CNC řízení FANUC propůjčuje novému úkosovacímu stroji Copier výkon v uživatelsky přívětivém balení

Zadání: Sestrojit úkosovací stroj, který bude produkovat svařitelné hrany trubek o velkém průměru. Součástí byla poptávka CNC řízení a vývoje grafického uživatelského rozhraní (GUI), které by usnadnilo obsluhu stroje.

Řešení: S pomocí CNC řízení FANUC vyvinout novou generaci stroje, který by byl schopen vytvořit libovolný profil úkosu bez ohledu na tloušťku trubky. Koordinace strojních os U a C vyžadovala extrémně precizní enkodéry a rychlé CNC zpracování. Vzhledem k tomu, že operátoři neměli s CNC obráběním moc zkušeností, přišlo také na možnost vývoje rozhraní GUI pro CNC na bázi softwaru Fanuc Picture.

Výsledek: Řešení je založeno na CNC řízení FANUC, které firma Copier Bevelmachines vybrala jako nejvhodnější pro danou aplikaci. Stroj se velmi snadno obsluhuje. Stačí, když operátoři zadají parametry trubky a vyberou požadovaný profil úkosu s pomocí grafických znázornění. Takto může operátor ovládat stroj bez nutnosti zabývat se základním kódem NC.

Úkosovací stroje Copier vybavené řídicí jednotkou FANUC 32i-B

Jednoduchá řídicí jednotka pro komplexní CNC aplikaci

Dokonalé svařování trubek se neobejde bez předchozího obrobení jejich konců. To zajistí, že vznikne profil, který lze během svařování vyplnit. Firma Copier Bevelmachines z Giessenu zkonstruovala speciální úkosovací stroj, který produkuje svařitelné konce trubek. Obrátila se na společnost FANUC a pověřila ji nejen dodávkou CNC řídicích jednotek, ale i vývojem grafického uživatelského rozhraní, které by značně zjednodušilo obsluhu strojů.

Tyto úkosovací stroje se liší od jiných aplikací soustružení v tom, že zde se netočí obrobek, nýbrž samotný nástroj. Je tomu tak proto, že obráběné ocelové trubky jsou dlouhé, mají průměr až 48 palců a tloušťku stěny v rozmezí 60 až 70 mm. Tyto těžké obrobky jsou zaváděny do stroje na válečkovém dopravníku a poté zajištěny trojúhelníkovým upínacím blokem s automatickým středěním. Konec trubky se obrábí pomocí břitových destiček, které jsou upevněny k řezací hlavě stroje. V průběhu obrábění se tak točí nástroje, a nikoli obrobky.
Firma Copier, kterou v roce 1997 založil Jan Copier, zaznamenala prudký vzestup a stala se důležitým hráčem v tomto úzce specializovaném odvětví. Copier investuje do kvality a spolehlivosti, ale značný význam přikládá také jednoduchosti obsluhy, tedy aspektu, ve kterém budou nyní hrát důležitou roli i řídicí jednotky FANUC.

Pevně upnuté břitové destičky

“Zpočátku jsme vyráběli jednoduché stroje s jednou osou přísuvu,” vypráví Jan Copier. “U těchto strojů jsou břitové destičky na ose C (řezací hlava) upnuty napevno. Řezání se provádí přísuvem obrobku podél osy C. Břitové destičky jsou zkonstruovány podle tvaru výsledné svařovací plochy. Při obrábění tak vzniká jakýsi jejich obtisk.”
Velkou výhodou tohoto systému je obrovská jednoduchost. Nevýhodou pak to, že jsou vždy požadovány speciální břitové destičky a s každým tvarem lze vytvořit jen jeden úkos. Kromě toho tloušťka stěny trubky nemůže překročit určitou mez.

Suport u hlavy vřetena

Za účelem vyřešení těchto požadavků vznikla nová generace strojů, kde je řez ovládán CNC řídicí jednotkou. Břitové destičky již nejsou napevno upnuty k vřetenu, ale pohybují se po suportu (ose U) u hlavy vřetena, takže je lze podle potřeby zasouvat a vysouvat. Osa U je poháněna speciálně zkonstruovaným mechanickým převodem, který se otáčí s osou C, poháněnou od další hnací osy. CNC stroj dokáže se stejnými nástroji a břitovými destičkami vytvořit libovolný profil úkosu bez ohledu na tloušťku trubky. Kromě toho je možné také doplňkové obrábění, např. závitování nebo drážkování.
Rychlé zpracování díky CNC řídicí jednotce

Jan Copier: “Jako pohon funguje speciální CNC aplikace označovaná jako osa U. Tuto funkci nenabízejí všichni výrobci CNC řídicích jednotek. Převod je navržen tak, aby byla osa U dokonale synchronizovaná s osou C. Výsledkem je, že břitové destičky jsou udržovány ve fixované poloze. Při jejich zasouvání a vysouvání je třeba nepatrně snížit nebo zvýšit rychlost osy U vzhledem k ose C. To vyžaduje mimořádně precizní enkodéry a také rychlé zpracování v samotné CNC řídicí jednotce. Průzkum trhu ukázal, že nejvhodnějším řešením pro tuto aplikaci bude řídicí jednotka FANUC.”

Grafické uživatelské rozhraní

Vzhledem k tomu, že uživatelé těchto strojů nemusí mít zkušenosti s CNC obráběním, firma Copier Bevelmachines těží i z další výhody řídicích jednotek FANUC: možnosti vyvinout v komponentě PLC, která je v řídicí jednotce integrovaná, vlastní GUI. Celou tuto aplikaci implementovala společnost FANUC na základě požadavku firmy Copier Bevelmachines. Základem je software Fanuc Picture. Jan Copier: “Uživatelé mohou zadávat parametry trubky, kterou se chystají obrábět, a poté vybrat požadovaný profil úkosu s pomocí grafických znázornění. Tyto profily jsou přitom standardizovány. Jsme tudíž schopni nabídnout uživateli knihovnu. Takto může operátor ovládat stroj bez přímého styku se základním kódem NC. Rozhraní nabízí celou řadu dalších funkcí. Naši zákazníci se typicky setkávají s problémem rozměrových tolerancí trubek. Do programu však mohou zadat skutečné rozměry, přičemž systém automaticky vypočítá, zda lze dosáhnout minimální potřebné tloušťky stěny. Operátor tak zná výsledek ještě před začátkem obrábění.”

Použité produkty FANUC