Шлифоване и електроерозийна обработка на инструменти в една машина
Като управляващо устройство Walter Maschinenbau използва ЦПУ-то 31i-A5 на FANUC и за Helitronic Diamond и Helitronic Power Diamond.
Когато специалистът по шлифоване на инструменти Walter Maschinenbau решава през 2006 г. да оборудва серията Helitronic с ЦПУ устройства и задвижвания на FANUC, едно е ясно на хората, взели решението: управляващите устройства трябва да са един модел за всички машини. Решението бе взето в полза на ЦПУ от серията 31i-A5 на FANUC, което предлага най-добрите условия за 5-осова машинна обработка плюс отворена конструкция за интегриране на ротационна електроерозийна обработка в управлението.
Миналата година Walter Maschinenbau със седалище в Тюбинген постепенно премина към високопроизводителното устройство за ЦПУ от серия 31i-A5 на FANUC за своите машини Helitronic: от Helitronic Basic, базова машина за инструменти за презаточване, и стандартните машини Helitronic Power и Mini-Power до топ модела Helitronic Vision, оборудван с директни задвижвания при всички оси. Новоразработената Helitronic Micro, която е подходяща за машинна обработка на микроинструменти с много малки диаметри и изключителни изисквания за прецизност, бе проектирана от началото с ЦПУ 31i-A5 на FANUC. Освен това тя е оборудвана изцяло с линейни и високомоментни мотори. Накрая и двете хибридни машини Helitronic Power Diamond и Helitronic Diamond бяха превключени към управление с ЦПУ на FANUC и се използват успешно не само за производство и презаточване на инструменти от HSSB, карбид и боразон (CBN), но и за ротационна електроерозийна обработка на боразон и поликристален диамант (PCD).
Бърза комуникация между управлението и генератора
„По принцип Helitronic Diamond е машина за шлифоване Helitronic Power или Helitronic Vision с допълнителен генератор за електроерозия и необходимите периферни устройства, като например система за закаляване“, обяснява Мартин Хемерле, продуктов мениджър за машините Helitronic. Той посочва, че за ротационната електроерозийна обработка на Helitronic Diamond не се използва допълнително управляващо устройство на ерозирането от Walter. То е интегрирано в устройството за ЦПУ на FANUC. „По този начин при шлифоване или електроерозийна обработка потребителят може да използва само едно устройство за управление и следователно само от един доставчик.“
За осигуряване на комуникацията с генератора и използването на съществуващи алгоритми за електроерозийна обработка FANUC се съгласи да модифицира съответно управляващото устройство. Хайнц Хек, ръководител на отдела за разработване на управления: „Въз основа на опита ни с ротационна електроерозийна обработка зададохме конкретни спецификации и изразихме различни желания, които FANUC внедри като опция в ЦПУ-то 31i-A5.“
Най-важният фактор за специалистите по шлифоване и електроерозийна обработка е бързата комуникация между потребителския интерфейс, управляващото устройство и генератора. Тъй като успоредно с машинната обработка технологичните данни трябва да се предават от потребителския интерфейс към генератора. По този начин машината не само покрива геометрията чрез програмата за ЦПУ, но така също извършва непрекъснато всички необходими корекции в процеса. И обратното, измерванията и параметрите от електроерозийната обработка могат също да се показват на контролния панел.
Хайнц Хек може да потвърди блестящата поддръжка от FANUC по време на целия процес на преход: „Спецификацията на изискванията, която разработихме за електроерозийния процес, бе реализирана в тристранен работен поток. Най-напред бе включен германският филиал в Нойхаузен, където имахме компетентно лице за контакт по всички технически въпроси. След това компанията-майка в Япония осигури безценен експертен опит.“
Инструментите от PCD придобиват все по-голямо значение
За продуктовия мениджър Мартин Хемерле хибридните машини Helitronic Diamond са разработка със значителен потенциал. Тъй като по негови наблюдения пазарът на инструменти от PCD се разраства между осем и десет процента годишно. Това се очаква да продължи. Според Хемерле ключовият движещ фактор е тенденцията в авиационния, автомобилния и други отрасли за намаляване на теглото чрез използваните материали. В резултат на това се предпочитат леки метали, като алуминий и титан, наред с пластмасите и композитните материали, които са идеални за машинна обработка с инструменти от PCD. Те позволяват високи скорости и получаване на повърхности, които често правят ненужна по-нататъшната обработка.
Поради твърдостта и размерите си, като например вътрешния радиус, инструментите от PCD са изключително трудни за шлифоване и вместо това трябва да се обработват с електроерозийни машини. Затова Мартин Хемерле вижда в хибридните машини възможност за фирмите за шлифоване на инструменти да „влязат в бизнеса с инструменти от PCD без риск“. Доставчик на услуги от този тип може да използва гъвкаво Helitronic Diamond: за презаточване или за производство на инструменти от карбид или HSSB. За инструменти от PCD или CBN може да се използва модулът за електроерозийна обработка.“
Успешно партньорство:
За Walter Maschinenbau преходът към технология за управление и задвижване от FANUC се оказа правилен ход. Световният пазарен лидер за технологии с използване на ЦПУ FANUC с над два милиона продадени ЦПУ устройства е идеалният партньор за международна компания, благодарение на глобалното си присъствие с обслужване и доставка на резервни части.
FANUC е известна също и с превъзходното качество на продуктите си, което се изразява във висока надеждност и ниски разходи за поддръжка. „Можем да потвърдим това въз основа на собствения си опит. Надеждността на технологията за управление и задвижване на FANUC е толкова голяма,“ споделя Мартин Хемерле, „че на практика не се е случвало да имаме принудителни престои на машините, свързани с управлението. Затова нашите клиенти са много доволни от FANUC. Много от тях избраха нашите машини Helitronic именно заради надеждността и предлаганата глобална поддръжка.“
В допълнение към обслужването на FANUC техническите характеристики на ЦПУ устройството 31i-A5 на Fanuc са впечатляващи. При всички машини за шлифоване на инструменти на Walter като контролен панел се използва компютърно базираният FANUC Panel i. Софтуерните приложения Window Mode и Helitronic Tool Studio, разработени от Walter, също се изпълняват на допълнително налична компютърна технология. В основата си тя представлява собствена CAD система на Walter, която позволява 3D рендиране на обработваните детайли и улеснява значително програмирането. „За нас е важно да имаме бързия комуникационен интерфейс между мощния управляващ компютър и устройството за ЦПУ“, заключава експертът по управления Хайнц Хек. „Това ни позволява да работим в режим DNC с всички наши програми, защото контурите се изчисляват в софтуера на Walter. И ние задължително използваме интегрираната двуканална функция за защита на FANUC – Dual Check Safety – във всички наши машини. Това ни позволява да спестяваме механични компоненти и допълнително окабеляване, пространство в контролният шкаф, а от там и разходи. Също така използваме мощния софтуер за оптимизация FANUC Servo Guide, особено за целите на обслужването и диагностиката, както и за въвеждането в експлоатация.“
Лесна работа и програмиране
Макар че потребителят на машините Helitronic може да работи с интерфейса на Walter без специализирани познания за FANUC, производителят на машини отстранява всички трудности за неговото базово програмиране и приспособяване. Walter използва традиционното DIN програмиране и съществуващите макроси наред с изпълнителната програма на C. Това например дава възможност за специални функции, които управляват комуникацията между генератора, потребителския интерфейс и програмата за ЦПУ по време на електроерозийната обработка. Конструкторите със седалище в Тюбинген използват също многоканални PMC (интегрирани PLC) за достъп до нивото сензор-задвижващо устройство и управление на натоварващите устройства например.
Машините Helitronic предлагат редица възможности за автоматизация. По този начин машините Helitronic Mini Power, Helitronic Power и Helitronic Vision разполагат с различни опции за натоварване, които осигуряват автоматичното подаване на обработвани детайли – в конкретния случай това са инструментите. Те започват от базов еко товарач и дисков товарач и стигат до товарач на няколко палети, който може да съхранява над 500 инструмента. Тези директно интегрирани в машината възможности могат да се избират в зависимост от изискванията на клиентите. Освен това има машини с устройство за смяна на шлифовъчните дискове, което може да побере до дванадесет комплекта шлифовъчни дискове и по този начин осигурява много висока гъвкавост при машинната обработка. Стандартната конфигурация на Helitronic Micro е оборудвана с робот LR Mate200iB на FANUC, а за Helitronic Power и Helitronic Vision той е допълнителна опция. Тъй като роботите и ЦПУ са произведени от една и съща компания, комуникацията между тях се извършва чрез лесна за инсталиране стандартна връзка – FANUC I/O Link Bus.
Висока прецизност чрез наноинтерполация
Кратките цикли за контрол на сервомоторите и шпинделите, високата разделителна способност на импулсния енкодер с 1 000 000 импулса на оборот, както и наноинтерполацията осигуряват перфектни прецизност и повърхност при машинната обработка. Последната например разчита на функцията за Nano Smoothing, която преобразува автоматично малките линейни движения в плавни криви NURBS. Nano Smoothing изследва профила на контурите, генериран чрез CAD програми с малки стъпки, и го изглажда в криви с наностъпки. В процеса се постига бързо и плавно движение, а повърхностната обработка на детайлите е значително подобрена.
Софтуерът на FANUC гарантира, че командите за позициониране за усилвателите и моторите се обработват с наностъпки. Затова машините Helitronic използват усилватели и мотори от серия Alpha i, комплектовани със софтуера за управление на сервозадвижвания HRV (бързодействащо векторно управление). Те предлагат бърз контрол и кратки времена на цикъла за обработване. Walter също така придава голямо значение на високата енергийна ефективност. Мартин Хемерле обяснява: „Моторите са с висока ефективност и предлагат възможност за възстановяване на енергията. Също така оценяваме компактния дизайн на компонентите, който изисква малко пространство в контролната кутия.“
Успешни с линейни задвижвания
В допълнение към моторите от серия Alpha i в някои машини Walter използва и директни задвижвания. Хайнц Хек изтъква предимствата: „Вече имаме над десетгодишен опит с линейни и високомоментни мотори. Така можем с увереност да гарантираме на клиентите си високо дълготрайно качество на машините, оборудвани по този начин. Износването е минимално и те работят по-плавно, отколкото с други видове задвижвания. Чрез премахване на сачмено-винтовите двойки и с използването на високопрецизни измерителни линийки за обратна връзка се постига по-висока разделителна способност. Освен това линейните мотори могат да се използват лесно при осцилиращо движение, което при сачмено-винтовата двойка би довело до прекалено износване и други проблеми.“
Технология за шлифоване на инструменти от един източник
Walter Maschinenbau GmbH от Тюбинген произвежда машини за шлифоване от 1950 г. През 1994 г. Walter успява да направи квантов скок с въвеждането на Helitronic Power. От септември 2004 г. световният пазарен лидер Walter Maschinenbau принадлежи към отдела за машини „Körber-Schleifring“ на Körber AG. Walter/Ewag е водеща в света компания за ориентирани към пазара технологии и услуги за машинна обработка. В централния офис на фирмата в Тюбинген 150 служители работят в отделите за организация и управление на Walter Group, както и в отделите за развитие, продажби, създаване на прототипи, разработка на приложения и услуги. Единствената производствена база е разположена в чешкия град Курим, близо до Бърно. Общо в компанията по света работят 500 души.. Продуктовата гама основно включва машини с ЦПУ за шлифоване и електроерозийна обработка на инструменти за метал, дърво и PCD, както и ротационно-симетрични серийни детайли. Освен това Walter Maschinenbau предлага собствена линия високопрецизни машини с ЦПУ за оптично измерване, с които ротационно-симетричните инструменти могат да се измерват и записват.
