Centrele de prelucrare sunt utilizate pentru a efectua operațiuni multiple precum găurire, frezare, perforare etc. într-un aranjament pe mai multe fețe ale piesei. Aceste operații necesită o serie de scule diferite. Operația de schimbare a sculelor necesită mult timp, ceea ce reduce utilizarea mașinii. Prin urmare, sculele trebuie schimbate automat pentru a reduce timpul inactiv. Acest lucru poate fi obținut folosind facilitatea de schimbător automat de scule (ATC). Ajută piesa de lucru să fie prelucrată într-o configurație, care crește utilizarea și productivitatea mașinii. Un număr mare de scule pot fi stocate în magaziile de scule. Magaziile de scule sunt specificate prin capacitatea lor de stocare, procedura de schimbare a sculei și formă. Capacitatea de stocare variază între 12 la 200. Unele dintre magazii sunt descrise mai jos.  

1. Turela cu scule 

Este cea mai simplă formă de magazie cu scule. Figura 4.6.1 arată schema unei turele cu capacitatea de a ține douăprezece scule. Constă dintr-un depozit de scule fără niciun schimbător de scule. Turela este indexată în poziția necesară pentru operația de  prelucrare dorită. Avantajul turelei este că scula poate fi identificată cu ușurință, dar timpul consumat pentru schimbarea sculei este mai mare dacă scula nu se află în postul adiacent.  

Fig. 4.6.1 Turela cu scule 

2. Magazii de scule

Magaziile de scule sunt în general utilizate în mașinile CNC de găurit și frezat. Comparativ cu turelele de scule, magaziile de scule pot conține mai multe scule, de aceea este esențială gestionarea corectă a instrumentelor. Duplicarea sculelor este posibilă și o nouă sculă de același tip poate fi selectată atunci când o anumită sculă este uzată. Puterea necesară pentru a muta sculele într-o magazie de scule este mai mare în comparație cu cea necesară în turela de scule. Mai jos sunt câteva dintre magaziile de scule utilizate în automatizare.  

2.1 Tip disc sau tambur

Fig. 4.6.2 Magazie cu tambur 

Magazia cu scule de tip disc se rotește pentru a pune scula dorită în poziție cu brațul de schimbare a sculei (Fig. 4.6.2). Diametrul discului/tamburului mai mare presupune un număr mai mare de scule pe care le poate ține. Are goluri în care poate fi introdusă scula. În cazul magaziei de tip tambur care poate depozita o cantitate mare de scule, golurile sunt la suprafață pe toată lungimea.  Poartă cam 12 până la 50 de unelte. Dacă numărul de scule este mai mic, discul este montat pe partea de sus a axului pentru a reduce deplasarea sculei între ax și disc. Dacă sculele sunt mai multe, discul este montat pe perete sau montat pe coloana centrului de prelucrare. Dacă discul este montat pe coloană, atunci are nevoie de o mișcare liniară suplimentară pentru a o muta la stația de încărcare pentru schimbarea sculei. 

2.2 Magazie tip lanț 

Fig. 4.6.3 Magazie tip lanț 

Când numărul de scule este mai mare de 50, se utilizează magazia tip lanț (Fig. 4.6.3). Magazia este montată deasupra sau ca o coloană separată. În magziile lanț sculele sunt identificate fie prin amplasarea lor în suportul sculei, fie prin intermediul unor codări pe suportul sculei. Aceste tipuri de magazii pot fi duplicate. Pot fi două magazii lanț: una este activă pentru prelucrare, iar cea de-a doua este folosită atunci când este nevoie de scula duplicat, deoarece scula activă este uzată. 

2.3 Magazie tip Rack  

Fig. 4.6.4 Magazie Rack 

Magaziile rack sunt o alternativă rentabilă la sistemele obișnuite de magazii de scule (Fig. 4.6.4). Timpul de alegere poate fi optimizat prin utilizarea capacității rafturilor de până la 50 de scule. Capacitatea ridicată de stocare de până la 400 de scule permite o capacitate mare de producție de diferite piese de lucru fără schimbări de scule. De asemenea, pot fi folosite pentru depozitarea pieselor de lucru.

3. Schimbarea automată a sculei 

Fig. 4.6.5 Schimbător automat de scule 

Sculele de la magazii și ax sunt schimbate cu un braț schimbător de scule (Fig. 4.6.5). Activitatea de schimbare a sculei necesită următoarele mișcări: 

a. Axul se oprește la orientarea corectă a brațului de schimbare a sculei pentru a culege scula de la ax. 

b. Brațul de schimbare a sculei se mișcă la ax.

c. Brațul de schimbare a sculei culege scula de la ax.

d. Brațul de schimbare a sculei indexează pentru a ajunge la magazia cu scule.

e. Magazia de scule indexează, astfel încât scula din ax să poată fi plasată.

f. Scula este plasată în magazia de scule.

g. Magazia de scule indexează pentru a aduce scula necesară în poziția de schimbare a sculei.

h. Brațul de schimbare a sculei culege scula din magazia cu scule.

i.  Brațul de schimbare a sculei indexează pentru a ajunge la ax.

j.  Noua sculă este plasată în ax.

k. Brațul de schimbare a sculei se deplasează înapoi în poziția de staționare. 

3.1 Avantajele schimbătorului automat de scule 

• Creșterea siguranței operatorului prin schimbarea automată a sculelor

• Schimbă sculele în câteva secunde pentru întreținere și reparație

• Crește flexibilitatea

• Multi-scule grele și mari pot fi manevrate cu ușurință

• Scade timpul total de producție 

4. Macarale 

Macaralele sunt echipamente de manipulare a materialelor concepute pentru ridicarea și deplasarea sarcinilor grele. Unele dintre tipurile importante de macarale sunt macarale pod, macarale portante și macarale cu braț pivotant. Acestea sunt discutate mai jos.

4.1 Macara pod 

Fig. 4.6.6 Macara pod  

4.2 Macara portantă  

Fig. 4.6.7 Macara portantă 

Aceste tipuri de macarale au unul sau două picioare verticale care susțin puntea orizontală. Puntea macaralei portante are unul sau mai multe elevatoare care ajută la ridicarea verticală, așa cum este arătat în Fig. 4.6.7. Brațele articulate sunt disponibile într-o varietate de dimensiuni. O macara dublă are două picioare. Alte tipuri de macarale portal sunt macaralele semimontant și în consolă. Într-o semi-macara portantă, există un singur picior pe un capăt al punții, iar celălalt capăt este susținut de o șină montată pe perete sau un alt element structural. Într-o macara portantă cu consolă, puntea se extinde dincolo de lungimea picioarelor de sprijin.

4.3 Macara cu braț pivotant 

Fig. 4.6.8 Macara cu braț pivotant 

Este formată dintr-un elevator montat pe o grindă în consolă orizontală, care este susținută de o  coloană verticală, așa cum se arată în Fig. 4.6.8. Grinda orizontală pivotează în jurul axei verticală formată de coloană pentru a asigura o baleiere orizontală pentru macara.  Grinda acționează ca o șină pentru troleul elevatorului pentru a asigura deplasarea radială de-a lungul grinzii. Baleierea orizontală a unei macara cu braț este circulară sau semicirculară. Elevatorul oferă mișcări verticale de  ridicare și coborâre.  

5. Vehicule ghidate pe șine

Acestea sunt echipamente de transport a materialelor constând din vehicule motorizate care sunt ghidate de un sistem de șine fixate. Acestea sunt vehicule autopropulsate care se deplasează pe un sistem cu șină fixă. Vehiculele funcționează independent și sunt conduse de motoare electrice care preiau puterea de pe o șină electrificată. Sistemul cu șină fixă poate fi clasificat ca: 

• Monoșină aeriană

• Șine paralele pe podea

Monoșinele sunt de obicei suspendate deasupra, la tavan. În sistemele de vehicule ghidate pe șină, care folosesc șine fixe paralele pe podea, șinele ies în general din podea. Vehiculele funcționează asincron și sunt conduse de un motor electric de la bord. Vehiculele ghidate pe șină preiau energie electrică de la o șină electrificată. În astfel de vehicule sunt posibile variații de rutare.

6. Transportoare 

Acestea sunt echipamente de transfer de materiale concepute pentru a muta materialele pe căi fixe, de obicei în cantități sau volume  mari. Acestea pot fi clasificate ca sisteme fără alimentare și cu alimentare. În sistemele fără alimentare, materialele sunt deplasate de lucrători umani sau de gravitație, în timp ce în sistemele cu motor, materialele sunt transportate prin utilizarea sistemelor automate. Există diferite tipuri de transportoare, cum ar fi role, roți-patine, curea, remorcare în podea. Transportorul cu troleu aerian și transportorul cu cărucior pe șine sunt utilizate în industrie. 

6.1 Transportor cu role 

 Fig. 4.6.9 Transportor cu role 

În transportoarele cu role, calea constă dintr-o serie de role care sunt perpendiculare pe direcția de deplasare, așa cum este arătat în Fig. 4.6.9. Sarcinile trebuie să posede un fund plat sau să fie plasate în cărucioare. Rolele acționate se rotesc pentru a conduce sarcinile înainte.  

6.2 Transportor remorcher în podea

Este format din cărucior cu patru roți alimentat de lanțuri mobile sau cabluri așezate în șanțuri în podea. Cărucioarele folosesc știfturi de oțel care se proiectează sub nivelul podelei și antrenează lanțul pentru tractare. Știfturile pot fi scoase pentru a permite descărcarea cărucioarelor de pe linia de remorcare pentru scop de încărcare și descărcare.

6.3 Transportor cu căruciorul aerian  

Fig. 4.6.10 Transportor cu căruciorul aerian 

În acest echipament, un vehicul motorizat parcurge o pistă aeriană. Prin mișcarea acestui cărucior, sarcinile pot fi transportate cu ajutorul cârligului, așa cum se arată în figura 4.6.10. Cărucioarele sunt conectate și deplasate de un lanț sau cablu care formează o buclă completă. Acestea sunt adesea utilizate pentru a muta piese ca matrițe grele și ansambluri ale componentelor mașinii. 

6.4 Transportoare bandă 

Fig. 4.6.11 Acționare cu bandă 

Transportoarele cu bandă constau dintr-o buclă continuă de material curea (Fig.4.6.11). Jumătate din lungime este folosită pentru livrarea materialelor, iar cealaltă jumătate este pentru retur. Rola de antrenare acționează banda. Transportoarele cu bandă sunt de două tipuri, și anume benzi plate și benzi jgheab. 

Acestea sunt foarte frecvent utilizate în industrie pentru a transporta mărfuri ușoare sau grele, solide, în vrac, cum ar fi cereale alimentare, zahăr, saci de ciment, cărbune etc. Acestea sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă pentru a transfera cutii de carton de dimensiuni mici la mari de produse. Analiza detaliată și proiectarea transportoarelor nu intră în sfera de aplicare a acestui curs.

7. Masă de indexare rotativă 

Fig. 4.6.12 Masă de indexare rotativă 

Acestea sunt utilizate pentru transferul sincron al pieselor mici de la o stație la altă stație la un singur centru de lucru. Părțile de lucru sunt indexate în jurul unei mese rotative. Stațiile de lucru sunt staționare și de obicei, situate în jurul periferiei exterioare a cadranului cum se arată în Fig. 4.6.12. Piesele care călătoresc pe masa rotativă sunt poziționate la fiecare stație pentru operația prelucrarea sau de asamblare a lor. Acest tip de echipament se numește mașină de indexare sau mașină de indexare cadran. Acestea sunt utilizate în general pentru a efectua operațiuni de asamblare a unor produse de dimensiuni mici, precum ceasuri, bijuterii, circuite electronice, matrițe mici, aparate de consum etc.