 제한해야 하며, 그렇지 않으면 구조 크기가 커집니다. 따라서 터렛 스핀들 헤드는 일반적으로 컴퓨터 수치 제어 드릴링 및 밀링 머신과 같이 공정이 적고 정밀도 요구 사항이 낮은 기계에만 적합합니다.
자동 공구 교환 시스템
회전 공구 받침대와 터렛 헤드 유형 체인저는 너무 많은 비트를 수용할 수 없기 때문에 복잡한 부품의 가공 요구를 충족할 수 없습니다. 따라서 ATC CNC 기계는 대부분 공구 매거진이 있는 자동 체인저를 사용합니다. 공구 매거진이 있는 장치는 매거진과 공구 교환 메커니즘으로 구성되며 교환 프로세스가 더 복잡합니다. 첫째, 가공 프로세스에 사용되는 모든 비트는 표준 홀더에 설치해야 하며 기계 외부에서 크기를 미리 조정한 후 특정 방식으로 매거진에 넣어야 합니다. 변경할 때 먼저 매거진에서 비트를 선택한 다음 체인저가 매거진이나 스핀들에서 비트를 꺼내 교환하고 새 비트를 스핀들에 넣고 오래된 비트를 다시 매거진에 넣습니다. 매거진은 용량이 크고 헤드스톡 측면이나 위에 장착할 수 있습니다. 자동 공구 교환 매거진이 있는 기계의 헤드스톡에는 스핀들이 하나뿐이므로 스핀들 구성 요소의 강성이 높아 정밀 가공 요구 사항을 충족해야 합니다. 또한, 매거진의 비트 수가 많기 때문에 복잡한 부품의 다중 공정 처리를 수행할 수 있어 기계의 적응성과 처리 효율이 크게 향상됩니다. 매거진이 있는 ATC 시스템은 드릴링 센터와 머시닝 센터에 적합합니다.
잡지와 도구를 어떻게 선택하나요?
도구 매거진 유형
도구 매거진은 특정 수의 라우터 비트를 예약하는 데 사용되며, 이는 조작기를 통해 스핀들의 비트와 교환할 수 있습니다. 디스크 유형 매거진 및 체인 유형 매거진과 같은 다양한 유형의 매거진이 있습니다. 매거진의 형태와 용량은 기계의 기술적 범위에 따라 결정되어야 합니다. 디스크 도구 매거진에서 라우터 비트의 방향은 스핀들과 같은 방향입니다. 비트를 변경할 때 스핀들 상자가 특정 위치로 올라가 스핀들의 비트가 매거진의 하단 위치와 정렬되고 라우터 비트가 고정되고 스핀들이 컴퓨터의 제어를 받으며 핸들을 풀고 디스크 도구 매거진이 앞으로 이동하여 스핀들의 라우터 비트를 꺼낸 다음 매거진이 다음 공정에서 사용된 비트를 스핀들과 정렬된 위치로 회전시키고 매거진을 뒤로 돌려 새 비트를 스핀들 구멍에 삽입하고 스핀들이 홀더를 고정하고 스핀들 상자가 작업 위치로 낮아지고 도구 변경 작업이 완료되고 다음 공정이 작동하기 시작합니다. 이 공구 교환 장치의 장점은 구조가 간단하고 비용이 저렴하며 교환 신뢰성이 좋다는 것입니다. 단점은 교환 시간이 길고 매거진 용량이 작은 가공 센터에 적합하다는 것입니다. 큰 매거진 용량이 필요한 가공 센터의 경우 체인 도구 매거진을 사용합니다. 매거진은 구조가 콤팩트하고 매거진 용량이 큽니다. 체인 링의 모양은 기계의 레이아웃에 따라 다양한 유형으로 만들 수 있습니다. 모양, 교환 위치도 돌출되어 교환을 용이하게 할 수 있습니다. 라우터 비트 수를 늘려야 할 때 체인의 길이만 늘리면 되므로 매거진의 설계 및 제조에 편의성을 제공합니다.
도구 선택 방법
매거진에는 많은 비트가 저장되어 있습니다. 각 변경 전에 비트를 선택해야 합니다. 일반적으로 사용되는 도구 선택 방법에는 순차적 방법과 임의적 방법이 있습니다. 도구는 공정 요구 사항에 따라 차례로 매거진 홀더에 삽입됩니다. 처리 과정은 비트를 순서대로 조정하는 것입니다. 다른 작업물을 처리할 때 매거진의 비트 순서를 다시 조정해야 합니다. 장점은 매거진의 구동 및 제어가 비교적 간단하다는 것입니다. 따라서 이 방법은 대량의 처리 배치와 소수의 작업물 품종을 가진 중소형 컴퓨터 수치 제어 기계의 자동 도구 변경에 적합합니다. 수치 제어 시스템의 발전으로 대부분의 수치 제어 시스템은 임의 도구 선택 방법을 채택하는데, 이는 도구 홀더 코딩, 도구 코딩 및 메모리 유형의 3가지 유형으로 나뉩니다.
도구 코딩 방법
도구 코드 또는 홀더 코드는 일반적으로 이진 코딩 원칙에 따라 코딩되는 도구 또는 홀더에 코드 막대를 설치하여 식별해야 합니다. 선택 방법은 특수 도구 홀더 구조를 채택하고 각 비트에는 고유한 코드가 있으므로 비트를 다른 공정에서 재사용할 수 있으며 교체된 비트를 원래 홀더에 다시 넣을 필요가 없습니다. 대용량 매거진은 그에 따라 줄일 수 있습니다. 그러나 각 비트에는 특수 코딩 링이 있어 길이가 길어지고 제조가 어렵고 매거진과 조작기의 구조가 복잡해집니다. 홀더의 코딩 방법은 하나의 칼이 하나의 홀더에 해당한다는 것입니다. 하나의 홀더에서 제거된 도구는 동일한 홀더에 다시 넣어야 합니다. 픽 앤 플레이스 비트는 번거롭고 변경하는 데 시간이 오래 걸립니다. 현재 메모리 방법은 가공 센터에서 널리 사용됩니다. 이런 식으로 매거진의 홀더 번호와 위치를 CNC 시스템의 PLC에 적절히 저장할 수 있습니다. 공구 정보는 공구가 어떤 고정구에 놓여 있든 항상 PLC에 저장됩니다. 매거진에는 각 홀더의 위치 정보를 얻을 수 있는 위치 감지 장치가 장착되어 있습니다. 이런 식으로 공구를 원하는 대로 꺼내고 반환할 수 있습니다. 또한 매거진에는 기계적 원점이 있어 칼을 선택할 때마다 가장 가까운 칼이 선택됩니다.
어플리케이션
ATC CNC 라우터 머신은 가구 및 주택 개량, 목공예, 캐비닛, 스크린, 광고, 악기 또는 정밀 기기 쉘 가공 산업과 같은 광범위한 산업에서 사용할 수 있습니다. 그리고 가공할 수 있는 재료에는 주로 목재, 유리, 석재, 플라스틱, 아크릴 및 절연 재료와 같은 다양한 비금속 재료가 포함됩니다.
목공
홈 도어, 3D 웨이브 보드 가공, 캐비닛 도어, 견고한 목재 도어, 공예용 목재 도어, 페인트 없는 도어, 스크린, 공예용 창문 제작, 구두 광택제, 게임기 캐비닛 및 패널, 컴퓨터 테이블 및 패널 가구 제작.
금형 제작
구리, 알루미늄, 철 등의 금속금형은 물론, 목재, 석재, 플라스틱, PVC 등의 비금속금형도 제작할 수 있습니다.
광고 및 애호가
간판 제작, 로고 제작, 레터링, 아크릴 커팅, 블리스터 성형, 장식 등.
산업 제조
그것은 공예 및 선물 산업에서 널리 사용되는 모든 종류의 그림자 조각품과 구호 조각품을 만들 수 있습니다.
문제해결
ATC가 있는 CNC 라우터는 컴퓨터 수치 제어 기계의 가장 강력한 분류입니다. 가공 강도와 속도는 다른 컴퓨터 수치 제어 기계와 비교할 수 없지만 완전 자동화된 기계 장비로서 일상적인 검사 및 유지 관리도 매우 필요합니다. 툴 체인저가 있는 CNC 라우터는 일반적인 컴퓨터 수치 제어 기계의 감지 및 오류 진단 방법과 완전히 다릅니다.
기계 작동 검사 방법
작동 검사 방법은 기계의 실제 작동을 관찰하고 모니터링하여 오작동 위치를 결정하고 오류의 근본 원인을 추적하는 방법입니다. 일반적으로 컴퓨터 수치 제어 기계 키트는 자동 공구 교환기, 교환 테이블 장치, 고정구 및 전달 장치 등과 같은 유압 및 공압 제어 부품을 채택하여 동작 진단을 통해 오류의 원인을 결정하는 데 사용할 수 있습니다.
상태 분석 방법
CNC 시스템은 고장 진단 정보를 표시할 뿐만 아니라 진단 주소와 진단 데이터 형태로 다양한 진단 상태를 제공할 수도 있습니다. 예를 들어, 시스템이 참조 지점으로 잘못 복귀하는 경우 관련 매개변수의 상태 값을 확인하여 고장 원인을 확인할 수 있습니다.
CNC 프로그래밍 체크 방법
CNC 프로그래밍 검사 방법은 프로그램 기능 테스트 방법이라고도 합니다. 특수 테스트 프로그램 세그먼트를 컴파일하여 오류 원인을 확인하는 방법입니다. 수동 프로그래밍 방법을 사용하여 시스템 기능(선형 위치 지정, 원호 보간, 나사 절삭, 고정 사이클, 사용자 매크로 프로그램 등)에 대한 기능 테스트 프로그램을 컴파일하고 테스트 프로그램을 실행하여 기계의 정확성과 신뢰성을 검사하여 이러한 기능을 수행한 다음 오류 원인을 확인할 수 있습니다. 일반적으로 테스트 프로그램은 기계를 수리하기 위한 지침과 함께 작성되며 오류가 발생하면 프로그램을 실행하여 오류가 무엇인지 확인합니다.
계측기 검사 방법
계측기 검사 방법은 기존의 전기 계측기를 사용하여 AC, DC 전원 공급 장치 각 그룹의 전압, 위상 DC 및 펄스 신호 등을 측정하여 오류를 찾는 것을 말합니다.
수치제어시스템 자체진단방법
수치 제어 시스템의 자체 진단은 시스템의 내부 자체 진단 프로그램 또는 특수 진단 소프트웨어를 사용하여 시스템 내부의 주요 하드웨어와 시스템의 제어 소프트웨어를 자체 진단하고 테스트하는 진단 방법입니다. 주로 전원 켜기 자체 진단, 온라인 모니터링 및 오프라인 테스트를 포함합니다. CNC 기계는 시스템의 자체 진단 기능을 사용하여 시스템과 각 부분 간의 인터페이스 신호 상태를 쉽게 표시하고 오류의 일반적인 위치를 찾을 수 있습니다. 오류 진단 프로세스에서 가장 일반적으로 사용되는 방법입니다.