Švýcarský výrobce obráběcích strojů Tornos vsadil u svého nového všestranného stroje na CNC systém FANUC

Zadání:
Vybavit nový šestivřetenový CNC soustruh MultiSwiss švýcarského výrobce Tornos pokročilým číslicovým řízením, které splní celou řadu náročných požadavků. Patří mezi ně například maximální všestrannost při obrábění s více vřeteny a schopnost současně řídit osy i vřetena v zájmu dosažení extrémní přesnosti.

Řešení:
Osazení špičkového CNC systému FANUC 30i. Systém 30i disponuje nejmodernější technikou řízení a pohonů, která zaručuje neuvěřitelnou přesnost v širokém spektru obráběcích úloh. Uživatelsky přívětivá rozhraní zajišťují zvlášť jednoduché programování a obsluhu.

Výsledek:
Soustruh MultiSwiss s krátkým nebo dlouhým ložem představuje vysoce produktivní alternativu jednovřetenových strojů. Je určen k výrobě malých dílů a hodí se pro výrobu lékařské techniky, hodinek i dílů pro automobilový nebo elektrotechnický průmysl.


Tornos představuje MultiSwiss

Soustruh s několika vřeteny vhodný pro obrábění malých a jednoduchých součástí v malých i velkých výrobních sériích.

Nejzajímavějším exponátem na stánku společnosti Tornos na veletrhu EMO 2011 byl nový soustruh MultiSwiss s několika vřeteny vybavený řídicí jednotkou CNC Fanuc řady 30i. Doplňuje stávající produktovou řadu v segmentu základních a středních zařízení. Díky integrovanému průmyslovému počítači je velmi uživatelsky přátelský a zároveň flexibilní, hodí se tedy pro malé i velké výrobní série.

„Nový stroj MultiSwiss s několika vřeteny od firmy Tornos se výkonem velmi blíží strojům s jedním vřetenem,“ konstatoval jeden ze čtyř zkušených soustružníků, kteří si šest měsíců před uvedením na trh mohli stroj MultiSwiss důkladně vyzkoušet. Toto tvrzení rozhodně nemá na mysli „jednovřetenovou“ produktivitu, ale spíše výbornou ergonomii a snadný provoz a programování stroje MultiSwiss. Ve všech těchto vlastnostech je totiž srovnatelný s jednovřetenovým soustruhem. To znamená, že nový vícevřetenový soustruh lze ekonomicky používat i pro malé výrobní série.

Při výrobě soustružených součástí je hlavní prioritou dosažení co nejnižších nákladů na kus – přirozeně při splnění kvalitativních požadavků. Aby výrobce takových součástí mohl dosáhnout optimální výše nákladů, musí především správně vybrat stroje. Musí se rozhodnout, zda by raději pracoval s jednovřetenovými nebo vícevřetenovými stroji, případně na kombinovaném soustružnicko-frézovacím centru či na transferovém stroji. Tato volba závisí na celé řadě faktorů. Klíčovou roli ovšem hraje požadovaný počet kusů nebo velikost roční výrobní série. Při výběru stroje však rozhoduje i složitost a velikost obrobků. Další významnou částí výpočtu je cena stroje.

Aby se uživatel dokázal správně rozhodnout, poradí se se svým dodavatelem strojů. Ten v ideálním případě nabízí celou řadu soustruhů a může tedy zákazníkovi nabídnout mnoho možností. Švýcarský výrobce obráběcích strojů, společnost Tornos S. A., je v tomto směru vysoce kvalifikovaný a nabízí mnoho jednovřetenových i vícevřetenových soustruhů určených pro zpracování obrobků celé řady velikostí a složitostí. Jeho nabídka vícevřetenových strojů začíná velice úspěšným soustruhem SAS16.6 s ovládáním CAM, který je určený pro jednoduché sériově vyráběné součásti o průměru do 16 mm. Pro větší součásti, středně velké výrobní série a středně složité obrobky jsou pak logickou volbou stroje MultiDeco a MultiSigma, řízené pomocí CNC. Stroje řady MultiAlpha jsou totiž schopny provést kompletní obrobení i složitých součástí, a to včetně frézování, vyřezání závitů atd., a především umožňují obrábění zadní strany.

Stroje MultiSwiss vynikají flexibilitou, ergonomií a přesností.

Od podzimu 2011 nabízí firma Tornos výrobcům soustružených součástí nový soustruh nazvaný MultiSwiss. S šesti vřeteny a průměrem tyče 14 mm tento stroj doplňuje stroje SAS16.6 a MultiDeco. MultiSwiss je velice flexibilní a je určen pro malé i velké výrobní série. U malých sérií jde o velmi produktivní alternativu k jednovřetenovým strojům. Je určen pro automobilový průmysl, výrobce elektroniky, hodinářské firmy a producenty lékařských technologií, kde jsou potřeba malé a jednoduché soustružené díly.

Stroje MultiSwiss jsou – stejně jako soustruhy MultiAlpha- a MultiSigma – řízeny pomocí CNC FANUC řady 30i. Produktový manažer Lionel Perret ke spolupráci s dodavatelem řídicích jednotek FANUC říká: „K řízení našich strojů potřebujeme CNC systémy a pohony, které zaručují vysoký výkon a na které se můžeme naprosto spolehnout. Po všechny roky spolupráce se společností FANUC jsou tyto požadavky beze zbytku plněny. Při vývoji nového soustruhu MultiSwiss šlo o spolupráci na technicky velmi vysoké úrovni a v duchu skutečného partnerství.“

Vývojáři z firmy Tornos si cení především čtyř vlastností: flexibility, ergonomie, přesnosti a ceny. Ke své nejnovější technologii pohonů a řízení poskytuje společnost FANUC i potřebnou podporu, která zaručuje vysokou přesnost, na níž si její zákazníci již zvykli, a co nejvíce usnadňuje programování i provoz.

Soustruh MultiSwiss je vybaven výkonnou řídicí jednotkou CNC řady 30i, která vyniká díky svému extra výkonnému hardwaru. Obsahuje nejnovější ultra rychlé procesory, rychlou vnitřní sběrnici a vysokorychlostní servo řízení. Díky mnoha dostupným kanálům může systém poskytnout samostatný kanál pro každé z vřeten soustruhu MultiSwiss. Ultra rychlý procesor PMC navíc přispívá k rychlosti a bezproblémovému provozu všech periférií zapojených do celého procesu.

Spolupráce CNC a průmyslového počítače

Stroj MultiSwiss je prvním vícevřetenovým soustruhem, jehož standardní verzi firma Tornos vybavila integrovaným průmyslovým počítačem. Toto řešení realizované společně s firmou FANUC nabízí uživatelům četné výhody. Protože řídicí jednotka CNC FANUC 30i komunikuje s průmyslovým počítačem přes sériovou vysokorychlostní optickou sběrnici HSSB firmy FANUC, je zaručen spolehlivý vysokorychlostní přenos bez rizika virů.

Nejdůležitější důvod, proč byl tento systém vybaven počítačem, je však následující: uživatel na něj může instalovat patentovaný uživatelsky přátelský software TB-Deco od firmy Tornos. TB-Deco je programovací software s animovaným rozhraním, které uživateli mnoha způsoby pomáhá při tvorbě a optimalizaci podprogramů. Tento program komunikuje se softwarem PTO (Path Table Operation – viz textový rámeček) od firmy FANUC, který je obsažen v řídicí jednotce CNC řady 3xi.

U stroje MultiDeco se použití softwaru TB-Deco omezovalo na externí počítače. Integrovaný průmyslový počítač nyní umožňuje jeho využití přímo na stroji. Lionel Perret vysvětluje: „Má to tu výhodu, že provozovatel stroje může upravovat podprogramy přímo na místě. Ušetří si cestu k počítači a přenos celého programu NC.“

U stroje MultiSwiss může uživatel na řídicí obrazovce spustit program TB-Deco a využívat rad, které mu tento software při programování poskytuje. V mnoha oblastech navíc poskytuje vizuální asistenci, což výrazně usnadňuje práci. Software například zobrazuje dostupné osy a vřetena, takže uživatel může co nejlépe optimalizovat parametry obrábění a doby cyklu. Je možná i grafická synchronizace a zamykání os. Při tom software využívá i některé funkce dobře známé ze světa systému Windows, například kopírování a vkládání, hledání a nahrazování, případně nápovědu s vyhledáváním po stisknutí klávesy F1. Po dokončení programování konvertuje software TB-Deco vstupní data do binárního formátu. Výsledná data lze přečíst z CNC pomocí funkce PTO a použít k řízení stroje.

Rozhraní počítače propojené s ovládáním umožňuje i integraci softwaru třetích stran, například programu pro monitorování procesů a nástrojů od firmy Artis. Namísto samostatného displeje využívá software soustruhu MultiSwiss pohodlnou dotykovou obrazovku řídicí jednotky. Díky rychlému propojení se systémem CNC může systém firmy Artis přímo získat informace týkající se točivých momentů a napájení. Jsou-li překročeny určité přednastavené meze, spustí systém zvukový alarm nebo stroj zastaví, aby nedošlo k dalším škodám. Pomocí čidel lze monitorovat i osy, které nejsou ovládány digitálně.

Synchronizace s přesností na milisekundy

Chcete-li při obrábění na vícevřetenovém soustruhu dosáhnout dokonalého výsledku, musí se osy a vřetena pohybovat současně a naprosto přesně – například při letmém předání obrobků z hlavního vřetene na protivřeteno. Pomocí funkce zvané PTO (Path Table Operation), kterou společnost FANUC anuc dodává ve svých špičkových systémech CNC řad 30i a 31i, lze dosáhnout tak přesné interpolace a synchronizace, jakých žádným jiným způsobem dosáhnout nelze. Základní princip je jednoduchý: pro každou osu a vřeteno je vytvořena tabulka se dvěma sloupci. První sloupec obsahuje časový údaj v milisekundách pro účely synchronizace. Ve druhém sloupci je k příslušnému cyklu přidělena poloha osy nebo vřetena, které je za daný časový úsek nutno dosáhnout. Tak jsou všechny osy synchronizovány ve standardním interpolačním cyklu. Díky PTO lze polohy os kombinovat nezávisle na všech parametrech. Na rozdíl od „běžného“ programování NC pomocí příkazů G to umožňuje vytvářet náhodné dráhy a pohyby. Je také možné sdružovat několik os a přidělovat jejich tabulky k různým kanálům, čímž lze dosáhnout interpolace v jiných druzích pohybu. Díky synchronizaci je ale i pak zaručen naprosto stejný počáteční a koncový bod.

Do funkce PTO lze integrovat i pomocné funkce, kterým se příkazy předávají podobně jako přístupovým pohybům. Je dokonce možné potlačit strukturu kanálů a pohnout tak s osami, které spolu na první pohled nesouvisí. To pomáhá například při podávání tyčí. Kromě toho lze různé tabulky propojit a vykonat sekvenčně. Možné je i přeskakování tabulek závislé na různých událostech (smyčky podmínek if ... then). Pomocí sekvenčního kombinování programů NC a PTO může uživatel zjednodušit programování neustále se opakujících činností.