Specializirani stroji za brušenje orodij švicarskega proizvajalca se zanašajo na krmilja in pogone FANUC

Naloga: Švicarski izdelovalec orodij J. Schneeberger Maschinen AG proizvaja širok nabor strojev za brušenje orodja za različne aplikacije. Za razvoj strojev z direktnim pogonom, pri katerih obdelovanec niha z visoko frekvenco, je Schneeberger na primer potreboval partnerja s strokovnim znanjem s področja tehnologije krmilj in pogonov.

Rešitev: Schneeberger se je odločil za sodelovanje z družbo FANUC, ki je že več let dobavitelj za krmilja in pogone. FANUC proizvaja širok nabor linearnih pogonov, ki so najprimernejši za to vrsto aplikacije in so družbi Schneeberger omogočili podporo pri razvoju nove tehnologije. 

Rezultat: Nov stroj, opremljen s tehnologijo pogonov FANUC in sistemom CNC FANUC serije 31i-B5, ima vgrajeno funkcijo HCC (rezanje v ciklih pri veliki hitrosti) in omogoča natančne homogene postopke strojne obdelave.    

 

 

 

Inovativnost tudi v najmanjših podrobnostih

Družba Schneeberger zagotavlja večjo zmogljivost za brušenje orodij na manjši površini

Z devetimi stroji, kot je na primer kompaktni NGC, družba J. Schneeberger Maschinen AG zagotavlja veliko učinkovitost pri brušenju orodij. To omogoča tudi s sestavnimi deli, kot so patentirane sonde 3D, ki jih je mogoče preprosto integrirati in uporabiti v vseh strojih Schneeberger. Zaupanja vreden partner FANUC že vrsto let stoji ob strani inženirjem za tehnologijo družbe Schneeberger ter jim zagotavlja pomoč pri snovanju krmilj in pogonov.

Na voljo je širok nabor različnih orodij za rezanje za obdelavo kovin in lesa: od vstavkov z malim profilom za indeksiranje pa vse do velikih orodij za povrtavanje in ovalno rezkanje. Različne oblike in materiali tako obdelovanca kot diska za brušenje predstavljajo izredne zahteve na področju strojev za brušenje orodij, ki se uporabljajo pri proizvodnji in vnovičnem brušenju. J. Schneeberger Maschinen AG, proizvajalec strojev prežet s tradicijo, katerega sedež je v mestu Roggwil v Švici, sprejema to kot izziv, na katerega vedno znova odgovarja z inovacijami.

Vsako leto predstavi nove izdelke. Pred dvema letoma je družba Schneeberger na sejmu EMO na primer predstavila orodje za rezanje navojev NGM, ki je primerno za izdelavo navojev na orodju z eno samo nastavitvijo. Opremljeno je s šestimi osmi, od katerih jih pet deluje na direktni pogon. Ena od posebnih funkcij orodja za rezanje navojev NGM je ta, da lahko obdelovanec niha pri visoki frekvenci. Dr. Hartmut Rühl, vodja oddelka za programsko opremo in elektroniko, pojasnjuje: »Linearni pogoni so odlična rešitev za nihanje. Omogočajo namreč majhne, izredno dinamične premike ter tako zagotavljajo, da ne pride do obrabe.« Tehnologija direktnega pogona za hitro nihanje se je izkazala kot uspešna že pri stroju za brušenje Gemini GHP, ki je bil prvič predstavljen pred desetimi leti. Disk za brušenje na tem stroju niha, vendar pa pri brušenju rezalnikov pesta predstavlja majhno maso. Nasprotno pa je pri izdelavi navojev orodja disk za brušenje običajno velik 300 mm in težak. Zato so se pri družbi Schneeberger odločili, da bo obdelovanec nihal.

Razvoj strojev z direktnim pogonom je podprla družba FANUC, ki je že vrsto let dobavitelj tehnologij krmiljenja in pogona za družbo Schneeberger.

Partnerstvo z družbo FANUC, v katero zaupa Hartmut Rühl, obstaja že od leta 1990: »Noben drug izdelovalec krmilnih sistemov na svetu ni tako dobro organiziran. Raven kakovosti in zanesljivosti izdelkov FANUC je res zelo visoka.«

Popolna izbira za strojno obdelavo z nihanjem

Pri družbi Schneeberger glede premikov nihanja za linearne motorje ni nobene alternative. Hartmut Rühl pojasnjuje: »5-mm zamahe nihala s 15 Hz lahko dosežemo le z direktnim pogonom. Teh premikov ne programiramo z G-kodo, ampak prek tabele s podatki. To se potem pretvori v ukaze za stroj s posebno programsko opremo FANUC, imenovano HCC.«

S funkcijo HCC (rezanje v ciklih pri veliki hitrosti), ki jo FANUC zagotavlja na vrhunskih krmiljih CNC serij 30i in 31i, je mogoče doseči natančno homogeno strojno obdelavo, kar pri drugih postopkih ni mogoče. Osnovna zgradba je preprosta. Za vsako os, ki se bo premikala, je ustvarjena tabela, v kateri so programirani relativni premiki določene osi za določeno časovno obdobje (npr. 1 milisekunda).

Zavzame malo prostora, zagotavlja velik delovni prostor

Lani je družba Schneeberger s strojem NGC predstavila novo generacijo univerzalnih in izredno kompaktnih strojev za brušenje. Ta stroj je primeren za standardna orodja, kot so rezalniki za naležne površine, polmere in profilna orodja, izredno zmogljive svedre, orodja za povrtavanje, plošče za struženje profilov iz HSS, karbida in kermeta. Posebej zasnovana programska oprema, postopki brušenja in sistemi vpenjanja so na voljo za brušenje pesta, rezalnike oblik, palična rezila in rezila za posnemanje zobnikov. Brušenje rezil v proizvodnji za industrijo papirja, prehrane ali plastike je del nabora zmožnosti, na voljo pa je tudi strojna obdelava obdelovancev v obliki diska s posebnim vpenjanjem in samodejnim nalaganjem.

»Na trgu se pojavlja povpraševanje po strojih, ki zasedejo čim manj prostora, vendar vseeno nudijo primerljivo dolge poti za traverziranje,« pojasnjuje Hartmut Rühl. »Pri stroju NGC smo dosegli uravnoteženje vsega naštetega.« Kompakten petosni stroj omogoča popolno strojno obdelavo orodij (obseg in naležna površina) z dolžino rezanja do 300 mm. Obdelovanec ima lahko premer do 300 mm in največja dolžina obdelovanca je lahko 500 mm. Čeprav sta oba izdelka, stroj NGC in stroj z orodjem za rezanje navojev NGM, obravnavana kot relativno majhna stroja, ju družba Schneeberger ponuja z rezervnimi diski za brušenje in sedmimi paketi diskov.

Prehod na novo generacijo krmilj

Za vse stroje iz segmenta visokozmogljivih strojev, npr. tudi za stroj z orodjem za rezanje navojev NGM in stroj NGS, družba Schneeberger uporablja krmilnike CNC FANUC serije 31i-B5, ki so odlična izbira za petosno strojno obdelavo – predvsem v različici z integriranim industrijskim računalnikom »Panel i«. Ta je s sistemom CNC povezan prek vodila z veliko hitrostjo HSSB. Strokovnjaku za brušenje omogoča, da uporabi svoje strokovno znanje z lastniško programsko opremo Quinto s prilagojenim vmesnikom.

Tudi pri vseh ostalih strojih Schneeberger je bil opravljen prehod na različico Model B, novo generacijo krmilnikov FANUC. Pri programiranju je za bolj osnovne aplikacije sistem FANUC 35i-B brez podpore za računalnik nadomestil prejšnji sistem CNC serije Power Mate. Hartmut Rühl je poudaril, da se izraz »osnovno« ne navezuje na natančnost, ampak na zahteve programiranja: »Pri teh strojih je mogoče rezalnike pesta ponovno nabrusiti s kakovostjo 3A. To je res zelo zahtevno opravilo, pri katerem deluje le 10 od 20 parametrov, vendar je lahko izvedeno povsem lokalno na stroju.«

Strokovnjak za krmilnike Rühl je izrazil tudi zanimanje za novi kompaktni sistem CNC FANUC 0i-F: »To bi lahko bila dodatna možnost za segment strojev za brušenje nižjega cenovnega razreda, ki imajo le nekaj osi in za delovanje ne potrebujejo več kanalov.« S sistemom 0i-F, v Evropi prvič predstavljenim na sejmu AMB 2014, je vodilni svetovni proizvajalec sistemov CNC predstavil svoj »brezhibni koncept«. To pomeni, da so vsi krmilniki CNC FANUC sestavljeni v skladu s poenotenim standardom in imajo primerljiva navodila za delovanje. Torej oba sistema, 31i-B5 in 0i-F, potrebujeta iste dele dodatne opreme (ojačevalnik, vhodno/izhodno enoto itd.) in sta vgrajena v isto ohišje. Edina razlika je programska oprema.

Prihranek časa z natančnimi meritvami v napravi

Družba Schneeberger predstavlja še eno inovacijo, ki je na voljo za vse serije in generacije strojev: lastno sondo 3D. Hartmut Rühl navaja razloge za razvoj tega izdelka: »Sčasoma so stroji postajali vedno bolj natančni in hitri. Zato naj bi integrirana sonda zagotavljala enakovredne zmožnosti. Da bi strankam lahko zagotovili optimalno rešitev, smo razvili sondo 3D, ki 100-odstotno izpolnjuje vse naše zahteve.«

Skladno s tem je sonda Schneeberger Zenon osnovana na uporabi polprevodniških tenzometrov (ScSG) – tehnologiji, ki zagotavlja visoko raven natančnosti. Inženir za aplikacije Antonio Grasso, odgovoren za razvoj, pojasnjuje: »To metodo merjenja uporabljajo tudi vodilna podjetja na trgu za taktilno tehnologijo merjenja 3D, kar nam omogoča, da dosegamo povsem primerljive rezultate.« Ta tehnologija senzorjev zagotavlja visoko stopnjo ponovljivosti, ki se ne spremeni niti po več milijonih primerov uporabe sond. Prav tako odpravlja ti. »radialno segmentiranje«, ki se pojavlja pri kinematskih sondah.

Antonio Grasso pojasnjuje: »Ko uporabljamo Zenon na strojih z linearnimi motorji, znanih po izjemno trdni konstrukciji, dosegamo ravni natančnosti, ki jih skorajda ne more preseči niti stroj za merjenje z zunanjimi koordinatami. To smo dokazali z vzporednim merjenjem. Naša natančnost je trenutno pod enim mikronom, napredujemo pa tudi pri doseganju ponovljivosti meritev z natančnostjo 0,5 µm.«

Prednost za uporabnika integrirane sonde te vrste je predvsem prihranek časa. Uporabniku namreč ni treba prilagajati orodja, od merjenja do ponovne nastavitve stroja za brušenje. Vsak majhen korak šteje, še posebej pri velikih orodjih, kot so rezalniki pesta ali rezalniki granulata, ki lahko tehtajo do ene tone. »Zato lahko že običajna priprava traja do 30 minut,« pojasnjuje Hartmut Rühl.

Z vidika zagotavljanja kakovosti pa sonda, integrirana v stroj, ne nadomešča stroja za merjenje. Če namreč nastavitev ni pravilna, lahko integrirana sonda na primer ne zaznana nobene napake. Vendar Antonio Grasso poudarja: »Za uporabnika dejstvo, da lahko dostopa do procesa proizvodnje in preverja ponovljive rezultate, zagotovo predstavlja določene prednosti. Zato bo morda zadostovalo, da na stroj za merjenje položi le nekaj delov ter tako preveri absolutno natančnost.

Funkcija krmilnika pospešuje proces s sondami

Pri razvoju nove sonde so inženirji za aplikacije tesno sodelovali z dobaviteljem pogonov in krmilnikov FANUC. Rezultat je pospešen postopek s sondami. Prej je bilo namreč treba traverzno prenesti sondo do sestavnega dela z enakomerno hitrostjo. Za to je bilo treba pred vsakim postopkom s sondo ohranjati določeno razdaljo. Nova generacija krmilnikov FANUC Model B zdaj ponuja funkcijo »Feed Forward Compensation In Skip« (Korekcija podajanja naprej s preskakovanjem), kar omogoča sondiranje v fazi pospeševanja. »Zdaj dosegamo enako natančnost v mnogo krajšem času,« povzema Grasso. »Ker je sistem CNC FANUC krmilnik za strojno obdelavo in ne krmilnik za merjenje, ki odčitava točne položaje vsako milisekundo, je rezultat izjemen. Začeli smo z razvojem na področju, kjer lahko delno tekmujemo z namenskimi stroji za merjenje.«

Dobri rezultati merjenja niso omejeni na linearne stroje Schneeberger Sirius in stroj z orodjem za rezanje navojev NGN. Odlični rezultati so bili doseženi tudi pri preizkusih s strojem NGC. Poleg tega je sonda Zenon združljiva s starejšimi elementi. Če uporabnik želi zamenjati obstoječo sondo Schneeberger, lahko to preprosto izvede z majhnim vmesnikom.

 

Začetnik brušenja orodij

Že leta 1923 je Walter Schneeberger ustanovil podjetje s svojim imenom. Dve leti pozneje je predstavil in na trg lansiral R1, stroj za brušenje orodij z univerzalnimi aplikacijami. V vlogi začetnika na tehničnem področju je podjetje leta 1985 razvilo in sestavilo prve brusilnike profilov, krmiljene prek sistema CNC. S tem se je začelo novo obdobje kakovosti orodij. Leta 1990 je Schneeberger predstavil koncept petosnega brušenja in leta 2003 prvi stroj z linearnimi pogoni, Sirius HPM. Današnja ponudba izdelkov njegove družbe s 170 zaposlenimi vključuje stroje za brušenje Corvus, Gemini in Norma s sistemom CNC z izhodno močjo do 40 kW. Poleg tega v seriji Aries Schneeberger nudi varčno alternativo petosne tehnologije za vnovično brušenje. Poleg sedeža podjetja v mestu Roggwil v Švici, ima družba podružnice v Nemčiji, Franciji, Italiji, ZDA in na Kitajskem ter več kot 20 zastopništev po vsem svetu.