ЦПУ за бъдещето
Нова машинна платформа за шлифоване на Studer с нов контролер на FANUC
Вътрешното шлифоване на части на фланци или шпиндели с дължина до 1300 мм не представлява никакъв проблем за новия Studer S141. Машината, представена за първи път през 2014 г., е авангардът на нова машинна платформа за универсално вътрешно шлифоване, който ще бъде последван от още модели с допълнителни размери на EMO 2015. Наред с разнообразие от нови функции, S141 също така е оборудвана и с най-новия модел ЦПУ 31i-B на FANUC, който от своя страна предлага множество подобрения в сравнение с предшественика си.
С S141 Studer планира да завоюва нов пазарен сегмент. Машината за универсално вътрешно шлифоване, която ще се предлага с допълнителни размери на EMO 2015, е напълно подходяща за шлифоване на детайли с дължина до 1300 мм, като например шпиндели, корпуси на шпиндели, роторни валове или оси. Докато малките компоненти само се поставят в патронника, дългите детайли могат също така да се поддържат от неподвижен люнет.
Изцяло препроектираният S141 впечатлява даже на хартия: максималната дължина на вътрешно шлифоване е 250 мм, а външната дължина е 150 мм. Максималният диаметър на завъртане над масата е максимум 400 мм, а теглото на обработваното изделие може да достига 250 кг. С S141 Studer означава също и прецизност, базирана най-вече на машинното легло Granitan® с добре известните му топлинни и демпфиращи характеристики. Голямото разстояние между направляващите и много стабилната конструкция на шейните осигуряват висока стабилност, която е задължителна за динамичната прецизна машинна обработка на метали. Освен това всички компоненти, свързани с прецизността, са температурно стабилизирани.
Иновации, които подобряват производителността, като например патентованата система от направляващи StuderGuide® осигуряват бързи и високопрецизни движения на осите. Особено защото всички оси са оборудвани с линейни задвижвания. Въртящата се шпинделна глава за шлифоване с до четири шлифовъчни шпиндела (включително максимум два шпиндела за външно шлифоване) разполага с директно задвижване, поради което е изключително бърза. За паралелно шлифоване по осите на конуси и скосявания масата за обработвани детайли може да се върти автоматично. За всяко приложение Studer има подходяща стратегия за изправяне на шлифовъчните дискове на до две станции за изправяне. Освен това има вградена сонда, която може да определя надлъжната позиция аксиално и радиално.
ЦПУ-то: доказана надеждност и иновация
Що се отнася до контролера, Studer разчита на доказана технология и солиден опит, както подчертава Волфганг Лабус, ръководител на отдела за проектиране на продукти: „Още от далечната 1992 г. работим в тясно партньорство с FANUC в областта на технологиите за управление и задвижване. Особено ценим високата надеждност на хардуера и софтуера на FANUC, което важи и за най-новите им продукти на пазара. Затова не се поколебахме да оборудваме също и новата ни разработка S141 с относително новата генерация контролери 31i Model B на FANUC.“
Както с контролерите на FANUC, използвани за машините на Studer в миналото, избраната версия също е оборудвана с интегриран промишлен компютър „Panel i“ на FANUC, на който софтуерът на Studer се изпълнява със собствен потребителски интерфейс. Това включва например StuderPictogramming, където потребителят подрежда индивидуалните цикли на шлифоване и ISO кодът се генерира от компютъра. Софтуерът за измерване на шлифовъчните дискове Studer Quick-Set намалява циклите на изправяне с до 90 процента.
Програмите StuderWIN и StuderSIM, разработени от Studer, са подходящи за различни приложения при вътрешното шлифоване и позволява защитено програмиране на всички основни цикли за шлифоване, изправяне и поддържащо процесите измерване. Над всичко се откроява StuderWIN благодарение на микрофункциите, с които рутинните операции по шлифоване и изправяне могат свободно да се програмират, за да се оптимизира шлифовъчният процес. Софтуерните опции за изчисляване на шлифовъчната технология, оптимизирано изправяне, както и шлифоване на контури, нишки и форми допълнително подобряват функционалността на машината.
Забележителни подобрения
Усъвършенстванията на софтуера и управлението продължиха през последните няколко години, което бе предимство за S141. Системите за измерване, откриване на контакт, зареждане и обработка се свързват с контролера на FANUC и така позволяват да бъдат управлявани директно от потребителския интерфейс. Волфганг Лабус обяснява: „FANUC ни дава възможност напълно да интегрираме в контролера нашата измервателна и сензорна технология за контрол на процесите, както и системите за откриване на контакт и автоматично балансиране, което позволява удобно за потребителя, стандартизирано програмиране на различните системи.“ 15-инчовият сензорен екран на FANUC 31i-B също така улеснява интуитивното управление и програмиране на машината. Всички елементи за управление имат разбираема и удобна подредба, за да бъдат максимално полезни. За лесна настройка близо до шлифовъчния процес Studer разработи ръчно устройство за управление, адаптирано според процесите, което работи перфектно с ЦПУ-то на FANUC.
S141 се отличава също и благодарение на усъвършенстваната си технология на задвижване – с линейни мотори за всички оси. „За съжаление, не са от FANUC“, отбелязва Волфганг Лабус. „Естествено, би било идеално всичко да идва от една компания и да се инсталира в разпределителния шкаф от група доставчици. Но това също така показва, че в изключителни случаи FANUC има потенциала да позволи да се използват продукти на трети страни и предоставя съответните технически параметри за оптимално съгласуване на всички задвижващи елементи с контролера.“
При разработката на S141 FANUC все още не предлагаше подходящо линейно задвижване. „Но това би могло да се промени в близко бъдеще“, споменава Антоан Ферари, инженер-търговецът от FANUC, който отговаря за Studer: „Наскоро разработената серия линейни мотори LiS D1 има значително по-компактна основа и поради това по-висока относителна производителност. Новият 4500 N-model например е с 50 мм по-тънък от предишния модел.“
Съвместно партньорство
Въз основа на многогодишното партньорство между двете компании Studer има голям вътрешен опит с продуктите на FANUC. Все пак за нови разработки, като например S141, по думите на Волфганг Лабус, специалистите по контролери и задвижвания от швейцарския офис на FANUC в Бил са били на линия от самото начало. Обикновено задвижванията се специфицират съвместно и се обсъжда оборудването за управление. „Поддръжката, която получаваме от тях, е наистина на ниво“, по мнението на ръководителя на отдела за проектиране на продукти. „Наскоро дори получихме цял контролер назаем, за да можем да тестваме интерфейси и другите спецификации на ЦПУ-то преди производството на прототипите.“
Това гарантира, че всички основни функции са синхронизирани на ранен етап. Когато нова машина влиза в серийно производство, обикновено са необходими някои допълнителни промени, например интерфейси за обработка на данни на клиента. Волфганг Лабус уточнява още: „Все повече клиенти искат да знаят кога и с какво качество може да се шлифова даден обработван детайл. Те искат да имат документация с данните и резултатите от измерванията на машините, поради което трябва да разполагат със съответните интерфейси. Това е изискване, което ще става все по-важно в бъдеще.“
Фирма FANUC е готова за това. В генерацията контролери Model B има близо дузина налични интерфейсни протокола, които позволяват на ЦПУ-то да комуникира с множество периферни устройства. Освен стандартният Profibus отскоро е наличен и ProfiNET. Също така се поддържат протоколите FL-net, EtherNet/IP, Fast Ethernet, Modbus и други.
Бързият PMC поддържа периферните инсталации
Особено за периферните инсталации новата серия ЦПУ 3xi Model B предлага няколко предимства. Високоскоростният му PMC (интегриран PLC) е три пъти по-бърз от предишния модел. Наличната памет за програми също е увеличена трикратно. За сложни задачи за машинна обработка от огромна полза е наличието в 31i-B на до пет канала на PMC, което позволява едновременното изпълнение на независими PMC програми на максимална скорост.
Отговорни за увеличената производителност са бързият процесор на PMC и ускореният пренос на данни между ЦПУ и PMC благодарение на новата шинна технология. Антоан Ферари изтъква FANUC I/O Link i, който е значително по-мощен от предшественика си. Той може да предава два пъти повече PMC I/O сигнали на канал, поради което вече могат да се свързват 24 вместо 16 групи. Наред с останалото, подобрението има положителни ефекти върху интегрираната функция за защита „Dual Check Safety“: Един кабел на I/O Link i е достатъчен да предава защитените сигнали.
Има също и нови диагностични възможности, свързани с използването на I/O Link i. Чрез така нареченото откриване на точката на грешка потребителят може да определи дали цифровият изход е дефектен или прекъснат. На екрана на ЦПУ-то се показва източникът на грешката, което значително намалява времевия интервал за диагностика. Като част от профилактиката е интересна също и „функцията за откриване на утечка“ за контрол на нивата на съпротивление на утечка. По този начин могат да се откриват на ранен етап неизбежни повреди на моторите и да се заменят от екипа по поддръжка.
Постоянна енергийна ефективност
Като знак за енергийна ефективност машините на Studer носят не само етикета „Blue Competence“ на Германската инженерна федерация (VDMA), но и собствения етикет BluePlus, който означава шест цялостни мерки, водещи до намаляване на енергийното потребление на машините. Волфганг Лабус обяснява: „Постигнахме подобренията предимно чрез използване на оптимизирания си софтуер, както и с мерки при проектирането в областта на системите за охлаждане и топлоотвеждане. Използването на енергийно оптимизирани електрически компоненти – с помощта на FANUC в областта на технологията за управление и задвижване – е част от концепцията BluePlus.“
Що се отнася до хардуера например, чрез използването на най-съвременна високопроизводителна електроника FANUC успя да намали загубата на енергия от задвижванията с още десет процента. Чрез софтуера потребителят може например да избира желаното ниво на икономия на енергия с помощта на „Energy-Saving Level Selection Function“ (Функция за избор на ниво на икономия на енергия). В зависимост от изискванията за машинна обработка потребителят може да избира свободно между пълен капацитет и оптимизирано използване на енергията, което по принцип води до известно забавяне на обработката.
Допълнителните S131 и S151 ще бъдат пуснати на пазара също оборудвани с ЦПУ 31i-B на FANUC. Но Волфганг Лабус все пак се е насочил към друго ново ЦПУ на FANUC, компактното 0i-F: „Това е допълнителна алтернатива за сегмента на ниския клас на различните ни типове серии, които имат само няколко оси и не изискват многоканална функционалност.“
С 0i-F, показан за първи път на AMB 2014, световният лидер на пазара на ЦПУ контролери представи своята „концепция за ефективно интегриране“. Според нея всички ЦПУ контролери на FANUC са създадени в съответствие с единен стандарт и имат сравними работни команди. Това улеснява проектирането на модулно конфигурирани серии машини, операциите, поддръжката и обслужването.
Швейцарско високо качество на шлифоване
Fritz Studer AG от Щефисбург, Швейцария, разполага с около 800 служители и заедно с германските компании Schaudt и Mikrosa принадлежи към технологичната група за кръгло шлифоване в рамките на Обединената група за шлифоване. Studer има над 100-годишен опит в разработването и производството на прецизни машини за кръгло шлифоване. С около 22 000 продадени системи Studer се счита за пазарен и технологичен лидер в областта на универсалното, външното, вътрешното и некръглото шлифоване. Продуктовата гама включва не само стандартни машини, но и сложни системни решения за високопрецизно кръгло шлифоване на малки и средноголеми обработвани детайли. Studer също така предлага софтуер, системна интеграция и обширно портфолио от услуги. Сред клиентите ѝ са компании от машиностроенето, автомобилната промишленост, проектирането на инструменти и форми, авиокосмическата промишленост, електрониката/електроинженерството, медицинските технологии, часовникарската промишленост, включително поръчково производство.
