Используйте навигацию

Голландский производитель Hembrug занимается разработкой первых в мире токарных станков с ЧПУ FANUC Oi-D

Задача:
Разработка первых в мире высокоскоростных токарных станков с ЧПУ, отличающихся высочайшей устойчивостью, необходимой для обработки твердых сталей.

Решение:
Благодаря применению самых современных конструкционных материалов и впечатляющего набора комплектующих, например гидростатических подшипников, высококлассных контроллеров ЧПУ и серводвигателей FANUC, токарные станки с ЧПУ производства Hembrug демонстрируют безупречные показатели точности до одного нанометра.

Результат:
Серия высокоскоростных токарных станков с ЧПУ оснащена устройствами FANUC, обеспечивающими высокие эксплуатационные характеристики и долговечность.


Высокоточная токарная обработка закаленных деталей

Станки Hembrug для токарной обработки закаленных деталей позволяют добиться коэффициентов точности микронного диапазона

Токарная обработка закаленных деталей стала экономичной альтернативой шлифованию на абразивном круге. Компания Hembrug одной из первых начала использовать эту технологию и сегодня специализируется на технологии высокопрецизионной токарной обработки закаленных деталей на высокой скорости. Компания предлагает станки для обработки изделий диаметром до 1500 мм. Являясь партнером Hembrug, компания FANUC поставляет приводы и контроллеры для этих станков в соответствии со спецификациями. Как правило, это ЧПУ серии 0i-D и 32i. Компания Hembrug Machine Tools из города Харлем была основана как государственная и приватизирована в 1983 году. Изначально компания специализировалась на производстве высокопрецизионных токарных станков, а с начала 1990-х это семейное предприятие занялось выпуском станков для токарной обработки закаленных деталей. «В те годы на рынке впервые появились инструментальные материалы, которые сделали возможной обработку закаленной стали, — вспоминает руководитель отдела проектирования Берт де Вер. — Для обеспечения высококачественной и точной токарной обработки закаленных деталей мы разработали станки с чрезвычайно высоким уровнем стабильности. Это было важным условием, поскольку во время токарной обработки закаленных деталей генерируется очень большое усилие, и без стабильности невозможно добиться коэффициентов точности микронного диапазона». Имея многолетний опыт проектирования токарных станков с гидростатическими опорами, компания Hemburg завоевала место на рынке станков для токарной обработки закаленных деталей и трансформировала свою технологию в полнофункциональное решение для прецизионной чистовой обработки, ставшее полноценной альтернативой шлифованию на абразивном круге. В доказательство данного утверждения компания может привести несколько примеров из своей деятельности. Берт де Вер рассказывает, что первые токарные станки Hembrug для токарной обработки закаленных деталей поставлялись заказчикам, занятым в области производства инструментов и пресс-форм, и использовались для производства ПЭТ-бутылок. «На сегодняшний день на наших станках обрабатываются не только инструменты для изготовления пресс-форм методом литья под давлением, но и формы для механизмов закрытия, например резьбы. Благодаря поворотному инструментальному магазину и инструментам с механическим приводом можно использовать даже очень компактные воздуховоды, что позволяет на выходе получать полностью обработанные инструменты». Дополнительные сферы применения включают автомобильную отрасль (топливные форсунки, шестерни), производство подшипников (внутренние и внешние желобки), гидравлику и пневматику (клапаны).

Обработка изделий диаметром до 1500 мм

Серия станков Hembrug Mikroturn включает износостойкие станки с полностью гидростатическими двигателями для высокопрецизионной токарной обработки широкого спектра закаленных деталей. Станки серии CNC 100 с горизонтальным расположением вала подходят для обработки мелких деталей с просверленными отверстиями диаметром от 1 мм. Станки с вертикальным расположением вала подходят для обработки крупных тяжелых изделий диаметром от 450 до 1500 мм.
По словам Берта де Вера, все станки Mikroturn имеют одно общее свойство: «Они обеспечивают высочайшую в отрасли точность токарной обработки закаленных деталей, — говорит он, приводя в доказательство цифры. — При обработке изделий с коэффициентом твердости до 70 HRC и диаметром до 1500 мм можно добиться следующих допусков: допуск для индекса шероховатости поверхности (Ra) — от 0,0001 до 0,0004 мм, допуск на правильность формы — между 0,0002 и 0,001 мм, допуск на точность размеров — не более 0,002 мм».

Гидростатика обеспечивает точность в течение долгого времени

При таких показателях конкуренцию станкам Mikroturn составляют в основном круглошлифовальные станки, однако в ряде областей использование Mikroturn более целесообразно. При выполнении токарной обработки закаленных деталей фиксация изделия не требуется, что позволяет сэкономить время и избежать ошибок, связанных с неправильной фиксацией. С помощью всего одного инструмента можно обрабатывать любое число контуров — дорогостоящие шлифовальные диски не требуются. Кроме того, токарная обработка закаленных деталей — экологически безвредный процесс, который зачастую может выполняться в сухих условиях. Шлифование неизбежно приводит к образованию металлической стружки и, как следствие, к затратам на ее утилизацию. В целом токарная обработка закаленных деталей помогает добиться более высокой производительности во многих сферах применения машинной обработки.
По сравнению с другими станками для токарной обработки закаленных деталей, станки Hembrug обеспечивают точность работы в течение более долгого времени. Все дело в гидростатических подшипниках шпинделя и направляющих деталей. Это помогает добиться показателей точности эксцентричности и повторяемости в 0,1 микрон, причем показатели остаются на этом уровне в течение долгого времени. Берт де Вер говорит: «Станки без гидростатических подшипников обеспечивают такие показатели, только пока они новые. Наши же станки способны обеспечивать такой уровень качества даже после 20–30 лет эксплуатации».

Надежное сотрудничество Hembrug и FANUC

Уже многие годы компания Hembrug сотрудничает с компанией FANUC, лидером на рынке ЧПУ, в области производства приводов и контроллеров. Питер ван Оммерен, руководитель группы разработки электрической части проектов, говорит: «Раньше мы использовали ЧПУ FANUC серии 15-TB. Сейчас на наших стандартных станках Mikroturn мы используем системы ЧПУ 0i-D. Эти контроллеры обеспечивают разрешение 100 нм. Для более сложной обработки мы сконструировали специализированные станки Mikroturn, оборудованные ЧПУ FANUC серии 32i». При правильной настройке эти ЧПУ обеспечивают разрешение 10 нм».
«На производстве Hembrug используется несколько станков собственного изготовления, управляемых с помощью ЧПУ FANUC 0i-D, и эта комбинация дает отличные результаты, — объясняет Ван Оммерен. — Мы постоянно получаем положительные отзывы от заказчиков. Даже после нескольких лет эксплуатации станков у них не возникает проблем с управлением. Электронные устройства, двигатели и системы управления FANUC отличаются исключительно высоким качеством, надежностью и устойчивостью к воздействию электромагнитных волн». Еще одно преимущество устройств FANUC — совместимость с более поздними версиями. Мы начали эксплуатацию наших станков в 1990-х, используя контроллер 15-TB. Сегодня, более 20 лет спустя, мы все еще можем использовать те же программы на современных станках и ЧПУ. Дело в том, что, несмотря на появление новых дополнительных функций, все изделия FANUC сохраняют общую базовую структуру. Нам, производителям станков, такая совместимость облегчает внедрение, а нашим заказчикам позволяет экономить средства на обучении сотрудников».

«Это сочетание отлично работает, и мы постоянно получаем положительные отзывы заказчиков. Даже после нескольких лет эксплуатации станков у них не возникает проблем с управлением. Электронные устройства, двигатели и системы управления FANUC отличаются исключительно высоким качеством, надежностью и устойчивостью к воздействию электромагнитных волн».

Новые разработки, повышающие производительность

В течение последних нескольких лет компания Hembrug сделала несколько разработок, которые отличаются не только высокой точностью, но и исключительной производительностью. В частности, в 2011 году на международной выставке EMO компания представила двухшпиндельный станок Mikroturn Twin Spindle и специализированную систему ЧПУ Mikroturn 100 CNC Special. Станок Mikroturn Twin Spindle оборудован двумя полностью гидростатическими шпинделями с интегрированными двигателями вращения, линейными двигателями на каретках с перемещением вдоль осей X и Z, а также интегрированным и полностью автоматизированным подающим роботом. В некоторых случаях токарная обработка закаленных деталей выполняется в три раза быстрее по сравнению со шлифованием. Кроме того, использование двух шпинделей позволяет сократить продолжительность цикла на 30% и увеличить производительность на 100%. Специализированная версия Mikroturn 100 CNC Special оснащена полностью гидростатическим высокопроизводительным шпинделем с частотой 2000 об/мин и интегрированным моментным двигателем с удлиненным ходом каретки Z. На новой системе Mikroturn 100 CNC Special можно выполнять токарную обработку более крупных и тяжелых деталей, чем на предыдущей версии.
Берт де Вер рассматривает эти разработки как важный шаг в будущее: «Долгое время мы считались мировым лидером в сфере прецизионного производства, однако уделяли слишком мало внимания производительности. Но все изменилось. Наши новые разработки нацелены именно на повышение производительности, а также на увеличение эксплуатационной гибкости производства с учетом пожеланий заказчиков. Мы безусловно хотим и дальше предлагать нашим заказчикам специализированные решения». В качестве примера Берт де Вер упоминает проект станка, обрабатывающего различные валы для зубчатых насосов. Детали подаются по ленточному конвейеру на станок. Обнаружение деталей осуществляется посредством камер с функцией обработки изображений, а вставка выполняется роботом. Таким образом, станок распознает конкретное изделие и автоматически выбирает соответствующую программу ЧПУ.

Прямой контакт — залог высокого качества обслуживания

Компания FANUC принимала участие в разработке новых решений. Питер ван Оммерен, руководитель группы по разработке электрической части проектов, говорит: «Нам было важно, чтобы компания FANUC оказала нам содействие в интеграции двигателей, приобретаемых у других поставщиков. Например, мы используем интегрированные двигатели вращения шпинделя сторонних производителей. Поначалу у нас были сомнения, FANUC продемонстрировала удивительную открытость, и управление двигателями не вызвало никаких трудностей».
В настоящее время Hembrug разрабатывает специализированные пользовательские интерфейсы, способные упростить работу со станками. Решение FANUC Picture представляет собой эффективную среду, позволяющую разрабатывать пользовательские интерфейсы с учетом всех требований и пожеланий заказчика. Интерфейсы уже тестируются на нашем производстве на станках Mikroturn с контроллером 32i. Этот станок используется для повторной резки внутренней резьбы гаек после закалки.
Специалист по электронным устройствам Питер ван Оммерен очень оптимистично настроен в отношении сотрудничества с FANUC: «Хотя по сравнению с другими производителями машинного оборудования мы выпускаем сравнительно небольшие объемы токарных станков и, как следствие, используем лишь небольшое число контроллеров FANUC, компания FANUC оказывает нам оперативную и качественную поддержку, — говорит он. — Компания Fanuc выделила нам специалиста, к которому мы обращаемся с любыми вопросами, и это отличный подход к работе». Ван Оммерен приводит пример: «Один заказчик из США попросил подготовить индивидуальный проект сложного четырехосевого станка с двумя резцовыми опорами и двумя устройствами автоматической смены инструмента. Это была непростая задача в том, что касалось контроллеров и приводов, поэтому мы обратились за помощью к компании FANUC. С нами практически сразу связался специалист FANUC, с которым мы смогли обсудить детали проекта на месте». Он рассказал о приводах и многоканальных ЧПУ серии 32i, что позволило нам незамедлительно представить проект заказчику».

Высокоточная токарная обработка закаленных деталей

Компания Hembrug была основана в 1973 году как государственная и приватизирована в 1983 году. Сегодня 95% операций проектирования и производства направлены на изготовление износостойких станков с полностью гидростатическими двигателями для высокопрецизионной токарной обработки закаленных деталей. Станки серии Mikroturn способны обрабатывать изделия с коэффициентом твердости до 70 HRC и диаметром до 1500 мм. Штат Hembrug насчитывает около 70 сотрудников, а объем производства составляет 25–30 станков в год. В 2011 году объем продаж достиг приблизительно 15 миллионов евро.