Keménység és nagy pontosság
A Hembrug esztergagépei mikronos pontossággal képesek dolgozni
A kemény anyagok esztergálása a körkörös köszörülés gazdaságos alternatívájává vált. A Hembrug e technológia egyik úttörőjeként mostanra szinte kizárólag a nagy sebességű, ultraprecíz esztergálási technológiára specializálódott, és 1500 mm-es munkadarab-átmérőig kínál megmunkálóberendezéseket. A FANUC, a gépek meghajtását és vezérlését szállító partner, a specifikációktól függően a 0i-D, illetve a 32i CNC-családot építi be. A hollandiai Haarlemben működő Hembrug Machine Tools állami vállalatként indult, amely 1983-ban került magánkézbe. Az eredetileg az ultraprecíz esztergagépek piacán tevékenykedő cég családi vállalkozásként az 1990-es évek elejétől kezdve a kemény anyagok esztergálására összpontosít. „Akkoriban váltak elérhetővé olyan új szerszámalapanyagok, amelyek az edzett acél megmunkálására is alkalmasak voltak” – emlékezett vissza Bert de Veer, a tervezési részleg vezetője. „A kiemelkedő minőség és a precíz esztergálás érdekében különösen nagy stabilitású gépeket fejlesztettünk ki, ugyanis a kemény anyagok esztergálásakor ébredő erők óriásiak, és a mikronos tartományba eső pontosság elérése másképpen megoldhatatlan.” A hidrosztatikus csapágyazású esztergagépek terén felhalmozott, sok évnyi mérnöki tapasztalat birtokában a Hembrug vezető szereplővé vált a kemény anyagok esztergálásának speciális piacán, és a kifejlesztett technológia a körköszörülés teljes értékű alternatíváját kínálja a precíziós finiseléshez. Ezt több remek példa is alátámasztja. Bert de Veer megemlítette, hogy a Hembrug az első kemény munkadarabokat kezelő esztergagépeit a szerszámkészítésben, illetve öntőforma-készítésben érdekelt ügyfeleknek szállította, ahol PET-palackok gyártásában kaptak szerepet: „Gépeink a mai napig nem csupán az előzetes formák fröccsöntési szerszámait készítik, hanem akár menetes záróelemek öntőformáit is. A hajtott szerszámokat tartalmazó revolver segítségével az apró szellőzőfuratok marása is megoldott, így a gépből teljesen kész szerszámokat lehet kivenni.” További alkalmazási példák: gépjárműipar (befecskendezőfúvókák, fogaskerekek), csapágygyártás (belső és külső futófelület), hidraulika és pneumatika (szelepek).
Akár 1500 mm-es forgatási átmérőig terjedő munkadarabokhoz
A Hembrug Mikroturn gépcsalád gyakorlatilag kopásmentes, teljesen hidrosztatikus, ultraprecíz, kemény anyagokhoz készülő esztergagépekből áll, amelyek számos különféle alkalmazást képesek lefedni. A CNC 100 sorozat vízszintes gépei olyan apró alkatrészek megmunkálására is alkalmasak, amelyek furatmérete 1 mm-nél kezdődik. Függőleges esztergagépek nagyméretű, nehéz munkadarabokhoz is érhetők el – az átmérő 450–1500 mm lehet.
Bert de Veer az összes Mikroturn-gépre teljesülő állítást is megfogalmazott. „Mindegyik a ma elérhető legmagasabb esztergálási pontosságot kínálja kemény anyagok esetében” – és ezt számokkal is alátámasztotta: „E gépek segítségével a következő tűréshatárokat lehet teljesíteni akár 70 HRC keménységű, legfeljebb 1500 mm átmérőjű munkadarabok esetében: Ra = 0,0001–0,0004 mm felületi érdesség, 0,0002–0,001 mm alakpontosság, valamint 0,002 mm vagy annál jobb méretpontosság.”
Hidrosztatikus megoldás garantálja a tartós precizitást
Ezekkel a tűréshatárértékekkel a Mikroturn-berendezések a hengeres köszörűgépek fő versenytársai – amelyeket néhány egyéb területen felül is múlnak. Kemény anyagok esztergálásakor a munkadarab nem igényel megfogást, így időt lehet megtakarítani, és elkerülhetők a megfogási hibák. Tetszőleges számú kontúrt lehet létrehozni egyetlen szerszámmal – nincs szükség költséges csiszolókorongokra. Emellett a kemény anyagok esztergálása környezetkímélő eljárás, amely sok esetben vízmentesen zajlik. Köszörüléskor minden esetben iszap keletkezik, amely költséges hulladékkezelést igényel. Összevetésekben kimutatható, hogy a kemény anyagok esztergálása számos megmunkálási feladat esetében magasabb termelékenységet eredményez.
Más esztergagépekkel összehasonlítva a Hembrug gépek kiemelkedően teljesítenek a hosszú távú pontosság terén. Ennek legfőbb oka az orsó és a vezetőelemek hidrosztatikus csapágyazása. Oldalütési és ismétlési pontosságuk 0,1 mikron – és ezt hosszú távon képesek biztosítani, árulta el Bert de Veer: „A hidrosztatikus csapágyazás nélküli gépek ezeket a paramétereket csak új állapotban képesek teljesíteni. A mi gépeink akár 20-30 év után is ezt a minőséget kínálják.”
Hembrug és FANUC – megbízható partneri együttműködés
A hajtások és vezérlések terén a Hembrug hosszú évek óta együttműködik a CNC-világpiac első számú szereplőjével, a FANUC vállalattal. Peter van Ommeren, az elektromos tervezési részleg vezetője elmondta: „Korábban a FANUC 15-TB CNC-sorozat tagjait telepítettük. Ma a 0i-D sorozatba tartozó CNC-rendszereket használjuk alapkialakítású Mikroturn gépeinkben. Ez a vezérlés 100 nm-es felbontást biztosít. Az ennél finomabb felbontást igénylő feladatokhoz különleges Mikroturn-gépeket fejlesztettünk, amelyek alkalmasak a FANUC 32i CNC-sorozatának fogadására. Ezek a megfelelő skálázással 10 nm-es felbontásra is képesek.”
A gyártás során a Hembrug különféle saját berendezéseket használ, amelyek vezérlését a FANUC 0i-D CNC látja el, „ugyanis ez a kombináció pompásan működik” – magyarázta Peter van Ommeren. „Ezt újra és újra megerősítik ügyfeleink. Gyakorlatilag több évnyi működés alatt sincs vezérléssel kapcsolatos meghibásodás. A FANUC elektronikája, motorjai és vezérlőegységei a legjobb minőséget képviselik, rendkívül strapabíróak, és még a külső elektromágneses hatásoknak is igen jól ellenállnak. A FANUC megoldásainak további pozitív jellemzője a felfelé irányuló kompatibilitás. Egy példát említve, ez azt jelenti, hogy az 1990-es években a gépeket 15-TB vezérlővel üzemeltük be. Ma, közel 20 évvel később a programok még mindig használhatók az újabb gépeken és a legújabb vezérlőkön is. Ennek az a magyarázata, hogy a FANUC a kiegészítő funkciók területén megvalósított megannyi újítás mellett is megőrizte az alapvető szerkezeti hátteret. Ez könnyebbé teszi számunkra, gépgyártók számára a megvalósítási lépéseket, egyúttal jelentősen csökkenti az ügyfeleink számára szükséges képzések számát.”
Új fejlesztések növelik a termelékenységet
Az utóbbi néhány évben a Hembrug több új fejlesztést eszközölt, amelyek nemcsak nagy pontosságúak, hanem kiemelkedően termelékenyek is. A vállalat például az EMO 2011 kiállításon bemutatta Mikroturn Twin Spindle, illetve Mikroturn 100 CNC Special termékét. A Mikroturn Twin Spindle két teljes mértékben hidrosztatikus orsóval rendelkezik, és integrált orsómotorokat, lineáris motorral mozgatott X és Z szánt, valamint teljesen automatikus adagoló robotot tartalmaz. Egyes esetekben a kemény anyagok esztergálása eleve háromszor gyorsabb a hasonló jellegű köszörülési műveletnél, ugyanakkor az orsó a ciklusidő további, akár 30%-os rövidítését teszi lehetővé, illetve a termelékenységet akár 100%-kal is növelheti. A Mikroturn 100 CNC Special egy speciális kialakítású, teljesen hidrosztatikus, nagy teljesítményű orsó 2000 ford./perc fordulatszámmal, integrált nyomatékmotorral és a kiterjesztett úthosszú Z szánnal. Nagyobb és nehezebb munkadarabok forgatására képes, mint az alapkivitelű Mikroturn 100 CNC gép.
Bert de Veer szerint ezek a fejlesztések fontos lépések a jövő szempontjából: „Hosszú időn keresztül világelsőként tekintettek ránk a precizitás terén, mi viszont nem fordítottunk elegendő figyelmet a termelékenységre. Ez most teljes egészében megváltozott. Legújabb fejlesztéseinkben kiemelten kezeljük a termelékenység kérdését, egyúttal fokozzuk a rugalmasságot az ügyféligények kiszolgálása érdekében. Nagy örömmel hozunk létre speciális megoldásokat.” Példaként olyan projektet említett, amelyben fogaskerekes szivattyúk különféle tengelyeinek megmunkálása zajlik. Ezeket adagoló szállítószalag juttatja a géphez, ahol képfeldolgozó kamera észleli, majd egy robot helyezi be a tengelyeket. Ebben a folyamatban a gép felismeri az adott munkadarabot, és automatikusan kiválasztja a megfelelő CNC-programot.
A közvetlen kapcsolat garantálja az ügyfél maradéktalan elégedettségét
A FANUC részt vett az új fejlesztésekben. Peter van Ommeren, az elektromos tervezési részleg vezetője kifejtette: „Számunkra fontos volt, hogy a FANUC megkönnyítse a más gyártóktól származó motorok integrációját. Mi például harmadik fél által gyártott integrált orsómotorokat használunk. Eleinte kicsit aggódtunk ezzel kapcsolatban. A FANUC azonban kifejezetten együttműködő volt, így a motorok vezérlését minden nehézség nélkül sikerült megoldani.”
A Hembrug jelenleg speciális felhasználói interfészek fejlesztésében vesz részt, amelyek kialakítása egyszerűbbé teszi a gép kezelését. A FANUC Picture olyan nagy teljesítményű fejlesztői környezetet jelent, amely lehetővé teszi ezen felhasználói interfészek saját igényeinknek megfelelő kialakítását. Az eredményt jelenleg is saját gyártóüzemünkben teszteljük a 32i vezérlővel szerelt Mikroturn berendezésünkön, ahol az edzési eljárást követően a nagyméretű csavaranyák belső menetének újraforgácsolása zajlik.
Elektronikai szakértőként Peter van Ommeren bizakodva tekint az együttműködésre a FANUC vállalattal: „Bár más gépgyártókkal összevetve mi viszonylag kevés esztergagépet gyártunk, ezért kevés FANUC-vezérlővel dolgozunk, kitűnő és gyors támogatást kaptunk a FANUC szakembereitől. Bármikor kérdésünk van, közvetlenül vehetjük fel a kapcsolatot a vállalattal, és ez pompásan működő megoldás.” Példát is említett: „Egy USA-beli ügyfél olyan ügyfélspecifikus projekt felől érdeklődött, amelynek egy kifinomult, négytengelyes, két szerszámállvánnyal és két szerszámcserélővel rendelkező gép is a részét képezte. Egyáltalán nem egyszerű feladat, sem a vezérlés, sem a hajtás szempontjából, ezért a FANUC vállalathoz fordultunk segítségért. Rövid időn belül a helyszínre érkezett a FANUC munkatársa, akivel meg tudtuk beszélni a projektet. Meghatározta a szükséges hajtóműveket, és a 32i sorozatba tartozó, többcsatornás CNC-t javasolt. Ezáltal azonnal az ügyfél rendelkezésére bocsáthattuk a kért ajánlatot.”
Esztergálás maximális pontossággal
Az 1973-ban állami tulajdonú vállalatként indult, majd 1983-ban privatizált Hembrug terveinek és termékeinek több mint 95%-a gyakorlatilag kopásmentes, teljesen hidrosztatikus, ultranagy pontosságú esztergagép. A Mikroturn gépcsalád akár 70 HRC keménységű, legfeljebb 1500 mm átmérőjű munkadarabokat is képes megmunkálni. A Hembrug kb. 70 dolgozóval rendelkezik, és évente 25-30 berendezést gyártanak. Éves forgalma 2011-ben kb. 15 millió euró volt.
