Используйте навигацию

Швейцарский производитель шлифовальных станков использует приводы и контроллеры FANUC

Задача. Швейцарский производитель инструментов J. Schneeberger Maschinen AG предлагает широкий ассортимент шлифовальных станков для различных сфер применения. Для создания станков с прямым приводом, работа которых основана на высокочастотном колебании изделия, компании Schneeberger требовался надежный поставщик приводов и контроллеров.

Решение. Компания Schneeberger объединилась с компанией FANUC, которая на протяжении многих лет поставляет приводы и контроллеры. FANUC поставляет разнообразные линейные приводы, которые идеально подходят для многих сфер применения, и оказывает Schneeberger поддержку при разработке новых технологий. 

Результат. Новый станок, оснащенный приводом FANUC, ЧПУ FANUC 31i-B5 CNC и программным обеспечением HCC (Высокоскоростной цикл резки), гарантирует точность и единообразие машинной обработки.    

 

 

 

Инновации в деталях

Компания Schneeberger стремится обеспечить высокую производительность при шлифовании инструментов

Девять станков J. Schneeberger Maschinen AG, в том числе компактный станок NGC, имеют высокий КПД при шлифовании инструментов. Такие показатели достигаются за счет применения встроенного 3D-датчика, которым оснащаются все станки Schneeberger. Многие годы FANUC, надежный партнер Schneeberger, предоставляет инженерам компании средства управления и приводы.

Существует множество видов инструментов для резки металла и дерева: от мелких поворотных режущих вставок до крупногабаритных прошивочных инструментов и червячных фрез. Разные геометрические параметры, а также материалы, использующиеся в изделиях и шлифовальных дисках, определяют требования, предъявляемые к шлифовальным станкам для производства и переточки инструментов. Компания-производитель станков J. Schneeberger Maschinen AG, расположенная в швейцарском городке Рогвиль, находится в постоянном поиске инновационных способов решения задач, связанных со шлифованием.

Каждый год компания выводит на рынок новые решения. Например, два года назад на выставке EMO компания Schneeberger представила новый метчик NGM, предназначенный для изготовления резьбонарезных инструментов. Этот механизм готов к работе сразу, с одного установа. Метчик оборудован шестью осями, пять из которых имеют прямой привод. Одна из особенностей метчика NGM — высокочастотное колебание. Доктор Хартмут Рюль (Hartmut Rühl), руководитель отдела ПО и электроники, говорит: «Линейный привод обеспечивает идеальное колебание метчика: высокодинамичное движение с небольшой амплитудой. Таким образом исключается износ оборудования». Технология прямого привода уже доказала свою эффективность в плане обеспечения быстрых колебаний. Еще 10 лет назад эта технология была использована при проектировании шлифовальных станков Gemini GHP. На этих станках движется сам шлифовальный диск, однако его вес ниже, чем вес червячных фрез. Что касается резьбонарезных инструментов, шлифовальный диск отличается большим весом, а его диаметр, как правило, составляет 300 мм. Именно поэтому на станках Schneeberger движется само изделие.

В разработке станков с прямым приводом приняла участие компания FANUC, которая уже многие годы является партнером Schneeberger в области элементов управления и приводных технологий.

История тесного сотрудничества FANUC и Hartmut Rühl началась в 1990 г.: «Никакой другой производитель ЧПУ не может похвастаться такой хорошей организацией производства. Вся продукция FANUC отличается высочайшим уровнем качества и надежности».

Идеальное решение для вибрационной машинной обработки

Когда речь идет о вибрационной машинной обработке, Schneeberger не видит альтернатив линейным двигателям. Хартмут Рюль объясняет: «Прямой привод позволил нам добиться амплитуды колебаний 5 мм при частоте 15 Гц. Для программирования колебаний мы чаще используем таблицу данных, чем G-Code. Эти данные преобразуются в команды станка с помощью специального ПО FANUC, которое называется HCC».

ПО FANUC HCC, которое поставляется вместе с профессиональными контроллерами ЧПУ 30i и 31i, обеспечивает уровень точности и единообразия машинной обработки, недоступный при использовании другого программного обеспечения. Принцип работы очень прост: для каждой движущейся оси создается таблица данных, с помощью которой программируются относительные движения конкретной оси с указанием временного интервала (например, 1 миллисекунда).

Компактность при широкой рабочей зоне

В прошлом году компания Schneeberger представила новое поколение компактных универсальных шлифовальных станков NGC. Эти станки предназначены для изготовления стандартных инструментов (например, торцевых, радиусных и профильных фрез), различных сверл, разверток, профильных токарных резцов HSS, карбида или металлокерамики с высокими рабочими характеристиками. Специальное программное обеспечение, различные процедуры шлифования и зажимные системы позволяют выполнять заточку фрез, в том числе фасонных, крюков и резцов зуборезной головки. На станках можно также выполнять шлифование режущих инструментов, использующихся в бумажной и пищевой промышленности, а также в производстве пластмасс. Специальные зажимные системы и системы автоматической загрузки позволяют осуществлять машинную обработку дискообразных изделий.

«На рынке есть спрос на компактные станки с относительно длинной траекторией перемещения по горизонтали, — говорит Хартмут Рюль. — Благодаря NGC мы можем удовлетворить этот спрос». Компактный станок с пятью осями позволяет выполнять комплексную машинную обработку инструментов (дискообразных и торцевых) с длиной резки до 300 мм. Станок подходит для обработки изделий диаметром до 300 мм и длиной до 500 мм. Несмотря на компактность метчиков NGC и NGM, компания Schneeberger предлагает устройство смены шлифовальных дисков и семь комплектов дисков.

Переход на контроллеры нового поколения

Все станки Schneeberger профессионального уровня, включая метчики NGM и NGC, оборудованы контроллерами ЧПУ FANUC 31i-B5, которые идеально подходят для пятиосевых станков, а также промышленным ПК Panel i. ПК подключается к ЧПУ посредством высокоскоростной шины HSSB. Управление работой шлифовального станка осуществляется с помощью собственного ПО Quinto с настраиваемым интерфейсом.

Для других станков Schneeberger используются контроллеры FANUC нового поколения — Model B. Для выполнения стандартных задач программирования компания перешла с ЧПУ Power Mate на ЧПУ FANUC 35i-B без поддержки ПК. Хартмут Рюль уточняет, что «стандартные задачи» относятся не к обеспечению точности, а к соблюдению программных требований: «На этих станках можно выполнять заточку фрез в качестве 3А. Это довольно сложная задача, однако для ее решения требуется настройка всего 10 параметров из 20. При этом вся работа выполняется локально, на самом станке».

Рюль, специалист в области контроллеров, заинтересован в новых компактных ЧПУ FANUC 0i-F: «Они могут стать еще одной альтернативой для бюджетных шлифовальных станков, которые оборудованы небольшим числом осей и не требуют подключения по нескольким каналам». Впервые ЧПУ 0i-F были представлены европейской общественности на выставке AMB 2014, в рамках «Комплексной концепции» компании FANUC, мирового лидера на рынке ЧПУ. Согласно этой концепции, все контроллеры ЧПУ FANUC проектируются по единому стандарту и единообразно управляются. Таким образом, контроллеры 31i-B5 и 0i-F используют одни и те же периферийные компоненты (усилители, подсистемы ввода-вывода и т. п.), заключенные одинаковые корпусы. Различия — в программном обеспечении.

Экономия времени за счет точности измерения изделий на станке

Во всех станках Schneeberger (любой серии, любого поколения) применяется еще одно инновационное решение: 3D-датчик, который является собственной разработкой компании. Хартмут Рюль объясняет предназначение этой технологии: «От поколения к поколению станки работают точнее и быстрее. Встроенные датчики должны соответствовать характеристикам новых станков. Мы разработали для наших заказчиков оптимальное решение — 3D-датчик, который полностью соответствует требованиям современных станков».

Работа датчика Schneeberger Zenon основана на использовании полупроводниковых тензометров (ScSG), обеспечивающих высокий уровень точности. Специалист по внедрению Антонио Грассо (Antonio Grasso), ответственный за разработку этого решения, объясняет: «Подобный подход к измерению используется компаниями, лидирующими в области технологий тактильного трехмерного измерения. Новый метод позволил нам добиться аналогичных положительных результатов». Эта технология измерения обеспечивает высокий уровень повторяемости, который не меняется даже после выполнения нескольких миллионов операций измерения. Она также помогает устранить проблемы, связанные с переключением направленности, которые характерны для кинематических датчиков.

«Используя датчики Zenon на станках с линейными двигателями и чрезвычайно жесткой конструкцией, мы смогли добиться уровня точности, практически равного уровню точности внешних измерительных устройств — говорит Антонио Грассо, — Это подтверждено результатами сравнения. Разница точности в нашем случае составляет менее одного микрона, и мы делаем все, чтобы сократить разрыв в измерениях до 0,5 мкм».

Наличие интегрированного датчика такого типа прежде всего помогает экономить время, поскольку пользователю не приходится менять инструменты для измерения и затем возвращаться к настройке шлифовального станка. Это очень важно, особенно если речь идет о работе с крупными инструментами, например червячными фрезами или дробилочными инструментами, вес которых может достигать тонны. «В таких случаях настройка занимает до 30 минут», — объясняет Хартмут Рюль.

С точки зрения контроля качества встроенный датчик, конечно, не может заменить измерительное устройство. Например, в случае некорректной настройки встроенный датчик не обнаружит ошибку. Антонио Грассо добавляет: «И все же тот факт, что пользователь получает доступ к производственному процессу и возможность сравнивать воспроизводимые результаты, является явным преимуществом. Пользователь просто измеряет некоторые детали с помощью измерительного устройства, чтобы убедиться в их абсолютной точности. И этого может быть вполне достаточно».

Ускорение процесса измерения с помощью контроллера

В процессе разработки нового датчика инженеры тесно сотрудничали с компанией FANUC — поставщиком приводом и контроллеров. Такое взаимодействие позволило ускорить сам процесс измерения. В прошлом для измерения компонента нужно было перемещать датчик с постоянной скоростью, при этом каждый датчик отличало конкретное расстояние измерения. Новый контроллер FANUC Model B оснащен функцией, опережающей компенсации при перемещении, которая обеспечивает ускоренное измерение. «Теперь мы можем получить точные результаты измерения за меньшее время, — говорит Грассо. — Результаты просто поражают, тем более что контроллер ЧПУ FANUC предназначен для машинной обработки, а не для измерительных устройств, и не может считывать данные о точном положении датчика каждую миллисекунду. Мы впервые достигли таких результатов, которые можно сравнить с работой специальных измерительных устройств».

Успехи в области измерения не ограничиваются линейными метчиками Schneeberger Sirius и NGN. Не менее впечатляющие показатели были получены в ходе испытаний NGC. Более того, датчики Zenon совместимы с прежним оборудованием. Таким образом, пользователь без труда может осуществить замену существующего датчика Schneeberger.

 

Первопроходцы в области шлифования инструментов

В 1923 г. Вальтер Шнибергер основал компанию, которая носит его имя. Двумя годами позже на рынке появился универсальный шлифовальный станок R1. В 1985 г. компания, ставшая первопроходцем, спроектировала профилешлифовальный станок с ЧПУ. Это стало началом новой эры в области производства качественных инструментов. В 1990 г. компания Schneeberger выпустила пятиосевой шлифовальный станок, а в 2003 г. — первый станок с линейным приводом Sirius HPM. Сегодня компания, в которой работают 170 человек, предлагает широкий ассортимент продукции, включая шлифовальные станки с ЧПУ Corvus, Gemini и Norma с выходной мощностью до 40 кВт. Станки Schneeberger Aries для переточки инструментов стали бюджетной альтернативой станкам с пятью осями. Компания Schneeberger базируется в Рогвиле, Швейцария, и имеет филиалы в Германии, Франции, Италии, США и Китае, а также 20 представительств по всему миру.