Sterowniki FANUC CNC z przyjaznym interfejsem użytkownika, stosowane w maszynach do fazowania firmy Copier

Zadanie: Skonstruowanie maszyny do fazowania, która przygotowuje krawędzie rur o dużych średnicach do spawania. Realizacja zadania wymagała pozyskania sterownika CNC od firmy zewnętrznej oraz opracowania graficznego interfejsu użytkownika (GUI) ułatwiającego obsługę urządzenia.

Rozwiązanie: Wykorzystanie sterownika CNC firmy FANUC jako elementu sterującego nowej generacji maszyny do fazowania, zdolnej do wykonywania skosów o dowolnych profilach, niezależnie od grubości ścianki rury. W celu uzyskania doskonałej koordynacji osi U i C konieczne było zastosowanie precyzyjnych koderów i sterownika CNC o dużej mocy obliczeniowej. Ze względu na możliwy brak doświadczenia w obróbce CNC u osób, które będą obsługiwać urządzenie, zdecydowano się opracować przyjazny graficzny interfejs użytkownika, bazując na oprogramowaniu Fanuc Picture Software.

Wynik: Opracowano rozwiązanie z wykorzystaniem sterownika FANUC CNC, który firma Copier Bevelmachines uznała za najlepszy z punktu widzenia tego zastosowania. Maszyna jest wyjątkowo prosta w obsłudze. Wystarczy, aby operator wprowadził parametry rury, która będzie poddana obróbce, a następnie wybrał na ekranie żądany profil skosu. Takie rozwiązanie pozwala operatorowi obsługiwać maszynę, bez konieczności programowania kodu NC.

Maszyny do fazowania firmy Copier wyposażone w sterownik FANUC 32i-B

Prosty sterownik do złożonych zastosowań CNC

Aby perfekcyjnie zespolić dwie rury, ich krawędzie muszą zostać odpowiednio obrobione. Konieczne jest wykonanie profilu, który zostanie wypełniony w czasie spawania. W tym celu firma Copier Bevelmachines z Giessen skonstruowała specjalną maszynę do fazowania, która przygotowuje krawędzie rur do spawania. Właściciele firmy zwrócili się do spółki FANUC nie tylko o dostarczenie sterowników CNC, lecz także o przygotowanie graficznego interfejsu użytkownika, który ułatwiłby obsługę maszyny.

Maszyny do fazowania firmy Copier Bevelmachines odróżnia od innych obrabiarek nie tylko nietypowy przedmiot poddawany obróbce, ale samo narzędzie, które służy do obrabiania. Ponieważ stalowe rury są długie, ich średnica sięga ok. 1,2 m, a ścianki mogą mieć grubość od 60 do 70 mm, wymagają one specjalnego podejścia do obróbki. Tak ciężkie przedmioty podaje się do obrabiarki na taśmie transportowej, a następnie mocuje na miejscu w specjalnym trójkątnym uchwycie zapewniającym utrzymanie osiowości. Zakończenie rury jest obrabiane z użyciem krawędzi skrawającej przymocowanej do głowicy skrawającej urządzenia. Takie rozwiązanie pozwala obracać narzędzie, a nie obrabiany przedmiot.
Firma Copier została założona przez Jana Copiera w 1997 i szybko rozwinęła się, zdobywając kluczową pozycję na tym niszowym rynku. Copier inwestuje w jakość i niezawodność, przywiązując dużą wagę do łatwości użytkowania — aspektu, w którym ważną rolę pełnią sterowniki firmy FANUC.

Nieruchome krawędzie skrawające

„Początkowo produkowaliśmy proste maszyny wyposażone w jedną oś podawania” — stwierdza Jan Copier. „W tych rozwiązaniach krawędzie skrawające mocuje się na stałe na osi C (w głowicy skrawającej). Przedmiot jest poddawany obróbce w momencie przesuwania go wzdłuż osi C. Wymiary krawędzi skrawających są tak dobrane, aby nadać powierzchni optymalny kształt umożliwiający spawanie. W procesie obróbki powstaje zatem kopia”.”
Ogromną zaletą tego systemu jest jego wyjątkowa prostota. Ujemną stroną — konieczność dobrania krawędzi skrawających do każdej formy. Ponadto grubość ścianki rury nie może przekraczać pewnego rozmiaru.

Sanie wzdłużne przy głowicy wrzeciona

Aby wyeliminować powyższe wady, zaprojektowano nową generację maszyn, gdzie obróbka jest sterowana za pośrednictwem sterownika CNC. Krawędzie skrawające nie są już przymocowane do wrzeciona, lecz zamontowane na saniach wzdłużnych (oś U) na głowicy wrzeciona, dzięki czemu mogą poruszać się do wewnątrz lub na zewnątrz. Oś U jest napędzana przez specjalnie zaprojektowaną przekładnię mechaniczną, która obraca się z osią C, napędzaną dodatkowymi osiami wspomaganymi. Dzięki takiemu rozwiązaniu maszyna CNC korzystająca z tych samych narzędzi i krawędzi skrawających może wykonać skos o dowolnym profilu niezależnie od grubości ścianki rury. Ponadto za jej pomocą można wykonywać także inne zadania, takie jak gwintowanie i rowkowanie.
Szybkie przetwarzanie poleceń dzięki sterownikowi CNC

Jan Copier: „Mechanizm działający w osi U jest sterowany komputerowo za pomocą specjalnych aplikacji CNC. Funkcja ta nie jest dostępna we wszystkich sterownikach CNC. Przekładnia została tak zaprojektowana, aby oś U była doskonale zsynchronizowana z osią C. W rezultacie pozycja krawędzi skrawających się nie zmienia. Aby przesunąć je do wewnątrz albo na zewnątrz trzeba odpowiednio zmniejszyć albo zwiększyć prędkość osi U względem osi C. Takie działanie wymaga wykorzystania wyjątkowo precyzyjnych koderów i sterownika CNC o dużej mocy obliczeniowej. Badanie rynku pokazało, że najlepszy do tego zadania będzie sterownik firmy FANUC”.
Graficzny interfejs użytkownika

Ponieważ użytkownicy tych maszyn nie mają zazwyczaj doświadczenia w obróbce CNC, firma Copier Bevelmachines postawiła na jeszcze jeden element przewagi sterowników firmy FANUC: możliwość opracowania graficznego interfejsu użytkownika do obsługi kontrolera PLC zintegrowanego ze sterownikiem. Aplikacja przygotowana na bazie programu Fanuc Picture Software została w całości zaimplementowana przez firmę FANUC na prośbę firmy Copier Bevelmachines. Jan Copier wyjaśnia: „Użytkownicy mogą wprowadzić parametry rury, która będzie poddana obróbce, a następnie wybrać na ekranie żądany profil skosu. Profile są standardowe, w związku z czym możemy zaoferować użytkownikom bibliotekę profilów. Dzięki temu operator może obsługiwać maszynę, nie programując bezpośrednio kodu NC. Interfejs obsługuje także wiele innych opcji. Typowym problemem, na który napotykają nasi klienci, są tolerancje rur. Za pomocą programu mogą oni wprowadzić rzeczywiste wymiary rury, a system automatycznie obliczy, czy minimalna grubość ścianki została zachowana. Operator uzyskuje informacje o wynikach, zanim rozpocznie obróbkę”.

Używane produkty firmy FANUC