Elektrowrzeciono z automatyczną wymianą narzędzia ATC 120TD18Z 5.5kW 600Hz ISO30 18000rpm chłodzone wodą

Elektrowrzeciono ATC Wagney 120TD18Z5.5AV o mocy 5,5 kW jest przeznaczone do wiercenia, frezowania, grawerowania i obróbki konturowej na frezarkach, ploterach oraz innych maszynach CNC. Elektrowrzeciono może być wykorzystywane do obróbki drewna, tworzyw sztucznych, aluminium, brązu i pozostałych metali nieżelaznych, pod warunkiem zastosowania właściwych narzędzi oraz parametrów skrawania.

Model osiąga prędkość do 18 000 obr./min i wymaga współpracy z przemiennikiem częstotliwości zapewniającym napięcie wyjściowe 3 × 380 V AC oraz częstotliwość do 600 Hz.

Elektrowrzeciono wyposażono w pneumatyczny system automatycznej wymiany narzędzia ATC, gniazdo narzędziowe ISO30, ceramiczne łożyska skośne klasy P4 oraz układ chłodzenia cieczą. Silnik jest przystosowany do pracy w klasie S1, czyli pracy ciągłej. Takie wykonanie pozwala zastosować wrzeciono w maszynach realizujących wieloetapowe procesy obróbcze z wykorzystaniem magazynka narzędzi.

Elektrowrzeciono może pracować tylko z falownikiem, przetwornicą częstotliwości.

Zaleca się stosowanie falowników o wyższym prądzie wyjściowym jak prąd znamionowy silnika. 

Przy doborze falownika trzeba zwrócić szczególną uwagę na napięcie zasilania wrzeciona.

Elektrowrzeciona występują w dwóch wersjach napięcia zasilania  3x 220 VAC oraz 3 x 380 VAC.

Elektrowrzeciono CNC ATC Wagney 120TD18Z5.5AV o mocy 5,5 kW przystosowane do pracy ciągłej S1

Klasa pracy silnika S1 oznacza, że urządzenie może pracować w sposób ciągły przy znamionowym obciążeniu, pod warunkiem zachowania parametrów określonych przez producenta. Wymaga to prawidłowego działania obiegu chłodzenia, właściwego doboru falownika oraz przestrzegania dopuszczalnych obciążeń wrzeciona.

Moc 5,5 kW i prędkość do 18 000 obr./min umożliwiają wykorzystanie elektrowrzeciona podczas wiercenia, frezowania, grawerowania i obróbki konturowej. Rzeczywiste możliwości obróbcze zależą również od rodzaju materiału, średnicy i geometrii narzędzia, głębokości skrawania, posuwu oraz sztywności całej maszyny CNC.

Automatyczna wymiana narzędzia elektrowrzeciona CNC ATC Wagney 120TD18Z5.5AV

Elektrowrzeciono 120TD18Z5.5AV wyposażono w pneumatyczny system automatycznej wymiany narzędzia. Pozwala on współpracować z magazynkiem narzędzi oraz sterowaniem CNC realizującym kolejne operacje bez konieczności ręcznej wymiany oprawki.

Oprawka narzędziowa jest blokowana mechanicznie za pomocą zespołu sprężyn. Sprężone powietrze jest wykorzystywane do jej zwolnienia przez siłownik jednostronnego działania. Takie rozwiązanie oznacza, że zanik ciśnienia w instalacji pneumatycznej nie powoduje samoczynnego wypięcia narzędzia – mechanizm sprężynowy pozostaje w pozycji zablokowanej.

Maksymalne ciśnienie robocze siłownika zwalniającego narzędzie wynosi 7 bar (100 psi). Powietrze doprowadzane do elektrowrzeciona powinno być czyste, suche i odpowiednio przygotowane, aby ograniczyć przedostawanie się wilgoci oraz zanieczyszczeń do elementów układu pneumatycznego.

Kontrola prawidłowego zamocowania oprawki

Elektrowrzeciono wyposażono w dwa czujniki służące do kontroli stanu mechanizmu mocującego. Umożliwiają one przekazanie do sterowania maszyny informacji o prawidłowym zapięciu oraz zwolnieniu oprawki narzędziowej.

Sygnały z czujników powinny zostać uwzględnione w sekwencji automatycznej wymiany narzędzia. Sterowanie CNC może dzięki temu zablokować uruchomienie wrzeciona, jeżeli oprawka nie została prawidłowo zamocowana, lub zatrzymać procedurę ATC w przypadku nieprawidłowego położenia mechanizmu.

Przedmuch stożka i usuwanie zanieczyszczeń

Podczas wymiany narzędzia uruchamiany jest system przedmuchu gniazda stożkowego. Strumień sprężonego powietrza usuwa pył i drobne zanieczyszczenia z powierzchni styku wrzeciona oraz oprawki. Ogranicza to ryzyko nieprawidłowego osadzenia narzędzia i powstawania bicia spowodowanego obecnością zabrudzeń.

Dodatkowy układ wydmuchu pomaga usuwać wióry z rejonu mocowania narzędzia. Przedmuch nie zastępuje jednak okresowej obsługi – powierzchnie stożka, oprawki i końcówki ściągającej należy regularnie kontrolować oraz czyścić zgodnie z instrukcją producenta.

Ceramiczne łożyska skośne 7008/P4

Przednia część wału jest podparta dwoma zestawami precyzyjnych ceramicznych łożysk kulkowych skośnych 7008/P4 o wymiarach 40 × 68 mm. Łożyska skośne mogą przenosić jednocześnie obciążenia promieniowe i osiowe występujące podczas frezowania.

Klasa dokładności P4 jest stosowana w precyzyjnych układach wrzecionowych pracujących z wysoką prędkością obrotową. Odpowiedni układ łożysk wpływa na sztywność przedniego węzła wrzeciona, dokładność prowadzenia wału oraz stabilność narzędzia pod obciążeniem.

Dla trwałości łożysk istotne znaczenie mają: prawidłowe wyważenie oprawki i narzędzia, zachowanie dopuszczalnej prędkości obrotowej, właściwy dobór parametrów skrawania oraz unikanie nadmiernych obciążeń osiowych i promieniowych.

Przed pierwszym uruchomieniem oraz przed rozpoczęciem obróbki należy przeprowadzić stopniowe wygrzewanie elektrowrzeciona. Procedura pozwala równomiernie rozprowadzić smar w łożyskach oraz stopniowo doprowadzić elementy wrzeciona do temperatury roboczej. Podczas wygrzewania oprawka narzędziowa musi być prawidłowo zamocowana, a układ chłodzenia cieczą powinien pracować. Zwiększone drgania, nietypowy hałas lub nadmierny wzrost temperatury mogą świadczyć o nieprawidłowej pracy układu łożyskowego.

Chłodzenie elektrowrzeciona cieczą

Elektrowrzeciono jest chłodzone cieczą, co umożliwia skuteczne odprowadzanie ciepła ze stojana i korpusu podczas długotrwałej pracy. Stabilizacja temperatury ogranicza nagrzewanie uzwojeń oraz zmiany wymiarowe elementów mechanicznych wrzeciona.

Do pracy wymagany jest zewnętrzny obieg chłodzenia wyposażony w pompę, zbiornik, przewody oraz ciecz. Układ powinien zapewniać ciągły przepływ jeszcze przed uruchomieniem wrzeciona. W instalacjach przemysłowych zaleca się również kontrolę przepływu i temperatury cieczy oraz zastosowanie blokady uniemożliwiającej pracę bez chłodzenia.

UWAGA: nie należy użytkować elektrowrzeciona bez wymuszonego obiegu cieczy chłodzącej. Nie ma możliwości pracy „na sucho”.

Szczelna konstrukcja elektrowrzeciona

Szczelna konstrukcja korpusu ogranicza przedostawanie się pyłu i zanieczyszczeń do wnętrza silnika. Ma to szczególne znaczenie podczas obróbki drewna, tworzyw sztucznych i materiałów generujących drobny pył.

Konstrukcja wrzeciona nie zastępuje jednak odciągu wiórów ani prawidłowej wentylacji przestrzeni roboczej. Skuteczne odpylanie ogranicza osadzanie się zanieczyszczeń na oprawkach, czujnikach, przewodach i elementach układu automatycznej wymiany narzędzia.

Termobimetalowe zabezpieczenie uzwojeń silnika

W stojanie elektrowrzeciona umieszczono termobimetalowy wyłącznik zabezpieczający uzwojenia silnika przed przegrzaniem. Jego przewody zostały wyprowadzone do pinów 4 i 5 złącza zasilającego silnik.

Wyłącznik ma styki typu NC – normalnie zamknięte. W prawidłowym zakresie temperatur styki pozostają zwarte. Po osiągnięciu temperatury zagrażającej uzwojeniom wyłącznik otwiera obwód, przekazując sygnał do układu sterowania maszyny. Po ostygnięciu elektrowrzeciona styki ponownie się zamykają.

Zabezpieczenie termiczne należy podłączyć do odpowiedniego wejścia falownika, sterownika PLC lub nadrzędnego obwodu bezpieczeństwa. Otwarcie styków powinno powodować kontrolowane zatrzymanie napędu. Ponowne zamknięcie wyłącznika po ostygnięciu nie powinno powodować samoczynnego uruchomienia wrzeciona bez potwierdzenia operatora.

Zasilanie elektrowrzeciona przez falownik trójfazowy 600 Hz

Elektrowrzeciono 120TD18Z5.5AV może pracować wyłącznie z odpowiednio dobranym falownikiem, czyli przemiennikiem częstotliwości. Uzwojenia tego wariantu są fabrycznie połączone w gwiazdę i przystosowane do napięcia 3 × 380 V AC ±10%.

Nie należy podłączać elektrowrzeciona bezpośrednio do sieci.

Falownik powinien zapewniać napięcie wyjściowe zgodne z napięciem znamionowym silnika oraz częstotliwość do 600 Hz. Doboru nie należy wykonywać wyłącznie na podstawie mocy podanej w kilowatach. Znamionowy prąd wyjściowy falownika nie może być niższy od prądu znamionowego elektrowrzeciona. 

Podczas konfiguracji przemiennika należy wprowadzić parametry silnika zgodne z tabliczką znamionową i dokumentacją techniczną. Dotyczy to w szczególności napięcia, prądu, częstotliwości znamionowej, maksymalnej prędkości obrotowej oraz czasów rozpędzania i hamowania.

Seria 120TD może występować w wariantach 3 × 220 V AC oraz 3 × 380 V AC. Opisywany model jest wersją 3 × 380 V AC, dlatego podczas zamawiania i doboru falownika należy zweryfikować pełne oznaczenie elektrowrzeciona oraz dane z tabliczki znamionowej.

Elektrowrzeciono ATC 120TD18Z5.5AV - zastosowanie:

  • frezarki i plotery CNC z magazynkiem narzędzi,
  • maszyny przeznaczone do wiercenia i frezowania,
  • centra obróbcze realizujące kilka operacji w jednym cyklu,
  • linie produkcyjne wymagające automatycznej wymiany narzędzia,
  • obróbka drewna, tworzyw sztucznych i materiałów kompozytowych,
  • obróbka aluminium oraz innych metali nieżelaznych po dobraniu odpowiednich parametrów skrawania.

Elektrowrzeciono ATC 120TD18Z5.5AV - najważniejsze wymagania instalacyjne:

  • falownik z wyjściem 3 × 380 V AC i częstotliwością do 600 Hz,
  • prąd wyjściowy falownika nie mniejszy niż prąd znamionowy silnika,
  • zewnętrzny układ chłodzenia cieczą,
  • instalacja sprężonego powietrza o ciśnieniu nieprzekraczającym 7 bar,
  • czyste i osuszone powietrze zasilające mechanizm ATC,
  • podłączenie czujników położenia mechanizmu mocującego do sterowania CNC,
  • włączenie wyłącznika termicznego w układ zatrzymania maszyny,
  • stosowanie wyważonych oprawek i narzędzi dopuszczonych do pracy z prędkością 18 000 obr./min.

Dane techniczne elektrowrzeciona ATC 120TD18Z5.5AV:

Producent Wagney
Model 120TD18Z5.5AV
Moc silnika 5,5 kW
Obroty nominalne 18 000 obr./min
Obroty maksymalne 18 000 obr./min
Napięcie znamionowe 3 × 380 V AC ±10%
Częstotliwość znamionowa 600 Hz
Znamionowy moment obrotowy 2,9 Nm
System mocowania narzędzia ISO30
Automatyczna wymiana narzędzia Tak
Sposób zwalniania narzędzia Pneumatyczny siłownik jednostronnego działania
Maksymalne ciśnienie robocze 7 bar (100 psi)
Łożyska przednie Ceramiczne łożyska kulkowe skośne 7008/P4
Wymiary łożysk 40 × 68 mm
Chłodzenie Cieczą
Klasa pracy silnika S1 – praca ciągła
Czujniki kontroli mocowania 2
Zabezpieczenie termiczne Wyłącznik termobimetalowy NC

Dane techniczne

  • Moc silnika:    5.5 kW
  • Napięcie zasilania [V]:    380 V
  • Chłodzenie:    Ciecz
  • Wielkość:    GDZ120
  • Uchwyt:    ISO 30
  • Obroty max. [obr/min]:    18000
  • Znamionowy moment obrotowy [Nm]:    2.9
  • Częstotliwość:    600 Hz
  • Typ łożyska:    Skośne
  • ATC:    Tak
  • Obroty nominalne [obr/min]:    18000