FANUC CNC is bij uitstek geschikt voor de nieuwe binnenslijpmachine’van de Zwitserse gereedschapsmaker Studer  

Taak: De juiste CNC zoeken voor de nieuwe Studer S141, een universele binnenslijpmachine voor flensonderdelen en spindels tot 1300 mm lang.  

Oplossing: Op basis van een langdurige samenwerking met FANUC opteerde Studer voor een FANUC 31i Model B CNC. Een bepalende factor om voor FANUC te kiezen was de bewezen betrouwbaarheid. Het 31i Model B is voorzien van een geïntegreerd 'Panel i' dat draait op software van Studer via een speciale gebruikersinterface.

Resultaat: De FANUC CNC biedt talloze voordelen voor Studer, waaronder intuïtieve bediening en programmering, geïntegreerde meet- en sensortechnologie voor procesbewaking, een high-speed PMC (een geïntegreerde PLC), programmageheugen en tot vijf PMC-kanalen voor simultaan uitvoeren van onafhankelijke PMC-programma's op maximale snelheid.

CNC voor de toekomst

Nieuw slijpmachineplatform van Studer met nieuwe FANUC-controller

Binnenslijpen van flensonderdelen of spindels tot 1300 mm lang – voor de nieuwe Studer S141 is absoluut geen probleem. De machine werd in de herfst van 2014 geïntroduceerd en is de voorhoede van een nieuw machineplatform voor universeel binnenslijpen. Er volgen aanvullende modellen van diverse afmetingen op de EMO 2015. De S141 is voorzien van een aantal nieuwe functies en ook van de nieuwste FANUC CNC 31i-B, die talloze verbeteringen biedt ten opzichte van zijn voorganger.

Met de S141 is Studer van plan een nieuw marktsegment voor zich te winnen. De universele binnenslijpmachine, die in aanvullende afmetingen beschikbaar zal zijn op de EMO 2015, is uitermate geschikt voor het slijpen van lange werkstukken tot 1300 mm, zoals spindelassen, spindelbehuizingen, of (schroef)assen. Kleine componenten worden in de klauwplaat vastgezet maar lange stukken kunnen ook worden ondersteund door een vaste steun.

De geheel opnieuw ontworpen S141 is op papier al indrukwekkend: De maximale binnenslijplengte is 250 mm en de uitwendige lengte is 150 mm. De zwenkdiameter boven de tafel is maximaal 400 mm en het werkstuk mag maximaal 250 kg wegen. Ook met de S141 staat de naam Studer voor precisie, voornamelijk op basis van het Granitan® machinebed met het bekende, gunstige thermale en dempende gedrag. De grote afstand tussen de geleidingen en de zeer robuust geconstrueerde schuiven bieden een geweldige stabiliteit, die onontbeerlijk is voor een dynamische machinale precisiebewerking. Bovendien zijn alle precisiegerelateerde componenten temperatuurstabiel.

Innovaties die de prestaties verhogen, zoals het gepatenteerde StuderGuide® geleidingssysteem, bieden snelle asbewegingen met hoge precisie. Vooral omdat alle assen zijn uitgerust met lineaire aandrijvingen. De slijpspindelrevolver met maximaal vier slijpspindels (waaronder maximaal twee buitenslijpspindels) wordt direct aangedreven en is daarom ongelooflijk snel. Voor het parallel aan de as slijpen van kegels en tapse vormen kan de werkstuktafel automatisch worden gedraaid. Studer heeft voor elke toepassing de juiste uitlijnstrategie voor maximaal twee uitlijnstations. Bovendien is er een geïntegreerde sonde die de lengtepositie zowel axiaal als radiaal kan bepalen.

De CNC: bewezen betrouwbaar en toekomstgericht

Voor de controller vertrouwt Studer op de beproefde technologie en solide ervaring, zoals Wolfgang Labus, hoofd Product Engineering, benadrukt: "We werken al vanaf 1992 nauw samen met FANUC op het gebied van besturings- een aandrijvingstechnologie. We waarderen met name de hoge betrouwbaarheid van de FANUC-hardware en -software, ook voor nieuw uitgebrachte producten. Daarom hebben we niet geaarzeld om ook onze nieuwe S141 uit te rusten met een betrekkelijk nieuwe controllergeneratie als FANUC 31i Model B."

Net als bij de FANUC-besturingen die in het verleden werden toegepast voor Studer-machines, is de geselecteerde uitvoering ook uitgerust met een geïntegreerde FANUC 'Panel i' industriële pc, waarop de Studer-software met de eigen gebruikersinterface is geïnstalleerd. Onderdeel hiervan is StuderPictogramming, waarmee de gebruiker de afzonderlijke slijpcycli opzet, terwijl de ISO-code wordt gegenereerd door de pc. De software voor de Studer Quick-Set slijpschijfafmeting vermindert de uitlijncycli tot 90 procent.

De StuderWIN- en StuderSIM-programma's die door Studer zijn ontwikkeld, zijn geschikt voor verschillende toepassingen van binnenslijpen en zorgen voor nauwkeurige programmering van alle basiscycli voor slijpen, uitlijnen en procesondersteunende metingen. Bovendien blinkt StuderWIN uit dankzij microfuncties, waarmee slijp- en uitlijnroutines eenvoudig kunnen worden geprogrammeerd om het slijpproces te optimaliseren. Software-opties voor het berekenen van de slijptechnologie, geoptimaliseerde uitlijning, contour, draadsnijden en vormslijpen verbeteren de functionaliteit van de machine nog verder.

Opvallende verbeteringen

De ontwikkelingen van de software- en besturingszijde hebben de laatste jaren niet stilgestaan, wat ten gunste komt van de S141. Metingen, contactdetectie, laad- en verwerkingssystemen zijn gekoppeld aan de FANUC-controller, waardoor deze direct kunnen worden geregeld vanuit de gebruikersinterface. Wolfgang Labus legt uit: "FANUC geeft ons de mogelijkheid om onze meet- en sensortechnologie volledig te integreren voor procesbewaking, contactdetectie en automatische verdelingssystemen in de controller, wat een gebruiksvriendelijke, gestandaardiseerde programmering van de verschillende systemen oplevert." Het 15-inch aanraakscherm van de FANUC 31i-B biedt een intuïtieve bediening en programmering van de machine. Alle besturingselementen zijn handig, duidelijk en ergonomisch opgezet. Voor een eenvoudige installatie dichtbij het slijpproces heeft Studer een op het proces aangepaste handbediening ontwikkeld die naadloos werkt met de FANUC CNC.

De S141 onderscheidt zich ook dankzij de geavanceerde aandrijvingstechnologie – met lineaire motoren op alle assen. "Helaas niet afkomstig van FANUC", merkt Wolfgang Labus op. "Het zou natuurlijk ideaal zijn als alles van één bedrijf afkomstig was en werd geïnstalleerd in de schakelkast door een groepje leveranciers. Maar het laat ook zien dat in uitzonderlijke gevallen FANUC de mogelijkheid biedt om producten van derden op te nemen, en relevante technische parameters ter beschikking te stellen zodat alle aandrijfelementen optimaal worden afgestemd op de controller."

Tijdens het ontwikkelen van de S141 was er nog geen passende lineaire aandrijving beschikbaar bij FANUC. Maar dat kan in de nabije toekomst veranderen, vermeldt Antoine Ferrari, de technisch vertegenwoordiger van FANUC die verantwoordelijk is voor Studer: "De LiS D1 lineaire motorserie die we zojuist hebben ontwikkeld, heeft aanzienlijk compactere afmetingen en daardoor een hoger vermogen. Het nieuwe 4500 N-model is bijvoorbeeld 50 mm slanker dan het voorgaande model."

Samenwerkingsverband

Dankzij hun jarenlange partnerschap met FANUC heeft Studer veel expertise in huis. Toch liepen er voor de nieuwe ontwikkelingen zoals de S141 vanaf het begin besturings- en aandrijvingsdeskundigen van de Zwitserse FANUC-vestiging mee, zo zegt Wolfgang Labus. Kenmerkend is dat de specificatie voor de aandrijvingen gezamenlijk werd opgesteld en dat de besturingsapparatuur onderling werd besproken. "De ondersteuning die we daar ontvangen, is werkelijk voortreffelijk", is de mening van het hoofd Product Engineering. "Onlangs ontvingen we zelfs een complete controller om interfaces en andere specificaties op de CNC te kunnen testen, vooruitlopend op de productie van het prototype."

Dit zorgt ervoor dat alle basisfuncties al in een vroeg stadium synchroon lopen. Wanneer een nieuwe machine in serieproductie wordt genomen, zijn er gewoonlijk aanpassingen nodig, bijvoorbeeld interfaces voor gegevensverwerking bij de klant. Wolfgang Labus noemt verder nog: "Steeds meer klanten willen weten welk werkstuk kan worden geslepen en in welke kwaliteit. Ze willen gedocumenteerde machinegegevens en meetresultaten inzien, waarbij passende interfaces beschikbaar moeten zijn. Dit is een vereiste die in de toekomst alleen maar belangrijker wordt."

FANUC is hiervoor klaar. In de Model B-besturingsgeneratie is bijna een dozijn interfaceprotocollen beschikbaar, waardoor de CNC kan communiceren met allerlei randapparaten. Bovendien is de standaard Profibus, tot voor kort ProfiNET, ook beschikbaar gesteld. Verder worden FL-Net, EtherNet/IP, Fast Ethernet, MOD-Bus en andere protocollen ondersteund.

Snelle PMC ondersteunt de randapparatuur

Speciaal voor de randapparatuur heeft de nieuwe 3xi Model B CNC-serie verschillende voordelen te bieden. De high-speed PMC (een geïntegreerde PLC) is drie keer zo snel als het vorige model. En het beschikbare programmageheugen is ook drie keer zo groot. Voor geavanceerde machinale bewerkingstaken is het uiterst nuttig dat er maximaal vijf PMC-kanalen beschikbaar zijn in de 31i-B, waardoor onafhankelijke PMC-programma's op de hoogste snelheid tegelijk kunnen worden uitgevoerd.

Verantwoordelijk voor de productietoename zijn de snelle PMC-processor en de gegevensoverdracht tussen de CNC en PMC, die zijn versneld dankzij de nieuwe bustechnologie. Antoine Ferrari wijst op de FANUC I/O-Link i, die aanzienlijk krachtiger is dan zijn voorganger. Deze kan twee keer zoveel PMC-I/O-signalen per kanaal versturen, en daardoor kunnen er nu 24 groepen worden aangesloten in plaats van 16. De verbetering heeft onder andere een positieve invloed op de geïntegreerde veiligheidsfunctie Dual Check Safety: Eén I/O-Link i-kabel is voldoende om de beveiligde signalen te versturen.

Er zijn ook nieuwe diagnostische mogelijkheden die zijn gekoppeld aan het gebruik van de I/O link i. Via zogenaamde error-point detectie kan de gebruiker bepalen of de digitale output defect is of onderbroken. Op het CNC-scherm wordt de bron van de storing weergegeven, wat de diagnostische tijdsinterval aanzienlijk verkort. Voor preventief onderhoud is de lekkagedetectiefunctie voor controle op lekkagebestendigheid ook interessant. Dreigende motorstoringen kunnen daardoor in een vroegtijdig stadium worden waargenomen en door het onderhoudspersoneel worden verholpen.

Consistent energiezuinig

De machines van Studer zijn niet alleen voorzien het Blue Competence-energielabel van de Duitse Engineering Federation (VDMA), maar ook van hun eigen BluePlus-label dat staat voor zes uitgebreide maatregelen voor een lager energieverbruik. Wolfgang Labus legt uit: "We bereiken de verbeteringen voornamelijk door onze geoptimaliseerde software en door ontwerpmaatregelen op het gebied van koelmiddeltoevoer en afzuigsysteem. Het gebruik van energie-geoptimaliseerde elektrische componenten – ondersteund door FANUC op het gebied van besturings- en aandrijvingstechnologie – maakt onderdeel uit van het BluePlus-concept."

Zo kon FANUC met behulp van de allernieuwste high-performance elektronica het vermogensverlies van de hardwareaandrijvingen met nog eens tien procent verminderen. Op softwareniveau kan de gebruiker bijvoorbeeld het gewenste energiebesparingsniveau selecteren met de functie Energy-Saving Level Selection. Afhankelijk van de bewerkingsvereisten is de gebruiker vrij om te kiezen tussen volledig vermogen en geoptimaliseerd energiegebruik, wat gewoonlijk resulteert in een wat langzamere machinale bewerking.

De aanvullende S131 en S151 zullen ook worden uitgebracht met de FANUC CNC 31i-B. Maar Wolfgang Labus heeft nog steeds zijn zinnen gezet op een aanvullende nieuwe FANUC CNC, de compacte 0i-F CNC: "Dat is een extra alternatief voor het onderste segment van onze verschillende typeseries die slechts een paar assen hebben en waarvoor de mogelijkheid voor meerdere kanalen geen vereiste is."

Met de 0i-F, die voor het eerst werd gepresenteerd op de AMB 2014, onthulde de internationale marktleider op CNC-gebied het Seamless Concept. Dit houdt in dat alle FANUC CNC-besturingen worden gebouwd volgens een uniforme norm en met vergelijkbare bedieningsinstructies. Dit vergemakkelijkt het ontwerpen van modulair geconfigureerde machinereeksen, bedieningen, onderhoud en service.

Zwitserse topkwaliteit in slijpen

Fritz Studer AG in het Zwitserse Steffisburg heeft circa 800 werknemers en behoort, samen met de Duitse bedrijven Schaudt en Mikrosa, tot de groep voor circulaire slijptechnologie binnen de United Grinding Group. Studer kan bogen op ruim 100 ervaring bij het ontwikkelen en produceren van precisierondslijpmachines. Met bij benadering 22.000 geleverde systemen wordt Studer beschouwd als de marktleider in technologie voor universeel, uitwendig, inwendig en niet-circulair slijpen. De productreeks bestaat niet alleen uit standaardmachines maar ook uit geavanceerde systeemoplossingen in rondslijpen met hoge precisie voor de machinale verwerking van kleine en middelgrote werkstukken. Studer biedt ook software, systeemintegratie en een omvangrijke portfolio aan diensten. Klanten zijn bedrijven uit de machinebouw, auto-industrie, gereedschaps- en matrijsmakers, de ruimtevaart, op het gebied van pneumatische/hydraulische, elektronica/elektrotechniek, medische technologie, de uurwerkindustrie en speciale fabricage.

Gebruikte FANUC-producten