FANUC CNC levert gebruiksvriendelijke prestaties in nieuwe afschuinmachine van Copier

Taak: Het ontwikkelen van een afschuinmachine die lasranden produceert op buizen met grote diameter. Hiervoor moest een CNC worden aangeschaft en een grafische gebruikersinterface (GUI) worden ontwikkeld om het bedienen van de machine te vergemakkelijken.

Oplossing: Een FANUC CNC voor het ontwikkelen van een nieuwe machinegeneratie die elk gewenst schuinteprofiel kan creëren, ongeacht de dikte van de buis. Voor het coördineren van de U- en C-assen van de machine zijn uiterst nauwkeurige encoders nodig en is snelle CNC-verwerking vereist. Omdat de operators weinig of geen ervaring hadden met CNC, werd ook de voorziening gebruikt voor het ontwikkelen van een GUI met Fanuc Picture Software binnen de CNC.

Resultaat: De oplossing werd ontwikkeld met de FANUC CNC nadat Copier Bevelmachines deze had geselecteerd als de meest geschikte toepassing. De machine is erg gemakkelijk te gebruiken. De operators hoeven alleen maar de parameters van de buis in te voeren en vervolgens het gewenste schuinteprofiel te selecteren in de grafische displays. Hierdoor kan de operator de machine bedienen zonder te hoeven werken met de onderliggende NC-code.

Afschuinmachines van Copier uitgerust met FANUC 32i-B-controller

Een eenvoudige controller voor een complexe CNC-toepassing

Voor het perfect aan elkaar lassen van de buizen moeten de uiteinden ervan eerst machinaal worden bewerkt om een profiel te verkrijgen dat bij het lassen kan worden opgevuld. Copier Bevelmachines in Giessen heeft een speciale afschuinmachine vervaardigd voor het produceren van een lasrand. Het bedrijf wendde zich tot FANUC, niet alleen voor CNC-controllers, maar ook voor het ontwikkelen van een grafische interface die de bediening van de machines aanzienlijk moest vereenvoudigen.

Deze afschuinmachines onderscheiden zich van andere draaitoepassingen doordat niet het werkstuk roteert, maar het gereedschap zelf. De reden is dat de machinaal bewerkte stalen buizen erg lang zijn en een diameter van wel 1,2 meter kunnen hebben, en een buiswanddikte van 60 of 70 mm. Deze zware werkstukken worden in de machine gevoerd op een transportband met rollers en vervolgens op hun plek vastgezet met een driehoekig, automatisch gecentreerd vergrendelblok. Het uiteinde van de buis wordt bewerkt door middel van snij-inzetstukken die worden vastgezet in de snijkop van de machine. Het zijn dus de gereedschappen die draaien tijdens de machinale bewerking en niet de werkstukken.
Het bedrijf, dat in 1997 werd opgericht door Jan Copier, is snel uitgegroeid tot een belangrijke speler in deze nichemarkt. Copier investeert in kwaliteit en betrouwbaarheid, maar hecht ook veel belang aan bedieningsgemak, een aspect waarbij de FANUC-controllers nu een grote rol spelen.

Snij-inzetstukken in een gefixeerde stand

“In eerste instantie bouwden we eenvoudige machines met één toevoeras,” zegt Jan Copier. “In deze machines worden snij-inzetstukken vastgezet in een gefixeerde stand op de C-as (de snijkop). Het snijden vindt plaats door het werkstuk langs de C-as te bewegen. De snij-inzetstukken hebben afmetingen die passen bij de vorm die aan het lasvlak moet worden gegeven. Het machinale bewerkingsproces produceert dus een kopie.”
Het grote voordeel van dit systeem is dat het erg eenvoudig is. Het nadeel is dat er speciale snij-inzetstukken nodig zijn, en dat elke vorm slechts één schuinte kan vervaardigen. Bovendien mag de wanddikte van de buis niet boven een bepaalde afmeting komen.

Een drager op de spindelkop

Om te voldoen aan deze vereisten, is een nieuwe generatie machines ontwikkeld waarin de snede wordt geregeld door een CNC-controller. De snij-inzetstukken worden niet langer vastgezet op de spindel, maar op een drager (U-as) op de spindelkop gemonteerd zodat ze naar binnen of naar buiten kunnen worden verplaatst. Deze U-as wordt aangedreven door een speciaal ontworpen mechanische transmissie die met de C-as roteert en ook wordt aangedreven door een extra aandrijfas. De CNC-machine kan elk gewenst schuinteprofiel creëren, ongeacht de dikte van de buis, met dezelfde gereedschappen en snij-inzetstukken. Bovendien zijn andere machinale bewerkingen zoals schroefdraad snijden of insnijden mogelijk.
Snelle verwerking met de CNC-controller

Jan Copier: “De aandrijving is een speciale CNC-toepassing die we U-as noemen. Deze functie is niet bij alle fabrikanten van CNC-controllers leverbaar. De transmissie is zo ontworpen dat de U-as perfect is gesynchroniseerd met de C-as, wat erin resulteert dat de snij-inzetstukken in een gefixeerde stand worden gehouden. De snelheid van de U-as moet iets worden verlaagd of verhoogd in verhouding tot de C-as om de inzetstukken naar binnen of buiten te bewegen. Dit vraagt om uiterst nauwkeurige encoders en ook snelle verwerking in de CNC-controller. Een marktonderzoek liet zien dat de FANUC CONTROLLER het meest geschikt was voor deze toepassing.”

De grafische gebruikersinterface

Aangezien de gebruikers van deze machines niet noodzakelijk ervaring hebben met CNC-bewerking, maakt Copier Bevelmachines gebruik van nog een voordeel van FANUC-controllers: het ontwikkelen van een interface in de PLC-component die in de controller is geïntegreerd. Deze toepassing is door FANUC op verzoek van Copier Bevelmachines volledig geïmplementeerd op basis van de Fanuc Picture Software. Jan Copier: “De gebruikers voeren de parameters in van de buis die ze gaan bewerken en selecteren vervolgens het gewenste schuinteprofiel met behulp van de grafische displays. Deze profielen zijn gestandaardiseerd. We kunnen daarom de gebruiker een bibliotheek bieden. Hiermee kan de operator de machine bedienen zonder direct contact met de onderliggende NC-code. En de interface ondersteunt vele andere opties. Een kenmerkend probleem dat onze klanten tegenkwamen, waren de buistoleranties. Met het programma kunnen ze de ware afmetingen invoeren waarna het systeem automatisch berekent wanneer de aan te houden minimale buiswanddikte is bereikt. De operator weet daarom wat het resultaat is nog voordat de bewerking wordt gestart.”

Gebruikte FANUC-producten