Presné systémy riadenia pre dierovacie stroje

Úloha:
Motorizovať a riadiť osi na 3-tonovom lise, ktorý vyrába mikromechanické súčiastky používané výrobcami v hodinárskom, mikromechanickom, mechatronickom, elektrickom a elektronickom priemysle. Tieto procesy sa bežne robia hydraulicky alebo mechanicky.

Riešenie:
Interaktívne motorizovať, číslicovo riadiť a monitorovať všetky funkcie lisu použitím FANUC motorov a CNC. To umožňuje úplnú kontrolu dierovacieho procesu v rámci veľkého počtu variácií.

Výsledok:
Lis Greub G3 predstavuje zásadnú zmenu v spôsobe výroby nových presných rezacích a raziacich nástrojov. Pre malé a stredne veľké výrobné série možno navrhnúť jednoduché, a teda aj lacnejšie nástroje, ktoré sa lepšie adaptujú prispôsobeným výrobkom požadovaným na trhu.

Výroba mikromechanických dielcov progresívnymi nástrojmi je predovšetkým hydraulický alebo mechanický proces. Motorizácia osí a ich riadenie jednotkou CNC zaraďuje túto technológiu do éry priemyslu 4.0. Greub ako dizajnér a renovátor švajčiarskych obrábacích strojov dokázal, že si je vedomý potenciálu, keď si prizval na spoluprácu svetového lídra technológie CNC.

Výrobcovia hodiniek, mikromechanických, mechatronických a mnohých elektrických a elektronických výrobkov potrebujú malé, štíhle komponenty v malých, stredných a veľkých výrobných sériách. Tieto súčiastky sa vyrábajú extrémne vysokou rýchlosťou (až do 300 sekov/min) z oceľových kotúčov s hrúbkou menej ako 1 mm. François Maxime Greub, vlastník spoločnosti Greub Machines SA založenej jeho starým otcom (Jeanom) ako dedič dlhoročnej rodinnej tradície znalostí v rekonštrukcii obrábacích strojov ukázal včasný záujem o potenciál digitalizácie týchto činností, keď pred niekoľkými rokmi v spolupráci so spoločnosťou FANUC motorizoval a adaptoval malý 3-tonový lis na digitálny vek. Táto dokonalá integrácia otvára dvere implementácii priemyslu 4.0, štvrtej priemyselnej revolúcii. 

Absolútna kontrola nad prevádzkou

Moderný lis musí pracovať v rámci niekoľkých kľúčových parametrov: zostup jazdca, s danou dĺžkou a možnosťou nastavenia hornej a dolnej úvrate; frekvencia úderov v počte úderov za minútu; rýchlosť a podávacia frekvencia oceľových podávacích kotúčov. Odpad a/alebo obrobky možno vytlačiť lisovnicou alebo sa môžu vrátiť do podávacieho potrubia, napríklad na prerobenie alebo ďalšie tvarovanie. Presnosť umiestnenia medzi dierovačmi a lisovnicami závisí od súpravy lisovníc nástroja a od konečného vycentrovania pásu. Všetky tieto faktory závisia od kvality nástroja, nastavenia výkonu listu, pevnosti materiálu a obvodu, ktorý je potrebné vyrezať, alebo plochy, ktorú je potrebné vyraziť. François Maxime Greub a Thierry Maître, nezávislý integrátor strojov FANUC, prišiel s geniálnym nápadom interaktívne motorizovať, číslicovo riadiť a monitorovať všetky funkcie lisu a tým plne zohľadniť špecifické mechanické vlastnosti lisu. V dôsledku toho je jazdec znížený a horná aj dolná úvrať sú monitorované momentovým motorom FANUC DiS a jeho kodérom, čím sa guľôčková skrutka aktivuje 3-tonovou tlakovou silou riadeným spôsobom. Podávanie oceľového pásu riadi zase lineárny motor. Pás odvíjajú dva motorizované odvíjače na každej strane stroja, čím je rýchlosť podávania monitorovaná optoelektronicky. So šiestimi FANUC absolútnymi motormi je možné číslicovo riadiť aj ochranné dvere. Pohonný systém je programovaný a riadený systémom FANUC Power Motion i-A CNC. „Vďaka rozhraniu človek-stroj na CNC systéme FANUC je všetko pod kontrolou a jednoducho programovateľné,“ vysvetľuje Thierry Maître.

Nový vynález podporujúci flexibilitu

CNC lisy nie sú žiadnou novinkou, ale lis Greub G3 predstavuje zásadnú zmenu v spôsobe výroby nových presných rezacích a raziacich nástrojov. Pre malé a stredne veľké výrobné série možno navrhnúť jednoduché, a teda aj lacnejšie nástroje, ktoré sa lepšie adaptujú prispôsobeným výrobkom požadovaným na trhu. Napríklad, v prípade progresívnych strojov možno do súprav lisovníc jednoducho integrovať štandardné moduly na razenie a lisovnice, ktoré možno ľahko vložiť a vybrať podľa potreby. Číslicová riadiaca jednotka FANUC v kombinácii s optickým alebo laserovým skenerom riadi funkciu podávania na pás s vysokou presnosťou. Podobne aj rýchlosti zostupu, prístupu a rezania, ako aj hĺbku prieniku je možné riadiť na dve desatinné miesta. Vzťah medzi rýchlosťou sekania, hrúbkou prieseku a rýchlosťou podávania na pás je taktiež plne programovateľný. Bezpečnosť operátora je neprestajne zabezpečená a všetky bezpečnostné funkcie automaticky zohľadňujú pracovný stav lisu. Jednoduché používanie riadiacej jednotky FANUC a jej schopnosť multifunkčnej integrácie (dotyková obrazovka, 4 kanály, 24 osí) umožňuje dizajnérom podvoliť sa svojej fantázii. Pre výrobcov v hodinárskom, mikromechanickom a mechatronickom priemysle schopnosť produkovať dielce v malých sériách s vysokou opakovateľnosťou a za ceny veľkovýroby otvára úplne nové obzory.

Predbehol svoju dobu?

Spoločnosť Greub Machines SA so svojím partnerom FANUC a systémovým integrátorom Thierry Maître pravdepodobne predbehli svoju dobu. Lis G3 bol nasadený do výroby v roku 2013 a ešte stále nebol taký úspešný, ako sa čakalo. Záujem o číslicovú integráciu strojov v závislosti od priemyslu 4.0 môže veci zmeniť, ale napokon budú mať posledné slovo nové generácie nastavovateľov strojov a trh. Potreba produkcie lacnejších mechanických súčiastok s čoraz väčšou presnosťou v malých sériách posúva trend smerom k číslicovému ovládaniu vo všetkých oblastiach výroby. Spoločnosť FANUC má riadiace jednotky, hardvér a softvér, ako aj know-how na podporu spoločností, ktoré sa hýbu týmto smerom. Jej tím 50 nasadených zamestnancov vo Švajčiarsku prijíma každý pracovný deň nové výzvy.