Nizozemski proizvajalec orodij Hembrug je razvil prve stružnice CNC na svetu s krmiljenjem FANUC CNC Oi-D

Naloga:
Razviti prve stružnice HSC CNC z izjemno stabilnostjo, potrebno za strojno obdelavo kaljenega jekla.

Rešitev:
Z uporabo prvovrstnih materialov za orodja in prepričljivim naborom lastnosti, kot so hidrostatični ležaji in vrhunski krmilniki CNC ter servomotorji FANUC, stružnice HSC CNC družbe Hembrug zagotavljajo brezhibne rezultate z natančnostjo nanometra.

Rezultat:
Konkurenčen nabor stružnic HSC CNC, opremljenih z vrhunskimi komponentami FANUC za izjemno zmogljivost in vzdržljivost.


Trdo in izjemno natančno

Stroji za trdo struženje podjetja Hembrug dosegajo natančnost na ravni mikronov

Trdo struženje je postalo varčna alternativna krožnemu brušenju. Hembrug, eno od prvih podjetij, ki je začelo uporabljati to tehnologijo, je danes specializirano skoraj izključno za hitro ultranatančno tehnologijo trdega struženja in ponuja stroje za obdelavo obdelovancev s premeri do 1500 mm. Partner FANUC poskrbi za krmilno in pogonsko plat delovanja ter te stroje v skladu s specifikacijami opremi s krmilji CNC serije 0i-D in 32i. Podjetje Hembrug Machine Tools s sedežem v nizozemskem mestu Haarlem je nekdanje državno podjetje, ki je bilo privatizirano leta 1983. Prvotno je delovalo na področju ultranatančnih strojev za struženje, toda od začetka 90-ih let 20. stoletja se to družinsko podjetje osredotoča na trdo struženje. »Takrat so postali na voljo novi materiali za orodja, ki so omogočili strojno obdelavo kaljenega jekla,« se spominja vodja oblikovanja Bert de Veer. »Za uvedbo visokokakovostnega natančnega trdega struženja smo razvili stroje z izjemno veliko stopnjo stabilnosti, saj so sile, ki nastajajo med trdim struženjem, velikanske in drugače ni mogoče doseči natančnosti na ravni mikronov.« Podjetje Hembrug je na podlagi veliko let izkušenj pri projektiranju strojev za struženje s hidrostatičnimi ležaji osvojilo tržno nišo trdega struženja in razvilo to tehnologijo v popolnoma samostojno alternativo krožnemu brušenju kot postopek natančne površinske obdelave. Podjetje se lahko danes pohvali z več primeri uspešnih projektov. Bert de Veer omeni, da so bili prvotni stroji za trdo struženje podjetja Hembrug dobavljeni strankam na področju izdelave orodja in kalupov, ki so bili uporabljeni za proizvodnjo plastenk PET: »Še danes so na naših strojih stružena orodja za injekcijsko brizganje predoblik in kalupov za zaporka, vključno z navoji. Prek vrtljive glave z gnanimi orodji so vanje vrezkani celo majhni prezračevalni vodi, tako da je mogoče iz stroja vzeti v celoti dokončana orodja.« Dodatne aplikacije je mogoče najti v avtomobilski industriji (injekcijske šobe, zobniki), pri proizvodnji ležajev (notranja in zunanja lečina) ter v hidravliki in pnevmatiki (ventili).

Za obdelovance s premerom struženja do 1500 mm

Serija strojev Mikroturn podjetja Hembrug vključuje popolnoma hidrostatične ultranatančne stroje za trdo struženje, ki se praktično ne obrabijo in pokrivajo širok nabor delov. Vodoravni stroji serije CNC 100 so primerni za majhne dele z izvrtinami od 1 mm. Za večje in težje obdelovance s premerom od 450 do 1500 mm so na voljo navpični stroji za struženje.
Bert de Veer pojasnjuje, kaj je skupnega vsem strojem Mikroturn: »Zagotavljajo največjo natančnost, ki jo je trenutno mogoče doseči s trdim struženjem«. Izjavo podpre še s številkami: »S temi stroji je mogoče doseči naslednje tolerančne vrednosti pri obdelovancih s trdoto do 70 HRC in premerom 1500 mm: površinsko natančnost, tj. Ra = 0,0001–0,0004 mm, oblikovno natančnost od 0,0002 do 0,001 mm in dimenzijsko natančnost 0,002 mm ali manj.«

Hidrostatika zagotavlja vzdržljivo natančnost

Stroji Mikroturn s takšnimi tolerančnimi vrednostmi konkurirajo predvsem cilindričnim brusilnikom, od katerih pa so boljši na mnogih drugih področjih. Tako pri trdem struženju obdelovanca ni treba vpeti, zato postopek poteka hitreje in ne more priti do napak zaradi vpenjanja. Poljubno število oblik je mogoče ustvariti z enim samim orodjem, tako dragi diski za brušenje niso potrebni. Poleg tega je trdo struženje okolju prijazen postopek, ki se v veliko primerih izvaja v suhem stanju. Pri brušenju vedno nastaja mulj, zaradi česar je potrebno drago odstranjevanje odpadkov. Če potegnemo črto, je pri trdem struženju mogoče doseči večjo storilnost v veliko primerih strojne obdelave.
V primerjavi z drugimi stroji za trdno struženje stroji Hembrug izstopajo zaradi visoke dolgoročne natančnosti. Glavni razlogi za to so hidrostatični ležaji za vreteno in enote vodil. Dosegajo natančnosti teka in ponovljivosti po 0,1 mikrona – z dolgoročno zanesljivostjo, kakor pravi Bert de Veer: »Stroji brez hidrostatičnih ležajev dosegajo takšne stopnje samo, ko so novi. Naši stroji zagotavljajo takšno kakovost tudi po 20 ali celo 30 letih.«

Hembrug in FANUC – zanesljivo partnerstvo

Hembrug pri krmilni in pogonski plati že mnogo let sodeluje z vodilnim proizvajalcem krmilj CNC na svetovnem tržišču, družbo FANUC. Peter van Ommeren, vodja oddelka za elektronsko oblikovanje, pravi: »Nekoč smo uporabljali krmilja CNC FANUC serije 15-TB. Danes pri standardnih strojih Mikroturn uporabljamo sisteme CNC serije 0i-D. To krmilje omogoča resolucijo do 100 nm. Za bolj dovršena opravila smo razvili posebne stroje Mikroturn, ki jih lahko opremimo s krmilji CNC FANUC serije 32i. V ustreznem merilu omogoča resolucijo 10 nm.«
V podjetju Hembrug se pri proizvodnji uporablja več lastnih strojev, ki jih krmilijo krmilja CNC FANUC serije 0i-D, »ker ta kombinacija deluje odlično,« pojasnjuje Peter van Ommeren. »Naše stranke vedno znova ugotavljajo, da to deluje odlično in praktično brez napak, povezanih s krmiljem, tudi pri večletni uporabi. Elektronska oprema, motorji in krmilja FANUC so najvišje kakovosti ter izredno odporni, celo na elektromagnetne vplive. Dodatna pozitivna lastnost izdelkov FANUC je njihova združljivost z novejšimi elementi. To lahko opišemo tako: v devetdesetih letih 20. stoletja smo začeli uporabljati stroje s krmilji 15-TB. Zdaj, skoraj 20 let pozneje, je mogoče programe še zmeraj uporabljati na novejših strojih in najnovejših krmiljih. Kajti navkljub inovacijam in dodatnim funkcijam je družba FANUC ohranila enako osnovno strukturo za izdelki. To nam, proizvajalcem strojev, olajša uvedbo in našim strankam prihrani mnogo usposabljanj.«

»Naše stranke vedno znova ugotavljajo, da ta kombinacija deluje odlično in praktično brez napak, povezanih s krmiljem, tudi pri večletni uporabi. Elektronska oprema, motorji in krmilja FANUC so najvišje kakovosti ter izredno odporni, celo na elektromagnetne vplive.«

Nove izboljšave za povečanje storilnosti

V preteklih letih je proizvajalec Hembrug predstavil veliko novih izboljšav, ne samo na področju velike natančnosti, temveč tudi izjemne storilnosti. Na sejmu EMO 2011 je podjetje na primer predstavilo stroja Mikroturn Twin Spindle in Mikroturn 100 CNC Special. Stroj Mikroturn Twin Spindle je opremljen z dvema popolnoma hidrostatičnima vretenoma z integriranimi motorji, linearnimi motorji v drsnih vodilih X in Z ter integriranim, popolnoma samodejnim robotom za podajanje. V nekaterih primerih je trdo struženje samo po sebi trikrat hitrejše od primerljivih postopkov brušenja, toda dvojno vreteno omogoča še večje izboljšave časa cikla do 30 odstotkov in povečanje storilnosti do 100 odstotkov. Stroj Mikroturn 100 CNC Special je posebna različica s popolnoma hidrostatičnim visokozmogljivim vretenom z 2000 vrt./min. ter integriranim navornim motorjem in podaljšanim dosegom drsnega vodila Z. Na njem je mogoče stružiti večje in težje obdelovance kot na standardni različici, tj. stroju Mikroturn 100 CNC.
Bert de Veer v teh izboljšavah vidi pomemben korak v prihodnost: »Dolgo časa smo veljali za najboljše na svetu, kar zadeva natančnost, toda premalo pozornosti smo posvečali storilnosti. Zdaj je drugače. Pri novih izboljšavah se po eni strani osredotočamo na storilnost in po drugi strani na povečano prilagodljivost, pri čemer upoštevamo želje stranke. Z največjim veseljem zagotavljamo posebne rešitve.« Kot primer navaja projekt, v katerem se obdelujejo različne gredi za zobniške črpalke. Te se po transportnem traku dodajalnika dovedejo do stroja, kjer jih zazna kamera za obdelavo slike in vstavi robot. Na ta način stroj prepozna določen obdelovanec in samodejno izbere ustrezen program CNC.

Neposredni stiki zagotavljajo visoko zadovoljstvo strank

Družba FANUC je sodelovala pri najnovejših izboljšavah. Peter van Ommeren, vodja oddelka za elektronsko oblikovanje, pojasnjuje: »Za FANUC je bilo pomembno, da smo olajšali integracijo motorjev drugih proizvajalcev. Uporabljamo na primer integrirane vretenske motorje drugih proizvajalcev. Na začetku smo imeli zaradi tega pomisleke. Toda pokazali smo veliko mero odprtosti, zato je krmiljenje motorjev potekalo brez težav.«
Podjetje Hembrug se trenutno ukvarja z razvojem posebnih uporabniških vmesnikov, zasnovanih za lažje uporabniško ravnanje s strojem. S programsko opremo FANUC Picture nam je na voljo visokozmogljivo okolje za razvoj, ki nam omogoča, da te uporabniške vmesnike oblikujemo po lastnih željah. Rezultat trenutno preizkušamo v lastnem proizvodnem obratu na stroju Mikroturn z našim krmiljem 32i, na katerem se po postopku utrjevanja opravi vnovično rezanje navojev na večjih maticah.
Strokovnjak za elektroniko Peter van Ommeren je navdušen nad sodelovanjem z družbo FANUC: »Čeprav smo v primerjavi z drugimi proizvajalci na področju strojegradnje izdelali relativno malo strojev za struženje in torej uporabljamo le majhno število krmilj FANUC, smo od družbe FANUC prejeli odlično in hitro podporo. Ko nas kaj zanima, se lahko obrnemo neposredno na ustrezno zadolženo osebo, kar deluje zares odlično.« To ponazori s primerom: »Stranka iz ZDA se je na nas obrnila s povpraševanjem glede specifičnega projekta, ki je vključeval dovršen štiriosni stroj z dvema podpornikoma orodij in dvema izmenjevalnikoma orodij. To ni ravno preprosto, kar zadeva krmilni in pogonski sistem, zato smo prosili družbo FANUC za podporo. Zelo hitro so se odzvali in strokovnjak družbe FANUC nas je obiskal, da smo se lahko pogovorili o projektu. Navedel je pogone in večkanalni stroj CNC iz serije 32i. To je bilo dovolj, da smo lahko stranki nemudoma posredovali zahtevano ponudbo.«

Trdo struženje najvišje ravni natančnosti

Danes več kot 95 % oblikovanja in proizvodnje v podjetju Hembrug, ki je bilo ustanovljeno leta 1973 kot državno podjetje in nato privatizirano leta 1983, vključuje popolnoma hidrostatične ultravisokonatančne stroje za trdo struženje, ki se praktično ne obrabijo. Serija strojev Mikroturn lahko obdeluje obdelovance s stopnjo trdote do 70 HRC in do premera 1500 mm. Hembrug ima zaposlenih 70 oseb, ki proizvedejo od 25 do 30 strojev letno. Letna prodaja v letu 2011 je bila približno 15 milijonov evrov.