Cambiador automático de herramientas

En el mecanizado , se utiliza un cambiador automático de herramientas ( CAT ) en máquinas herramienta de control numérico computarizado (CNC) para mejorar la producción y la capacidad de carga de herramientas de la máquina. Los CAT cambian las herramientas rápidamente, reduciendo el tiempo improductivo. Generalmente se utilizan para mejorar la capacidad de las máquinas para trabajar con varias herramientas. También se utilizan para cambiar herramientas desgastadas o rotas. Representan un paso más hacia la automatización completa. ^{[ 1 ]}

Las máquinas CNC sencillas funcionan con una sola herramienta. Las torretas permiten trabajar con un gran número de herramientas. Si se requieren aún más herramientas, es necesario un cambiador automático de herramientas (ATC). Las herramientas se almacenan en un cargador, lo que permite que la máquina trabaje con una gran cantidad de herramientas sin intervención del operario.

Las partes principales de un cambiador automático de herramientas son la base, el brazo de agarre, el portaherramientas, el brazo de soporte y los cargadores de herramientas. ^{[ 2 ]}

Aunque el ATC aumenta la fiabilidad, la velocidad y la precisión de una máquina, plantea más desafíos en comparación con el cambio manual de herramientas. Por ejemplo, las herramientas utilizadas deben ser fáciles de centrar, fáciles de agarrar para el cambiador y debe existir un método sencillo para su desacoplamiento automático. Las herramientas utilizadas en el ATC se fijan en portaherramientas diseñados específicamente para este fin. ^{[ 3 ]}

Según la forma del cargador, un cambiador automático de herramientas (ATC) puede ser de dos tipos: 1) Los cambiadores de tambor se utilizan cuando el número de herramientas es inferior a 30. Las herramientas se almacenan en la periferia del tambor. 2) Los cambiadores de cadena se utilizan cuando el número de herramientas es superior a 30 (el número varía según el diseño y el fabricante. Es importante tener en cuenta que el número de herramientas para el tipo tambor es menor que para el tipo cadena). Sin embargo, la velocidad de búsqueda de herramientas será menor en este caso. ^{[ 4 ]}

Tras recibir la orden de cambio de herramienta, la herramienta a cambiar adopta una posición fija conocida como "posición de cambio de herramienta". El brazo del cambiador automático de herramientas (ATC) se sitúa en esta posición y recoge la herramienta. El brazo gira entre la torreta de la máquina y el cargador. Dispone de una pinza en cada uno de sus lados. Cada pinza puede girar 90° para entregar las herramientas a la parte frontal de la torreta. Una recogerá la herramienta usada de la torreta y la otra, la nueva del cargador. A continuación, gira 180° y coloca las herramientas en la posición deseada.

Los cambiadores automáticos de herramientas (ATC) se utilizaron inicialmente en máquinas de arranque de virutas, como fresadoras y tornos. También se han empleado sistemas de reordenamiento automático de herramientas en maquinaria para el procesamiento de chapa metálica. Las plegadoras de paneles cuentan con un dispositivo CNC integrado que permite el desplazamiento de los punzones según el tamaño de la pieza. El cambio automático de herramientas en las plegadoras se limitaba a las máquinas integradas en una célula de plegado robótica. Normalmente, un robot de 6 ejes utilizado para manipular las piezas de chapa metálica también se encarga del cambio de punzones y matrices entre diferentes lotes.

Desde la década de 2020, los cambiadores automáticos de herramientas se han popularizado en las plegadoras no robóticas. La configuración más común consiste en un portaherramientas lateral, con un sistema de transporte que recoge las herramientas y las coloca donde se necesitan. Esto reduce el esfuerzo físico del operario y aumenta la productividad general.

El uso de cambiadores automáticos aumenta el tiempo productivo y reduce el tiempo improductivo. Permite el almacenamiento de las herramientas, que se devuelven automáticamente a la máquina herramienta tras realizar las operaciones requeridas, aumenta la flexibilidad de la máquina herramienta, facilita el cambio de herramientas pesadas y de gran tamaño, y permite la renovación automática de los filos de corte. ^{[ 5 ]}

• Automatización
• Control numérico