Используйте навигацию

ЧПУ FANUC стали идеальным решением для швейцарского производителя инструментов Studer. Компания использует ЧПУ в своих новых внутришлифовальных станках  

Задача. Поиск подходящего ЧПУ для нового универсального внутришлифовального станка Studer S141, предназначенного для обработки деталей фланца и шпинделей длиной до 1300 мм.  

Решение. Компания Studer, которая является давним партнером FANUC, выбрала ЧПУ FANUC 31i Model B. Решающим фактором при выборе ЧПУ FANUC стала их надежность. ЧПУ 31i Model B оснащены панелью Panel i, на базе которой работает ПО Studer с выделенным пользовательским интерфейсом.

Результат. ЧПУ FANUC предоставляют Studer множество преимуществ, включая интуитивно понятные средства управления и программирования, встроенные измерители и датчики для мониторинга процессов, высокоскоростной PMC (встроенный ПЛК), программную память и до пяти каналов PMC для одновременного выполнения независимых программ PMC на максимальной скорости.

ЧПУ будущего

Новые шлифовальные станки Studer на базе контроллеров FANUC

Внутришлифовальный станок Studer S141 предназначен для обработки деталей фланца и шпинделей длиной до 1300 мм. Станок, впервые представленный публике осенью 2014 г., является основным продуктом компании, предназначенным для универсального внутреннего шлифования. На выставке EMO 2015 были показаны модели дополнительных размеров. Помимо новых функций, модель S141 оснащена новейшим ЧПУ FANUC 31i-B, что отличает ее от предшественниц.

Благодаря выпуску S141, компания Studer планирует занять лидирующие позиции в новом сегменте рынка. Универсальный внутришлифовальный станок, представленный в дополнительных моделях на выставке EMO 2015, идеально подходит для шлифования изделий длиной до 1300 мм, например валов и корпусов шпинделей, роторных валов и осей. Если мелкие компоненты фиксируются в зажимном патроне, то длинные изделия можно фиксировать с помощью люнета.

Полностью модернизированный станок S141 отличается впечатляющими характеристиками. Максимальная длина внутренней шлифовальной поверхности составляет 250 мм, внешней — 150 мм, наибольший диаметр устанавливаемого на станок изделия — 400 мм, а вес изделия может достигать 250 кг. Кроме того, станина станка S141, который, по словам представителей Studer, отличается исключительной точностью, изготовлена из гранитана — материала, известного своими теплоизолирующими и амортизирующими свойствами. Большое расстояние между направляющими и жесткость салазок обеспечивают высокую устойчивость, что немаловажно для динамичности и точности машинной обработки. Кроме того, все точные компоненты являются температурно-стабилизированными.

Инновационные компоненты, включая запатентованную систему направляющих StuderGuide®, обеспечивают быстрое и высокоточное вращение осей, что в свою очередь ведет к повышению производительности. Кроме того, все оси оборудованы линейными приводами. Головка шлифовального шпинделя с четырьмя шпинделями (макс. два шпинделя для внутреннего шлифования) приводится в действие напрямую, а значит, работает быстрее. Стол для изделий оснащен функцией автоматического наклона, что упрощает шлифование конических и заостренных объектов параллельными осями. Для каждой сферы применения компания Studer предусмотрела соответствующий алгоритм регулировки и две станции настройки. Кроме того, встроенный датчик может определить продольное положение относительно осей и радиуса.

ЧПУ: исключительная надежность и инвестиции в будущее

Что касается контроллера, компания Studer опирается на надежные технологии и успешный опыт. Вольфганг Лабус (Wolfgang Labus), руководитель конструкторского отдела, говорит: «Мы начали сотрудничать с FANUC в области технологий контроллеров и приводных технологий еще в 1992 г. В частности, мы высоко ценим неизменно высокую надежность оборудования и программного обеспечения FANUC. Именно поэтому мы решили оборудовать наши новые станки S141 относительно новыми контроллерами FANUC 31i Model B».

Как и другие средства управления FANUC, использующиеся в станках Studer, контроллеры этой версии оборудованы панелью FANUC Panel i, которая представляет собой промышленный ПК с установленным на нем ПО Studer и собственным интерфейсом пользователя. В числе программных средств — ПО StuderPictogramming, с помощью которого можно настраивать отдельные циклы шлифования и генерировать коды ISO. Программное обеспечение для настройки шлифовальных дисков Studer Quick-Set сокращает время регулировки на 90 %.

Программы StuderWIN и StuderSIM разработаны специально для различных сфер применения, связанных с внутренним шлифованием, и обеспечивают безопасность программирования всех основных циклов шлифования, регулировки и измерения, необходимых для выполнения процессов. Кроме того, программа StuderWIN снабжена набором микрофункций, которые упрощают программирование циклов шлифования и регулировки, что способствует оптимизации процесса шлифования. Функциональность станка расширена и за счет программных решений для расчета параметров шлифования, оптимизации регулировки, шлифования контуров, резьбы и формы.

Значительные улучшения

Последние несколько лет компания усиленно работает над улучшением программных компонентов и компонентов управления, что позволило значительно усовершенствовать станки S141. Системы измерения и обнаружения контактов, система загрузки и разгрузки подключены к контроллеру FANUC и управляются непосредственно с пользовательского интерфейса. Вольфганг Лабус объясняет: «FANUC предоставляет нам возможность полной интеграции с контроллером наших измерителей и датчиков для мониторинга процессов, систем обнаружения контактов и автоматической балансировки, что обеспечивает удобство и стандартизацию программирования всех этих систем». Сенсорный экран FANUC 31i-B диагональю 15 дюймов предоставляет возможность интуитивного управления станком и упрощает его программирование. Все элементы управления организованы, упорядочены и не занимают лишнего пространства. Для облегчения настройки процесса шлифования компания Studer разработала устройство с ручным управлением, совместимое с ЧПУ FANUC.

Еще одно отличие S141 — технология приводного механизма. Каждая ось оснащена линейным двигателем. «К сожалению, FANUC не поставляет двигатели, — замечает Вольфганг Лабус. — Конечно, в идеале мы бы хотели, чтобы все компоненты поставлялись одной компанией, а их установку в коммутационном шкафу выполняли бы специалисты поставщика. Однако даже в такой ситуации проявляются преимущества компонентов FANUC: они совместимы со сторонними продуктами. Настройка соответствующих технических параметров обеспечивает оптимальную и слаженную работу компонентов привода и контроллера».

На начальном этапе разработки S141 компания FANUC еще не могла предложить подходящий линейный привод. Но, как отмечает инженер сбыта FANUC Антуан Феррари (Antoine Ferrari), ответственный за обслуживание компании Studer, ситуация вскоре изменилась: «Новый на тот момент линейный двигатель LiS D1 был намного компактнее предыдущих моделей, что в значительной мере способствовало увеличению плотности оборудования, а значит, и повышению производительности. Например, корпус новой модели 4500 N на 50 мм тоньше, чем корпус предыдущей модели».

Эффективное сотрудничество

Специалисты Studer в течение многих лет сотрудничают с компанией FANUC и потому хорошо знакомы с ее продукцией. Тем не менее Вольфганг Лабус отмечает, что внедрение новых разработок, в частности S141, требует участия экспертов. Вот почему швейцарские специалисты FANUC в области контроллеров и приводных механизмов (г. Биль) с самого начала оказывали поддержку компании. Как правило, на этапе разработки четко определяется модель привода и обсуждаются варианты оборудования для управления. «Уровень поддержки на этой стадии просто неоценим, — говорит руководитель конструкторского отдела. — Недавно нам на время предоставили полностью готовый контроллер, чтобы мы смогли протестировать интерфейсы и прочие компоненты ЧПУ до изготовления прототипа».

Такой подход позволяет убедиться в синхронизации всех функций на ранних этапах производства. Когда новый станок поступает в серийное производство, требуется регулировка и настройка различных компонентов, например интерфейсов для обработки данных, в соответствии с требованиями заказчика. Вольфганг Лабус говорит: «Все чаще заказчики задают одни и те же вопросы: какие детали можно шлифовать на станке, какого качества при каких условиях можно ожидать. Им нужны задокументированные данные о показателях работы станка и измерениях, а для этого требуются соответствующие интерфейсы. В дальнейшем подобные требования будут иметь еще большее значение».

И компания FANUC к этому готова. В контроллерах поколения Model-B доступно более десяти протоколов, которые позволяют ЧПУ «общаться» с различными периферийными устройствами. Помимо стандартного протокола Profibus, стал доступен протокол ProfiNET. Поддерживаются FL-Net, EtherNet/IP, Fast Ethernet, MOD-Bus и другие протоколы.

Поддержка периферийных установок с помощью скоростных ПКС

Новая модель ЧПУ 3xi Model B предлагает ряд преимуществ при работе с периферийными установками. Скорость работы PMC (встроенный ПЛК) в три раза выше, чем на предыдущей модели. Также увеличено пороговое значение доступной программной памяти. В модели 31i-B доступно до пяти каналов PMC, что значительно облегчает выполнение сложных заданий по машинной обработке, поскольку позволяет одновременно выполнять независимые программы PMC на максимальной скорости.

Быстрый процессор PMC обеспечивает ускоренный вывод данных, а новая шина ускоряет обмен данными между ЧПУ и PMC. Антуан Феррари (Antoine Ferrari) отмечает усовершенствование интерфейса FANUC I/O-Link i с точки зрения производительности. Теперь через интерфейс передается вдвое больше сигналов ввода-вывода с PMC на канал, что позволяет подключить не 16, а 24 группы. Кроме того, улучшена встроенная функция обеспечения безопасности Dual Check Safety: для безопасной передачи сигнала достаточно одного кабеля I/O-Link i.

Предусмотрены новые возможности диагностики для I/O Link i. Используя данные о так называемой точке ошибки, пользователь может определить, имеются ли дефекты в работе цифрового вывода. На экране ЧПУ отображается источник ошибки, что значительно сокращает время на диагностику. В качестве упреждающей меры предусмотрена функция обнаружения утечки для мониторинга уровней сопротивления утечке. Эта функция позволяет вовремя обнаружить потенциальные сбои в работе двигателей, чтобы при необходимости заменить их.

Неизменная энергоэффективность

Энергоэффективность станков Studer подтверждается не только наличием значка Blue Competence Федерации Германии по машиностроению, но и собственной маркировкой BluePlus. Компания следует шести принципам, которые направлены на снижение энергопотребления при работе станков. Вольфганг Лабус объясняет: «Мы смогли улучшить наши показатели благодаря новому программному обеспечению, а также изменению некоторых деталей конструкции станков, включая систему подачи охлаждающей жидкости и систему отвода. По совету специалистов FANUC, в рамках нашей концепции BluePlus мы используем электрические компоненты с оптимизированным энергопотреблением для элементов управления и приводного механизма».

Что касается оборудования, FANUC удалось сократить потери энергии при работе привода еще на 10 % за счет использования современных высокопроизводительных электронных компонентов. На программном уровне пользователь может выбрать необходимый уровень энергопотребления с помощью соответствующей функции. В зависимости от требований к машинной обработке пользователь может выбрать режим энергопотребления: максимальный или оптимизированный. В последнем случае скорость машинной обработки немного снижается.

Дополнительные модели S131 и S151 будут также оборудованы ЧПУ FANUC 31i-B. Вольфганг Лабус заинтересован и в новых компактных ЧПУ FANUC 0i-F: «Они могут стать еще одной альтернативой для бюджетных станков различного типа, которые оборудованы небольшим числом осей и не требуют подключения по нескольким каналам».

Впервые ЧПУ 0i-F были представлены на выставке AMB 2014 в рамках «Комплексной концепции» компании FANUC, мирового лидера на рынке ЧПУ. Согласно этой концепции, все ЧПУ FANUC проектируются по единому стандарту и единообразно управляются. Такой подход упрощает модульную настройку станков, их эксплуатацию и техническое обслуживание.

Швейцарское качество шлифования

Штат Fritz Studer AG (г. Штеффисбург, Швейцария) насчитывает около 800 сотрудников. Компания наряду с Schaudt и Mikrosa входит в группу United Griding Group, объединяющую технологические компании, специализирующиеся в области шлифования на абразивном круге. У компании Studer более 100 лет опыта разработки и производства точных круглошлифовальных станков. На сегодняшний день компания Studer уже создала около 22 000 шлифовальных систем и является лидером на рынке универсальных, некруговых, внешне- и внутришлифовальных станков. В ассортимент продукции входят не только стандартные станки, но и передовые системы высокоточного шлифования на абразивном круге, предназначенные для обработки мелких и средних изделий. Studer также разрабатывает программное обеспечение и предлагает широкий спектр услуг, в том числе по системной интеграции. Studer обслуживает компании в области машино- и автомобилестроения, изготовления инструментов и форм, авиакосмической промышленности, а также компании в области производства пневматического и гидравлического оборудования, электроники и электрооборудования, медицинской техники, часов и т. д.

Продукция FANUC в работе