Rectificarea şi eroziunea sculelor într-o singură maşină
Ca element de control, Walter Maschinenbau instalează şi sistemul CNC FANUC 31i -A5 pentru maşinile Helitronic Diamond şi Helitronic Power Diamond.
Când firma specializată în maşini de rectificat scule Walter Maschinenbau a decis în 2006 să instaleze sisteme de comandă şi acţionare CNC FANUC la seria sa de produse Helitronic, un lucru a fost limpede pentru factorii de decizie: Era necesar un singur model de comenzi pentru toate maşinile. Decizia a fost luată în favoarea CNC FANUC seria 31i -A5, care oferă cele mai bune condiţii pentru prelucrarea pe 5 axe, alături de o structură deschisă pentru integrarea eroziunii circulare pe partea de comandă.
Anul trecut, firma Walter Maschinenbau, cu sediul în Tübingen, şi-a actualizat în mod gradat maşinile Helitronic cu sistemul de comandă CNC ultraperformant FANUC seria 31i -A5: de la Helitronic Basic, o maşină de nivel de bază pentru reascuţirea sculelor, maşinile standard Helitronic Power şi Mini-Power, până la modelul de top Helitronic Vision, prevăzut cu transmisii directe pentru toate axele. Maşina de dată recentă Helitronic Micro, adecvată pentru prelucrarea micro-uneltelor cu game de diametre foarte mici, cu cerinţe de precizie extrem de ridicate, a fost proiectată de la început echipată cu sistemul CNC FANUC 31i -A5. De asemenea, este complet prevăzută cu motoare liniare şi de cuplu constant. În final, ambele maşini hibride Helitronic Power Diamond şi Helitronic Diamond au fost modernizate cu sistemul de comandă FANUC şi sunt utilizate cu succes nu numai la producerea şi ascuţirea sculelor HSS, cu carbură şi CBN, dar şi pentru eroziunea circulară a CBN şi PCD.
Comunicarea rapidă dintre comandă şi generator
„În principiu, Helitronic Diamond este o maşină de rectificat Helitronic Power sau Helitronic Vision cu un generator suplimentar pentru eroziunea cu descărcare electrică şi echipamentele periferice necesare, precum un sistem de călire”, explică Martin Hämmerle, Manager de Produs pentru maşinile Helitronic. El arată că, pentru eroziunea circulară la maşina Helitronic Diamond, nu se utilizează o comandă de eroziune suplimentară, specifică firmei Walter. Aceasta este integrată în sistemul de comandă CNC de la FANUC. „Astfel, la rectificare sau eroziune, utilizatorul poate beneficia de un singur sistem de comandă şi, implicit, de un singur furnizor.”
Pentru a permite comunicaţia cu generatorul şi utilizarea algoritmilor existenţi pentru eroziune cu descărcare electrică, FANUC a fost de acord să modifice sistemul de comandă în consecinţă. Heinz Häckh, directorul departamentului de proiectare sisteme de comandă: „Pe baza experienţei noastre cu eroziunea circulară, am avansat specificaţii concrete şi ne-am exprimat diferite dorinţe, pe care FANUC le-a implementat ca opţiune în sistemul CNC 31i -A5.”
Factorul cel mai important pentru specialiştii în rectificare şi eroziune îl reprezintă comunicarea rapidă dintre interfaţa cu utilizatorul, sistemul de comandă şi generator. Deoarece, în paralel cu prelucrarea, trebuie transmise date tehnologice de la interfaţa cu utilizatorul la generator. De asemenea, maşina poate nu doar să acopere geometria prin intermediul programului CNC, dar şi să execute, în mod continuu, toate corecţiile necesare în cursul prelucrării. Pe de altă parte, valorile măsurate şi parametrii de la prelucrarea prin electroeroziune pot fi, de asemenea, afişate la panoul de comandă.
Heinz Häckh poate confirma excelenta asistenţă acordată de FANUC pe întreaga durată a procesului de conversie: „Specificaţia pentru cerinţe pe care am realizat-o pentru procesul de eroziune a fost finalizată printr-un flux de lucru triunghiular. Mai întâi, s-a apelat la sucursala germană din Neuhausen, unde avem un punct de contact competent pentru toate întrebările de ordin tehnic. Apoi, compania mamă din Japonia a oferit o expertiză nepreţuită.
Uneltele PCD sunt tot mai importante
;Pentru Managerul de Produs, Martin Hämmerle, maşinile hibride Helitronic Diamond reprezintă un pas evolutiv cu potenţial considerabil. Deoarece, aşa cum a observat el, piaţa pentru uneltele PCD se dezvoltă într-un ritm anual cuprins între opt şi zece procente. Este de aşteptat ca această tendinţă să continue. Conform lui Hämmerle, factorul cheie care determină acest proces este tendinţa de reducere a greutăţii prin intermediul materialelor, care se manifestă în sectorul aeronautic, auto şi în alte domenii. În consecinţă, există o preferinţă în favoarea metalelor uscate, precum aluminiul şi titanul, alături de materialele plastice şi compozite, ideale pentru prelucrarea cu sculele PCD. Acestea permit obţinerea unor viteze ridicate şi obţin finisări de suprafaţă care deseori fac inutilă aplicarea unor tratamente ulterioare.
Din cauza dificultăţii şi a unor elemente geometrice precum razele interioare, uneltele PCD sunt extrem de dificil de rectificat, fiind necesară eroziunea acestora. Iată de ce Martin Hämmerle vede în maşinile hibride posibilitatea ca maşinile de rectificat scule „să pătrundă fără riscuri în domeniul uneltelor PCD. Un furnizor de servicii de acest tip poate utiliza maşina Helitronic Diamond în mod flexibil: fie pentru reascuţire sau producţia de scule HSS sau cu carburi metalice. Unitatea de eroziune este disponibilă pentru utilizarea cu unelte de tip PCD sau CBN.”
Un parteneriat de succes:
Pentru Walter Maschinenbau, conversia la tehnologia de comandă şi transmisie de la FANUC s-a dovedit a fi ideea corectă. FANUC, liderul pieţei mondiale în materie de tehnologie CNC, cu peste două milioane de sisteme de comandă CNC comercializate, este partenerul ideal pentru companiile internaţionale, datorită prezenţei globale cu service şi furnizare de piese de schimb la nivel mondial.
FANUC este, de asemenea, cunoscută pentru o calitate excepţională a produselor, exprimată prin disponibilitate ridicată şi costuri reduse de întreţinere. „Putem confirma, pe baza experienţei proprii, că fiabilitatea tehnologiei FANUC de comandă şi acţionare este de o asemenea calitate”, menţionează Martin Hämmerle, „încât practic nu ne-am confruntat cu timpi morţi la maşinile noastre din cauza comenzilor. Iată de ce clienţii noştri sunt foarte mulţumiţi de FANUC. Mulţi au optat pentru maşinile noastre Helitronic special datorită fiabilităţii şi asistenţei disponibile la nivel mondial.”
În plus faţă de service-ul FANUC, caracteristicile tehnice ale sistemului de comandă CNC FANUC 31i -A5 sunt impresionante. La toate maşinile de rectificat scule Walter, FANUC Panel i pe bază de PC este utilizat ca panou de comandă. Aplicaţiile software Window Mode şi Helitronic Tool Studio realizate de firma Walter se execută, de asemenea, pe tehnologie PC disponibilă suplimentar. În esenţă, ultima este un sistem CAD Walter brevetat care permite randările 3D ale pieselor de prelucrat şi facilitează semnificativ activitatea de programare. „Existenţa unei interfeţe de comunicaţii rapide între PC-ul puternic de comandă şi sistemul de comandă CNC este importantă pentru noi”, argumentează expertul în sisteme de comandă Heinz Häckh. „Aceasta ne permite să operăm în modul DNC cu toate programele noastre, întrucât contururile sunt calculate utilizând software-ul Walter. De asemenea, utilizăm permanent funcţia de siguranţă FANUC cu două canale, Dual Check Safety, la toate maşinile noastre. Aceasta ne permite să economisim componente mecanice, cablaj suspendat, spaţiu în dulapuri şi, implicit, costuri. De asemenea, utilizăm puternicul software de optimizare FANUC Servo Guide, mai ales în scopuri de service şi diagnosticare, precum şi pentru punerea în funcţiune.”
Operare şi programare uşoară
În timp ce utilizatorul maşinilor Helitronic poate lucra cu interfaţa Walter fără cunoştinţe specializate în materie de sisteme FANUC, producătorul maşinii elimină toate opririle pentru programare de bază şi adaptare. Compania Walter utilizează programarea DIN tradiţională şi macrocomenzile existente, alături de programul de execuţie în C. Sunt activate funcţii speciale, de exemplu, care gestionează comunicaţia dintre generator, interfaţa cu utilizatorul şi programul CNC în timpul eroziunii. Dezvoltatorii cu sediul la Tübingen utilizează, de asemenea, PMC-uri multicanal (PLC integrate) pentru accesarea nivelului senzor-actuator şi pentru a comanda dispozitivele de încărcare, de exemplu.
Maşinile Helitronic oferă o mulţime de opţiuni de automatizare. Astfel, sunt disponibile diferite opţiuni de încărcare la maşinile Helitronic Mini Power, Helitronic Power şi Helitronic Vision pentru asigurarea alimentării automate a pieselor de lucru pentru operaţiile de rectificare a sculelor. Se începe de la o maşină de încărcat Eco de bază şi se extinde cu un încărcător cu disc, până la un încărcător cu palet multiplu, care este capabil de stocare a peste 500 de unelte. Aceste opţiuni, direct integrate în maşină, pot fi selectate în funcţie de cerinţele clientului. În afara acesteia, există maşini cu schimbător de discuri de sablare, care poate găzdui până la douăsprezece seturi de discuri de rectificat, asigurând astfel o flexibilitate de prelucrare foarte ridicată. Un robot FANUC LRMate200i B este disponibil pentru Helitronic Micro în configuraţia sa standard, precum şi pentru Helitronic Power şi Helitronic Vision ca o caracteristică opţională suplimentară. Deoarece roboţii şi CNC provin de la acelaşi producător, comunicaţia dintre cele două sisteme este implementată prin intermediul unei conexiuni standard uşor de instalat, magistrala FANUC I/O Link.
Precizie ridicată prin nano-interpolare
Ciclurile rapide de control asigură controlul servomecanismului şi al arborelui principal, iar rezoluţia înaltă a codificatorului de impulsuri, cu 1.000.000 de impulsuri de rotaţie, precum şi nano-interpolarea, asigură maximum de precizie şi finisarea suprafeţei pentru rezultatul prelucrat. Ultima, de exemplu, se bazează pe funcţia de nano-netezire, care converteşte automat mişcările liniare, în cadrul sistemului de control, în curbe NURBS. Nano-netezirea examinează profilul de contur generat prin intermediul programelor CAD în paşi liniari mici şi îl netezeşte prin curbe în nano-paşi. În cursul procesului, se obţine o mişcare rapidă şi uniformă, iar finisarea superficială a piesei de prelucrat este semnificativ îmbunătăţită.
Software-ul FANUC asigură procesarea în nano-paşi a comenzilor de poziţie pentru amplificatoare şi motoare. Iată de ce maşinile Helitronic utilizează amplificatoare şi motoare din seria Alpha i, cuplate cu software-ul servo HRV Control (control vectorial de răspuns înalt). Acestea oferă un control rapid şi timpi scurţi pentru ciclul de execuţie. De asemenea, cei de la Walter acordă o mare importanţă eficienţei energetice ridicate. Martin Hämmerle explică: „Motoarele au o eficienţă înaltă şi oferă opţiunea de recuperare energetică. De asemenea, apreciem structura compactă a componentelor, care necesită un spaţiu redus în dulapul de comandă.”
Reuşita cu transmisii liniare
În afara motoarelor din seria Alpha i, Walter mai instalează transmisii directe la alte maşini. Heinz Häckh evidenţiază avantajele: „În prezent, avem peste un deceniu de experienţă cu motoarele liniare şi cele de cuplu constant. Astfel, putem garanta cu încredere clienţilor noştri o calitate ridicată, pe termen lung, a maşinilor echipate în acest mod. Uzura este minimală şi maşinile funcţionează mai lin decât cu alte tipuri de transmisie. Prin eliminarea şuruburilor cu bilă, o rezoluţie mai ridicată se obţine prin intermediul riglelor de sticlă de înaltă precizie. De asemenea, motoarele liniare pot fi implementate rapid printr-o mişcare oscilatorie, care, la şurubul cu bilă, poate duce la uzură excesivă şi la alte probleme.”
Tehnologie de rectificare a sculelor dintr-o singură sursă.
;Încă din anii ʾ50, firma Walter Maschinenbau GmbH din Tübingen a produs maşini de rectificat scule. Walter a reuşit un progres de anvergură în 1994, o dată cu introducerea maşinii Helitronic Power. Din septembrie 2004, liderul mondial de piaţă Walter Maschinenbau a fost integrat în divizia de maşini unelte „Körber-Schleifring” din cadrul Körber AG. Walter/Ewag este o companie lider mondial, orientat către piaţă, de tehnologie şi servicii pentru prelucrarea sculelor. La sediul din Tübingen al companiei, 150 de angajaţi lucrează în departamentul de organizare şi management al Walter Group, precum şi în departamentele de dezvoltare, vânzări, prototipuri, proiectarea aplicaţiilor şi servicii. Singura unitate de producţie este situată în orăşelul Kurim din Cehia, în apropiere de Brno. În total, compania are peste 500 de angajaţi la nivel mondial. Gama de produse include în principal maşini CNC pentru rectificarea şi eroziunea metalului, a lemnului şi a uneltelor PCD, precum şi a pieselor de producţie cu simetrie de rotaţie. De asemenea, Walter Maschinenbau oferă propria sa linie de maşini de măsurat CNC optice de înaltă precizie, cu care uneltele cu simetrie de rotaţie pot fi măsurate şi înregistrate.
