Navigáció kérése

A svájci gyártó speciális szerszámköszörűgépei a FANUC vezérlőire és hajtásaira épülnek

Feladat: A svájci szerszámkészítő J. Schneeberger Maschinen AG vállalat az alkalmazások széles skálájához készít szerszámköszörülő gépeket. Többek között a közvetlen hajtású gépei kifejlesztéséhez, ahol a munkadarab nagy frekvenciával rezeg, a Schneeberger vállalatnak a vezérlés- és hajtástechnológia terén nagy tapasztalattal rendelkező partnerre volt szüksége.

Megoldás: A Schneeberger a FANUC vállalattal, a hajtások és vezérlések beszállítójával hosszú évek óta együttműködik. A FANUC nagy választékban készít lineáris hajtásokat, amelyek ideálisan illeszkednek az ilyen alkalmazásokhoz, és támogatást nyújtott a Schneeberger vállalatnak az új technológia kifejlesztéséhez. 

Eredmény: A FANUC-hajtástechnológiával és a FANUC 31i-B5 sorozatú CNC-vezérlővel felszerelt új gép HCC (High-speed Cycle Cutting) funkciót, valamint pontos és homogén megmunkálási rutinokat biztosít.    

 

 

 

Részletekbe menő innovációk

A Schneeberger nagyobb teljesítménysűrűséget biztosít a szerszámköszörülés terén

A kilenc géppel, mint amilyen például a kompakt NGC, a J. Schneeberger Maschinen AG nagy hatékonyságot kínál a szerszámköszörülés terén. Ez az olyan alkotóelemeknek is köszönhető, mint például a sajátként szabadalmaztatott, könnyen integrálható 3D szonda, amely minden Schneeberger-gépben alkalmazható. A FANUC, mint megbízható partner, hosszú évek óta a Schneeberger technológus mérnökei mellett áll, segítséget nyújtva a vezérlés és a hajtások terén.

A fém- és famegmunkáláshoz használt vágószerszámok rendkívül sokfélék lehetnek: a kisprofilú indexálható betétektől egészen a nagy üregelő és lefejtőmaró-szerszámokig. A különböző geometriai kialakítások, nem beszélve az anyagokról a munkadarab, illetve a köszörűtárcsa tekintetében, rendkívüli igényeket támasztanak a gyártáshoz és újraélezéshez használt köszőrűgépekkel szemben. A svájci Roggwil városban működő, és az iparág szempontjából tekintélyes múlttal rendelkező J. Schneeberger Maschinen AG gépgyártó vállalat ezen igényeket olyan kihívásokként kezeli, amelyekre folyamatosan újításokkal válaszol.

És minden évben van valami újdonság. Például két évvel ezelőtt az EMO vásáron a Schneeberger vállalat bemutatta NGM Tap berendezését, amely egyetlen egységként alkalmas menetvágó szerszámok gyártására. A berendezés összesen hat tengellyel rendelkezik, amelyek közül öt közvetlen hajtású. Az NGM Tap egyik speciális funkciója, hogy a munkadarab nagy frekvencián képes rezegni. Dr. Hartmut Rühl, a szoftveres és elektronikai részleg vezetője ismertette: „A lineáris hajtások ideálisak a rezgő mozgás előállításához, mivel lehetővé teszik ezen kis, igen dinamikus mozgásokat, és mindeközben kopásmentesek.” A gyors rezgéshez használt közvetlen hajtási technológia már bizonyított a tíz éve bemutatott Gemini GHP köszörűgépen. Ugyanakkor azon a gépen a köszörűtárcsa rezeg, mivel ez képviseli a legkisebb tömeget a lefejtőmaró-szerszámok köszörülésekor. Ezzel szemben a menetvágó szerszámoknál használt köszörűtárcsa gyakran 300 mm méretű, és nehéz. Ezért döntött úgy a Schneeberger vállalat, hogy a munkadarabot rezegteti.

A közvetlen hajtású gépek kifejlesztésében a FANUC nyújtott támogatást, amely hosszú évek óta a Schneeberger vezérlés- és hajtástechnológiai beszállítója.

Ez a partneri kapcsolat a FANUC vállalattal, amelyet Hartmut Rühl igen sokra becsül, 1990 óta létezik: „Nincs még egy vezérlésgyártó a világon, amely ilyen szervezett lenne. És a FANUC termékeinek minőségi és megbízhatósági szintje is rendkívül magas.”

Ideális a rezgő megmunkáláshoz

A Schneeberger vállalatnál, ha rezgő mozgásról van szó, a lineáris motoroknak nincs alternatívájuk. Hartmut Rühl részletesebben is kifejtette: „Csak közvetlen hajtással érhetünk el 5 mm-es amplitúdójú 15 Hz-es rezgőmozgást. Ezen mozgások programozásakor nem G-Code programozást, hanem egy adattáblát használunk. Ezt követően ezek egy speciális, HCC nevű FANUC-szoftverrel gépi parancsokká lesznek alakítva.”

A HCC (High-speed Cycle Cutting) funkcióval – amelyet a FANUC a csúcskategóriás 30i, illetve 31i sorozatú CNC-vezérlőkhöz biztosít – pontos és homogén megmunkálási rutinokat lehet megvalósítani, amelyre egyetlen más eljárás során sincs lehetőség. Az alapvető struktúra egyértelmű: Minden mozgatandó tengelyhez egy táblázat kerül létrehozásra, ahol az adott tengely meghatározott időszakonkénti (pl. 1 ezredmásodperc) relatív mozgásait programozzuk.

Kis helyigény, nagy munkaterület

Múlt évben a Schneeberger vállalat bevezette az NGC-gépet, amely a köszörűgépek univerzális szuperkompakt új generációja. A gép alkalmas a normál, például a homlok-, sugár- és profilvágó szerszámok megmunkálásához, a nagy teljesítményű fúrószárak, dörzsárak és alakesztergálási szerszámok megmunkálásához, legyenek azok akár HSS-, karbid- vagy cementalapú anyagokból. Az adott célra kifejlesztett szoftver, köszörülési eljárások és befogási rendszerek érhetők el a lefejtőmarómaró-szerszámok, metszőkerekek, profilkések, és kúpkerékmaró kések élezésére. A lehetőségek kiterjednek a papír-, élelmiszer- és műanyagiparban használt vágószerszámok köszörülésére szolgáló gépekre is, beleértve a tárcsa alakú munkadarabok megmunkálását speciális befogással és automatikus adagolással.

„Piaci igény van olyan gépekre, amelyek a lehető legkisebb helyigénnyel, ugyanakkor viszonylag nagy előtolási pályával rendelkeznek” – ismertette Hartmut Rühl. „Az NGC-gépekkel elértük ezt az optimális egyensúlyt.” A kompakt, 5 tengelyes gép 300 mm-es vágási hosszig lehetővé teszi a szerszámok teljes (kerületi és homloklapi) megmunkálását. A munkadarab legnagyobb átmérője 300 mm és legnagyobb hossza 500 mm lehet. Bár az NGC és az NGM Tap gépek viszonylag kis gépeknek tekinthetők, a Schneeberger mégis kínál hozzájuk köszörűtárcsa-cserélőket, illetve héttárcsás csomagokat.

Áttérés a vezérlők új generációjára

A magasabb kategóriájú szegmens minden gépénél, például az NGM Tap és az NCG gépeknél, a Schneeberger a FANUC 31i-B5 sorozatú CNC-vezérlőit használja, amelyek ideálisak az 5 tengelyes megmunkáláshoz – az integrált „Panel i” ipari PC-vel ellátott verzióban. Ez a CNC-egységhez a nagy sebességű HSSB-buszon keresztül csatlakozik. Mindez lehetővé teszi, hogy a köszörülési szakember alkalmazhassa szakértelmét a személyre szabott felhasználói felülettel rendelkező, saját Quinto szoftverben.

A Schneeberger az összes többi gépénél is végrehajtott egy áttérést a Model B-re, amely a FANUC új generációs vezérlője. A programozás szempontjából kevésbé fejlett alkalmazásoknál a korábbi Power Mate CNC-vezérlőt a FANUC PC-támogatás nélküli 35i-B vezérlője váltotta fel. Hartmut Rühl kiemelte, hogy a „kevésbé fejlett” kifejezés nem a pontosságra, csupán a programozási igényekre értendő: „Ezekkel a gépekkel a lefejtőmaró-szerszámok 3A minőségben élezhetők. Ugyanakkor egy nagyon nehéz feladat a 20 paraméter közül csak tíz beállítását igényli, amely helyben elvégezhető a gépen.”

A vezérlőspecialista Rühl szintén kifejezte érdeklődését a FANUC új kompakt 0i-F CNC-készüléke iránt: „Ez talán egy kiegészítő alternatíva lehetne az alsóbb kategóriás köszörűgépeink számára, amelyek csupán néhány tengellyel rendelkeznek, és nem igényelnek többcsatornás funkciókat.” Az Európában elsőként az AMB 2014 kiállításon bemutatott 0i-F típussal a CNC-világ piacvezetője feltárta „varratmentes koncepcióját”. Eszerint minden FANUC CNC-vezérlő egységesített szabványra épül, és összevethető működési utasításokkal rendelkezik. Ebből adódóan a 31i-B5 és a 0i-F típushoz egyaránt ugyanolyan perifériális összetevőkre van szükség (erősítő, I/O egységek stb.), és ezek ugyanabban a házban kapnak helyet. Az egyetlen különbséget a szoftver jelenti.

Időmegtakarítás a gépben történő pontos méréssel

A Schneeberger vállalatnak még egy újítása van, amely az összes géptípusban, és azok minden generációjában rendelkezésre áll: ez a saját 3D szondája. Hartmut Rühl kifejtette, miért került sor erre a fejlesztésre: „Idővel a gépek egyre pontosabbá és gyorsabbá váltak. Ennek megfelelően az integrált szondának is hasonló képességekkel kell rendelkezniük. Annak érdekében, hogy optimális megoldást nyújthassunk ügyfeleinknek, kifejlesztettünk egy 3D szondát, amely 100 százalékig kielégíti igényeinket.”

A Schneeberger Zenon szonda félvezetős nyúlásmérő (ScSG) használatán alapszik, amely egy magas szintű pontosságot biztosító technológia. A fejlesztésért felelős alkalmazásmérnök, Antonio Grasso ismertette: „Ezt a mérési módszert alkalmazzák a tapintásos 3D mérési technológia piacvezetői, és ez lehetővé teszi számunkra, hogy az ő termékeikkel teljesen összemérhető eredményeket érjünk el.” Ez az érzékelőtechnológia magas fokú ismétlési pontosságot biztosít, amely még több millió próba után sem változik. A kinematikai szondáknál fellépő úgynevezett „lobing” (körkörösségtől való eltérés) jelenséget is kiküszöböli.

„A Zenon használatakor a rendkívül merev szerkezetekként ismert lineáris motoros gépeinknél” – ismertette Antonio Grasso – „olyan szintű pontosságot értünk el, amelyet alig lehetett felülmúlni egy külső koordinátamérő gép alkalmazásával. Ezt egymás mellett megvalósított mérésekkel igazoltuk. Pontosságunk jelenleg egy mikrométer alatt van, és úton vagyunk a 0,5 µm-es pontosságú ismételhető mérések felé.”

A felhasználó mindenekelőtt az időmegtakarításból profitál egy ilyen típusú integrált szonda alkalmazása esetén. Ily módon ugyanis elkerülheti a mérés utáni újraszerszámozás, valamint a gép ismételt beállításának szükségességét. Minden apróság számít, különösen akkor, ha nagy szerszámokról, például lefejtőmarókról vagy akár granulátumvágókról van szó, amelyek egy tonna tömegűek is lehetnek. „Ennél a beállítás már akár 30 percet is igénybe vehet” – ismertette Hartmut Rühl.

Ugyanakkor minőségbiztosítási szempontból a szondával felszerelt gép nem helyettesíti a mérőberendezést. Mivel például a gép helytelen beállítása esetén az integrált szondával a hibák nem lennének észlelhetők. Azonban Antonio Grasso rámutatott: „A felhasználó számára egyértelmű előnyt jelent az a tény, hogy fel tudja mérni a gyártási folyamatot és reprodukálható eredményeket ellenőrizhet. Így talán elegendő lehet, ha csupán néhány munkadarabot helyez a mérőberendezésbe, hogy visszaigazolást kapjon a teljes pontosságról.

A vezérlőfunkció felgyorsítja a szondázási folyamatot

Az alkalmazásmérnök az új szonda kidolgozása során is szorosan együttműködött a hajtás és vezérlés beszállítójával, a FANUC vállalattal. Ennek eredményeként felgyorsult a szondázási folyamat. Korábban a szondával az alkatrészhez állandó hosszirányú sebességgel kellett mozogni. Ebből az okból, bizonyos távolságot kellett tartani az egyes szondázások előtt. A FANUC-vezérlők új Model B generációjában most elérhető a „Feed Forward Compensation In Skip” funkció, amely lehetővé teszi a gyorsítási fázisban történő szondázást is. „Most ugyanazt a pontosságot sokkal rövidebb idő alatt érjük el” – összegezte Grasso. „Mivel a FANUC CNC egy megmunkálásra, és nem mérésre kifejlesztett vezérlő, amely minden ezredmásodpercben kiolvassa a pontos pozícióértékeket, ezért az eredmény számottevő. Olyan területen vagyunk úttörők, ahol részben a dedikált mérőberendezésekkel vehetjük fel a versenyt.”

A remek mérési eredmények nem csupán a Schneeberger Sirius és az NGN Tap lineáris gépeire korlátozódnak. Kimagasló eredményeket értünk el az NGC berendezéssel végzett tesztjeink során is. Ráadásul a Zenon szonda a korábbi típusoknál is alkalmazható. Ez azt jelenti, hogy ha egy felhasználó le kívánja cserélni meglévő Schneeberger-szondáját, ezt egy kis illesztőegység segítségével könnyen megteheti.

 

Úttörő a szerszámköszörülés terén

A nevét viselő vállalatot Walter Schneeberger 1923-ban alapította. Két évvel később megjelent a piacon az R1 modellel, egy olyan szerszámélező géppel, amely univerzális felhasználásra alkalmas. Mint a műszaki terület úttörő vállalata, 1985-ben fejlesztette ki és építette meg az első CNC-vezérlésű profilköszörűit. Ezzel új korszak nyílt a szerszámminőség terén. 1990-ben a Schneeberger bevezette az 5 tengelyes köszörülés koncepcióját, és 2003-ban az első lineáris hajtásokkal rendelkező gépet, a Sirius HPM-et. Napjainkban a 170 alkalmazottat foglalkoztató vállalat termékkínálata magában foglalja a Corvus, a Gemini és a Norma CNC-vezérlésű köszörűgépeket, akár 40 kW teljesítményig. Ezenfelül, az Aries sorozattal a Schneeberger vállalat az újraélezés terén gazdaságos alternatívát kínál az 5 tengelyes technológiára. A svájci Roggwilben működő központja mellet a vállalat leányvállalatokkal rendelkezik Németországban, Franciaországban, Olaszországban, az Egyesült Államokban és Kanadában, továbbá 20-nál is több ügynöksége van világszerte.