Precizní řízení pro prostřihovací lis

Zadání:
Zajistit motorizaci a řízení os třítunového lisu, který vystřihuje mikromechanické díly pro výrobce v odvětvích výroby hodinek, mikromechaniky, mechatroniky, elektrotechniky a elektroniky. Tyto procesy byly tradičně prováděny hydraulicky nebo mechanicky.

Řešení:
Zajistit interaktivní motorizaci, číslicové řízení a monitorování všech funkcí lisu pomocí motorů a CNC systému FANUC. Umožní se tím stoprocentní kontrola nad procesem vystřihování s velkým počtem proměnných.

Výsledek:
Lis Greub G3 zásadním způsobem mění přístup k výrobě nových řezných a přesných lisovacích nástrojů. Pro malé až střední výrobní série lze navrhovat jednoduché a tudíž levnější nástroje, které jsou lépe přizpůsobeny výrobkům poptávaným na trhu.

Vystřihování mikromechanických dílů postupovými nástroji je především hydraulický nebo mechanický proces. Motorizace os a řízení systémem CNC však tuto techniku přivádí do éry Industry 4.0. Švýcarský výrobce a modernizátor obráběcích strojů Greub prokázal své povědomí o tomto potenciálu tím, že navázal spolupráci se světovým lídrem v CNC technice.

Mnoho firem v odvětvích výroby hodinek, mikromechaniky, mechatroniky, elektrotechniky a elektroniky potřebuje vyrábět menší, střední nebo velké série malých tenkých součástek. Tyto díly se mimořádně rychle (až 300krát za minutu) vystřihují z pásové oceli tenčí než 1 mm. Dědic dlouholeté rodinné tradice v oboru rekonstrukce obráběcích strojů François Maxime Greub, nyní vlastník společnosti Greub Machines SA založené jeho dědečkem Jeanem, si brzy uvědomil potenciál digitalizace těchto úkonů a před několika lety neváhal ve spolupráci s firmou FANUC motorizovat a přizpůsobit malé třítunové lisy digitální éře. Tato dokonalá integrace otevírá cestu k implementaci vize Industry 4.0 neboli čtvrté průmyslové revoluce. 

Stoprocentní řízení operací

Postupový lis musí pracovat s několika klíčovými parametry: sestupem posuvné části s daným zdvihem a případnou korekcí horní úvratě (TDC) a dolní úvratě (BDC), frekvencí prostřihování vyjádřenou počtem prostřihů za minutu, otáčkami a rychlostí přísuvu pásu oceli. Odpad či obrobek může být vyražen průstřižnicí, nebo může být znovu zaveden do dráhy stroje, například k opravám nebo následnému zalisování (overmolding). Přesnost pozicování mezi průstřižníky a průstřižnicemi závisí na prostřihovací jednotce a na finálním vystředění pásu. Všechny tyto faktory závisí na kvalitě nástroje a nastavení výkonu podle tloušťky materiálu a vystřihovaného tvaru nebo povrchu. François Maxime Greub a nezávislý integrátor FANUC Thierry Maître, měli geniální myšlenku interaktivní motorizace, číslicového řízení a monitorování všech funkcí lisu, čímž v plném rozsahu pokryli jeho mechanická specifika. Posuvnou část tedy spouští a její horní a dolní úvrať monitoruje momentový motor s enkodérem FANUC DiS, který kontrolovaně působí na kuličkový šroub s třítunovou lisovací silou. Lineární motor se mezitím stará o podávání pásu oceli. Pás se odvíjí za pomocí dvou motorizovaných navíječů po stranách stroje, přičemž rychlost podávání je optoelektronicky monitorována. Se šesticí plně řízených motorů FANUC pak lze numericky řídit i ochranná dvířka. Programování a řízení systému pohonu zajišťuje CNC FANUC Power Motion i-A. „Rozhraní člověk-stroj u CNC systému firmy FANUC znamená, že vše je pod kontrolou a snadno programovatelné,“ vysvětluje Thierry Maître.

Nová flexibilita podporující vynalézavost

CNC lisy nejsou žádnou novinkou, avšak lis Greub G3 zásadním způsobem mění přístup k výrobě nových řezných a přesných lisovacích nástrojů. Pro malé až střední výrobní série lze navrhovat jednoduché a tudíž levnější nástroje, které lépe odpovídají zákaznickým výrobkům poptávaným na trhu. Například v případě postupových strojů lze do prostřihovací jednotky snadno integrovat standardní moduly pro montáž průstřižníků a průstřižnic, které lze podle potřeby snadno přehazovat. Číslicová řídicí jednotka FANUC v kombinaci s optickým nebo laserovým snímačem řídí s mimořádnou přesností podávání pásu. Obdobně lze s přesností na dvě desetinná místa řídit rychlost sestupu, přísuvu, řezání a také hloubku průniku. Plně programovatelný je také vztah mezi počtem prostřihů za minutu, tloušťkou materiálu a rychlostí podávání pásu. Po celou dobu je zajištěna bezpečnost obsluhy, neboť všechny bezpečnostní funkce automaticky přihlížejí k provoznímu stavu lisu. Uživatelská přívětivost řídicí jednotky FANUC spolu se schopností integrace mnoha funkcí (dotykové obrazovky, 4 kanálů, 24 os) projektantům povolují uzdu fantazie. Možnost vyrábět díly v malých sériích s vysokou opakovatelností za ceny odpovídající spíše masové výrobě otevírá úplně nové perspektivy výrobcům v odvětvích výroby hodinek, mikromechaniky a mechatroniky.

Předběhla svou dobu?

Greub Machines SA se svým partnerem, firmou FANUC, a systémovým integrátorem Thierrym Maîtrem možná trochu předběhla dobu. Lis G3 uvedený v roce 2013 zatím nebyl tak úspěšný, jak se očekávalo. Změna může přijít se zájmem o integraci číslicově řízených strojů na platformě Industry 4.0, jakkoli poslední slovo bude mít samozřejmě trh a nové generace seřizovačů strojů. Potřeba vyrábět malé série levnějších mechanických součástí se stále větší přesností živí trend číslicového řízení ve všech výrobních odvětvích. Firma FANUC nabízí řídicí jednotky, hardware, software i know-how na podporu společností, které se tímto směrem chtějí vydat. Její tým 50 specialistů se sídlem ve Švýcarsku je připraven přijímat výzvy každý pracovní den.