Sisteme de control şi acţionare pentru rectificarea uneltelor

Inovaţii până la nivel de detaliu

Schneeberger oferă o densitate superioară a performanţelor în domeniul rectificării uneltelor

Cu nouă utilaje, cum ar fi modelul compact NGC, J. Schneeberger Maschinen AG oferă o eficienţă înaltă în ceea ce priveşte rectificarea uneltelor. Acest lucru se datorează, de asemenea, componentelor, cum ar fi capul de măsurare 3D brevetat, uşor integrabil, care poate fi implementat în toate utilajele Schneeberger. De ani de zile, partenerul de încredere FANUC a fost alături de inginerii tehnologici Schneeberger, oferind asistenţă pentru sistemele de control şi acţionare.

Există o mare varietate de scule de tăiere pentru prelucrarea metalului şi a lemnului: de la inserţii indexabile cu profil mic, până la unelte mari de broşare şi de danturat roţi dinţate. Geometriile diferite, fără a mai menţiona materialele de pe piesa de prelucrat şi de pe partea discului de rectificare, impun cerinţe extreme asupra utilajelor de rectificat unelte utilizate pentru fabricare şi reascuţire. Producătorul de utilaje J. Schneeberger Maschinen AG, companie de tradiţie cu sediul în oraşul elveţian Roggwil, priveşte acest lucru ca pe o provocare, aducând permanent inovaţii.

Există ceva nou în fiecare an. Spre exemplu, acum doi ani, la EMO, Schneeberger a lansat tarodul NGM, care este adecvat pentru producerea uneltelor de filetare într-o configuraţie simplă. Acesta este echipat cu şase axe în total, din care cinci sunt cu acţionare directă. Una dintre caracteristicile speciale ale tarodului NGM este faptul că piesa de prelucrat poate oscila la o frecvenţă ridicată. Dl. Hartmut Rühl, Director de Software şi Electronică, explică: „Sistemele de acţionare liniare sunt ideale pentru oscilaţie. Deoarece permit aceste mişcări mici, foarte dinamice şi, în acest fel, nu prezintă uzură.” Tehnologia de acţionare directă pentru oscilaţie rapidă şi-a demonstrat deja eficacitatea pe maşina de rectificat Gemini GHP, lansată acum zece ani. Discul de rectificare oscilează pe această maşină, prezentând, totuşi, o masă mai mică la rectificarea frezelor-melc. În contrast, pe uneltele de filetare, discul de rectificare are adesea o dimensiune de 300 mm şi este greu. De aceea, Schneeberger a decis să facă posibilă oscilarea piesei de prelucrat.

Proiectarea maşinilor cu acţionare directă a fost susţinută de FANUC, furnizorul Schneeberger de ani de zile de tehnologii pentru sisteme de control şi acţionare.

Ideal pentru prelucrarea prin oscilare

La Schneeberger, nu există alternative la motoarele liniare când vine vorba de mişcările de oscilare. Hartmut Rühl explică mai detaliat: „Putem atinge curse oscilante de 5 mm cu 15 Hz doar cu un sistem de acţionare directă. În acest caz, programăm aceste mişcări fără a folosi G-Code, ci mai degrabă cu ajutorul unui tabel de date. Acesta este apoi convertit în comenzi pentru maşină folosind un software special FANUC, denumit HCC.”

Cu software-ul HCC (High-speed Cycle Cutting), pe care FANUC îl furnizează în sistemele CNC ultraperformante din seria 30i şi 31i, se pot realiza rutine de prelucrare omogene şi precise, ce nu pot fi obţinute în niciun alt proces. Structura de bază este simplă: Pentru fiecare axă ce trebuie mişcată, se creează un tabel în care sunt programate mişcările aferente axei respective pentru un interval de timp definit (de ex. 1 milisecundă).

Suprafaţă mică de instalare, incintă de lucru mare

Anul trecut, Schneeberger a lansat cu NGC o generaţie nouă, universală şi supercompactă de maşini de rectificat. Aceasta este adecvată pentru unelte standard, cum ar fi cutterele pentru faţa, raza şi profilul uneltelor, maşinile de găurit de înaltă performanţă, alezoarele, plăcile de strunjire pentru profile din HSS, carbură şi Cermet. Software-ul conceput special, procesele de rectificare şi sisteme de prindere sunt disponibile pentru ascuţirea butucilor, cutterelor de rabotare, lamelor tip bară şi a lamelor pentru roţi dinţate conice. Rectificarea lamelor pentru industria hârtiei, industria alimentară sau industria maselor plastice face parte din gama de capacităţi de producţie, împreună cu prelucrarea pieselor de prelucrat sub formă de disc cu dispozitive speciale de prindere şi încărcare automată.

„Există o cerere pe piaţă pentru maşini cu suprafaţă minimă de instalare, capabile să oferă însă trasee de traversare relativ lungi”, explică Hartmut Rühl. „Cu NGC, am obţinut acest echilibru.” Maşina compactă cu 5 axe permite prelucrarea completă a uneltelor (circumferinţă şi faţă), cu o lungime de tăiere de până la 300 mm. Piesa de prelucrat poate avea un diametru de până la 300 mm şi o lungime maximă de 500 mm. Deşi tarodul NGC, cât şi cel NGM sunt considerate a fi maşini relativ mici, Schneeberger le oferă împreună cu schimbătoare de discuri de rectificare şi şapte pachete de discuri.

Tranziţia către o nouă generaţie de sisteme de control

Pentru toate maşinile din segmentul de elită, de ex. şi pentru tarodul NGM şi NGC, Schneeberger utilizează controlerele CNC FANUC din seria 31i-B5, ideale pentru prelucrarea cu 5 axe – într-o versiune cu un PC industrial „Panel i” integrat. Acesta este conectat la CNC prin magistrala de mare viteză HSSB. Îi permite specialistului în rectificare să îşi aplice experienţa în domeniul software-ului brevetat Quinto cu o interfaţă personalizată.

Toate celelalte maşini de la Schneeberger au parcurs, de asemenea, procesul de tranziţie la Modelul B, noua generaţie de controlere FANUC. Pentru aplicaţiile mai rudimentare din punct de vedere al programării, sistemul CNC Power Mate anterior a fost înlocuit cu modelul FANUC 35i-B fără compatibilitate cu PC-uri. Hartmut Rühl precizează că termenul „rudimentar” nu se referă la precizie, ci la cerinţele de programare: „Cu aceste maşini, frezele-melc pot fi reascuţite cu o calitate 3A. O sarcină cu adevărat dificilă, ce necesită doar zece din 20 de parametri, ce poate fi, totuşi, realizată local pe maşină.”

Specialistul în controlere, Rühl, indică, de asemenea, interesul pentru noul model compact CNC 0i-F de la FANUC: „Acesta ar fi, poate, o alternativă suplimentară pentru segmentul de bază al maşinilor noastre de rectificat, care au doar câteva axe şi nu necesită o capacitate multicanal.” Cu modelul 0i-F, prezentat pentru prima dată în Europa la AMB 2014, liderul mondial de sisteme CNC şi-a dezvăluit „Conceptul Perfect”. Acesta confirmă că toate controlerele CNC FANUC sunt construite conform unui standard unificat şi prezintă instrucţiuni de operare comparabile. Aceasta înseamnă că atât 31i-B5, cât şi 0i-F necesită aceleaşi componente periferice (amplificator, I/O etc.) şi sunt incluse în acelaşi tip de carcasă. Software-ul este singurul care diferă.

Economisirea timpului prin măsurători exacte în maşină

Schneeberger are încă o inovaţie oferită în toate seriile şi generaţiile de utilaje: propriul cap de măsurare 3D. Hartmut Rühl explică motivul acestei realizări: „În timp, maşinile au devenit din ce în ce mai rapide şi precise. Prin urmare, capul de măsurare integrat trebuia să aibă capacităţi similare. Pentru a le oferi clienţilor noştri soluţia optimă, am proiectat un cap de măsurare 3D care îndeplineşte cerinţele noastre în proporţie de 100%.”

În consecinţă, capul de măsurare Zenon Schneeberger se bazează pe utilizarea traductoarelor tensometrice semiconductoare (ScSG), o tehnologie care promite un nivel ridicat de precizie. Inginerul de aplicaţii Antonio Grasso, responsabil cu proiectarea, explică: „Această metodă de măsurare este utilizată, de asemenea, de liderii pe piaţă în domeniul tehnologiei de măsurare tactilă 3D şi ne permită să obţinem rezultate absolut comparabile.” Această tehnologie de senzori realizează un nivel ridicat de repetabilitate, care nu se modifică nici chiar după câteva milioane de măsurări. Aceasta elimină, de asemenea, aşa-numitul „lobing”, care survine la capetele de măsurare cinematice.

„Când utilizăm capul de măsurare Zenon pe maşinile noastre cu motoare liniare”, explică Antonio Grasso, „care sunt renumite pentru construcţia extrem de rigidă, obţinem niveluri de precizie greu de depăşit de către o maşină de măsurat în coordonate externă. Am demonstrat acest lucru prin măsurători paralele. Precizia noastră este momentan sub un micron şi suntem pe cale să obţinem o măsurare reproductibilă de 0,5 µm."

Mai presus de toate, utilizatorul profită de economiile de timp când implementează un cap de măsurare integrat de acest tip. Deoarece poate elimina necesitatea de reechipare de la măsurare până la resetarea maşinii de rectificat. Fiecare mic detaliu contează, mai ales în cazul uneltelor mari, cum ar fi frezele.melc sau chiar cutterele de granulare, care pot cântări până la o tonă. „De aceea, configurarea poate deja să dureze până la 30 de minute”, explică Hartmut Rühl.

Din perspectiva asigurării calităţii, totuşi, un cap de măsurare integrat în maşină nu înlocuieşte o maşină de măsurat. Aceasta, deoarece, dacă configurarea nu a fost corectă, spre exemplu, nu poţi detecta nicio eroare cu capul de măsurare integrat. Însă, Antonio Grasso subliniază: „Utilizatorul are, cu siguranţă, de câştigat de pe urma faptului că îşi poate evalua procesul de producţie şi îşi poate verifica rezultatele reproductibile. Prin urmare, este poate suficient pentru el să plaseze doar câteva piese pe maşina de măsurat pentru a verifica precizia absolută.

Funcţia controlerului accelerează procesul de măsurare

De asemenea, la proiectarea noului cap de măsurare, inginerul de aplicaţii a colaborat strâns cu furnizorul de controlere şi sisteme de acţionare FANUC. În consecinţă, procesul capului de măsurare în sine a fost accelerat. Deoarece, în trecut, trebuia să traversezi componenta cu capul de măsurare la viteză constantă. Pentru aceasta, trebuia să păstrezi o anumită distanţă înainte de fiecare măsurare. Noua generaţie de controlerele Model B de la FANUC oferă acum funcţia de „Compensare înainte a avansului la omitere”, care permite, de asemenea, măsurarea în faza de accelerare”. „Obţinem acum acelaşi nivel de precizie într-un interval de timp mult mai scurt”, afirmă Grasso. „Deoarece sistemul CNC FANUC este un controler pentru prelucrare şi nu un controler de măsurare, capabil să citească poziţiile exacte la fiecare milisecundă, rezultatul este remarcabil. Suntem pionieri într-un domeniu în care putem concura parţial cu maşinile de măsurat dedicate.”

Rezultatele bune de măsurare nu se limitează la maşinile liniare cu tarod Sirius şi NGN de la Schneeberger. S-au obţinut, de asemenea, rezultate superioare în cadrul probelor cu NGC. În plus, capul de măsurare Zenon este compatibil cu modelele anterioare. Aceasta înseamnă că, dacă un utilizator doreşte să îşi schimbe capul de măsurare Schneeberger existent, o poate uşor cu ajutorul unei mici interfeţe.

 

Pionier în domeniul rectificării uneltelor

Încă din 1923, Walter Schneeberger a înfiinţat compania care îi purta numele. Doi ani mai târziu, a lansat modelul R1 pe piaţă, o maşină de rectificat unelte cu aplicaţii universale. În rolul său de pionierat tehnic, compania a conceput şi construit primele maşini de rectificat cu control CNC în 1985. Acest lucru a anunţat o nouă era în ceea ce priveşte calitatea uneltelor. În 1990, Schneeberger a lansat conceptul de rectificare cu 5 axe, iar în 2003 a lansat prima maşină cu sisteme de acţionare liniare, Sirius HPM. Gama actuală de produse a acestei companii cu 170 de angajaţi include, de asemenea, maşinile de rectificat cu CNC Corvus, gemini şi Norma, cu puteri de ieşire de până la 40 kW. În plus, cu seria Aries, Schneeberger oferă o alternativă economică la tehnologia cu 5 axe în domeniul reascuţirii. Pe lângă sediul principal din Roggwil, Elveţia, compania are sucursale în Germania, Franţa, Italia, S.U.A. şi China, precum şi peste 20 de agenţii la nivel internaţional.