Spoločnosť Walter Maschinenbau používa zariadenia FANUC CNC v celom spektre svojich pokrokových strojov

Úloha:
Pokrokové hybridné stroje Helitronic Diamond na brúsenie a erodovanie vybaviť systémom CNC, vďaka ktorému budú spĺňať normy a ktorý umožní rýchlu komunikáciu s používateľským rozhraním, ovládacími prvkami a generátorom, čo sa pri brúsení a erodovaní vyžaduje.

Riešenie:
Každý produkt z portfólia spoločnosti Walter Maschinenbau vybaviť špičkovým systémom CNC Fanuc, sériou 31i -A5. S ovládaním funkčnosti 5 osí, otvoreným dizajnom a integrovaným rotačným erodovaním sa séria 31i A5 ukázala ako perfektná voľba. Spoločnosť FANUC taktiež súhlasila, že upraví ovládanie tak, aby sa dali používať existujúce elektroerozívne algoritmy spoločnosti Walter.

Výsledok:
Prínosom je nielen to, že používatelia majú systém CNC, ktorý je ideálny na ich prácu, ale aj to, že majú jedno ovládanie od jedného dodávateľa. Úžasná spoľahlivosť zariadení FANUC znamená, že prestoje sú už len minulosťou.


Jeden stroj na brúsenie a erodovanie nástrojov

Na riadenie zariadení Helitronic Diamond a Helitronic Power Diamond využíva spoločnosť Walter Maschinenbau CNC systém FANUC 31i -A5.

Keď sa spoločnosť Walter Maschinenbau, špecialista na brúsiace stroje, rozhodla v roku 2006 vytvoriť vlastnú sériu Helitronic s CNC riadiacimi prvkami a pohonmi značky FANUC, pri rozhodovaní bolo zrejmé, že: Na všetky stroje sa musí aplikovať jeden model riadenia. V rozhodovaní zvíťazila CNC séria FANUC 31i -A5, ktorá ponúka najlepšie podmienky pre 5-osové obrábanie a tiež otvorený dizajn, ktorý v oblasti riadenia umožňuje integráciu otočnej erodácie.

Počas minulého roka spoločnosť Walter Maschinenbau, so sídlom v meste Tübingen, postupne zavádzala špičkovú kontrolu CNC série FANUC 31i -A5 na svoje zariadenia Helitronic: od zariadenia Helitronic Basic, čo je základný stroj na ostrenie nástrojov, cez štandardné stroje ako Helitronic Power a Mini-Power až po najvýkonnejší model Helitronic Vision, ktorý má priame pohony na všetkých osiach. Novo vyvinutý stroj Helitronic Micro, vhodný na veľmi presné obrábanie malých nástrojov s veľmi malým rozsahom priemeru, bol hneď zo začiatku navrhnutý s CNC systémom FANUC 31i -A5. Taktiež je plne vybavený lineárnymi a momentovými motormi. Nakoniec aj oba hybridné stroje Helitronic Power Diamond a Helitronic Diamond prešli na riadenie značky FANUC. Úspešne sa využívajú na výrobu a ostrenie HSS nástrojov, karbidových a CBN nástrojov, ale tiež na rotačné erodovanie CBN a PCD.

Rýchla komunikácia medzi riadiacou jednotkou a generátorom

„Zariadenie Helitronic Diamond je v princípe Helitronic Power alebo brúsiaci stroj Helitronic Vision s pridaným generátorom na elektrický výboj erózie a ďalšími potrebnými zariadeniami, ako je systém na kalenie,“ vysvetľuje Martin Hämmerle, produktový manažér strojov Helitronic. Poukazuje na to, že na otočnú erodáciu, ktorú vykonáva zariadenie Helitronic Diamond, sa neaplikujú žiadne ďalšie riadiace prvky erodovania od spoločnosti Walter. Toto riadenie je súčasťou CNC riadenia značky FANUC. „Vďaka tomu je na brúsenie alebo erodovanie potrebné len jedno riadenie a jeden dodávateľ riadenia.“

Spoločnosť FANUC prisľúbila, že adekvátne upraví riadenie s cieľom umožniť komunikáciu s generátorom a využiť existujúce algoritmy elektrického výboja erózie. Heinz Häckh, vedúci oddelenia riadeného strojárstva: „Na základe našich skúseností s otočným erodovaním sme zadali konkrétne špecifikácie a vyjadrili svoje priania, ktoré potom spoločnosť FANUC implementovala v rámci možností CNC systému 31i -A5.“

Najdôležitejším faktorom pre špecialistov brúsenia a erodovania je rýchla komunikácia medzi používateľským rozhraním, ovládaním a generátorom. Dôvodom je to, že počas obrábania sa technologické údaje musia prenášať z používateľského rozhrania do generátora. Takýmto spôsobom stroj nielenže pokrýva geometriu prostredníctvom CNC programu, ale tiež vykonáva všetky nevyhnutné korekcie, ktoré si proces vyžaduje. A naopak, merania a parametre z elektroerozívneho obrábania na môžu zobraziť na ovládacom paneli.

Heinz Häckh dosvedčuje, že počas celého procesu modernizácie im spoločnosť FANUC poskytovala prvotriednu podporu: „Špecifikácia požiadaviek, ktorú sme vyvinuli pre proces erodovania, prebiehala v troch krokoch. Najprv sme zapojili nemeckú dcérsku spoločnosť sídliacu v Neuhausen. Tá sa stala naším kontaktným bodom pre všetky technické otázky. Potom nám partnerská spoločnosť z Japonska zabezpečila neoceniteľnú expertízu.

Význam PCD nástrojov narastá

Podľa produktového manažéra Martina Hämmerle hybridné stroje Helitronic Diamond v sebe skrývajú obrovský potenciál. Z jeho pozorovania totiž vyplýva, že trh s PCD nástrojmi rastie medziročne o 8 až 10 %. Predpokladá sa, že tento vývoj bude naďalej pokračovať. Hämmerle tvrdí, že kľúčovým faktorom tohto vývoja je trend znižovania hmotnosti prostredníctvom materiálov, ktorý sa objavil v leteckom a automobilovom priemysle a ďalších odvetviach. Výsledkom je preferencia ľahkých kovov ako hliník a titán spolu s plastami a kompozitnými materiálmi, na ktorých obrábanie sú ideálne PCD nástroje. Tieto nástroje umožňujú vysokú rýchlosť a vytvárajú povrch, ktorý si často nevyžaduje ďalšie spracovanie.

Vďaka svojej tvrdosti a geometrickým rozmerom, akými sú vnútorné polomery, je extrémne náročné brúsiť PCD nástroje. Namiesto toho sa musia erodovať. Z toho dôvodu si Martin Hämmerle myslí, že hybridné stroje predstavujú spôsob, akým spracovatelia môžu začať využívať PCD nástroje bez rizika. Takýto poskytovatelia služieb môžu využívať zariadenie Helitronic Diamond na rôzne účely: na ostrenie alebo výrobu karbidových alebo HSS nástrojov. Pre PCD a CBN nástroje je k dispozícii na použitie erodovacia jednotka.“

Úspešné partnerstvo:

Ukázalo sa, že prechod na technológiu riadenia a pohonu značky FANUC bol pre spoločnosť Walter Maschinenbau správnym rozhodnutím. Spoločnosť FANUC, ktorá je svetovým lídrom v oblasti CNC technológie s viac ako 2 miliónmi predaných CNC riadiacich jednotiek, je ideálnym partnerom na medzinárodnú spoluprácu tým, že poskytuje servis a dodáva náhradné diely do celého sveta.

Spoločnosť FANUC je taktiež známa vynikajúcou kvalitou produktov, čo sa odráža vo vysokej dostupnosti a nízkych nákladoch na údržbu. „Môžeme to potvrdiť na základe vlastných skúseností. Spoľahlivosť technológie riadenia a pohonu od spoločnosti FANUC je taká výnimočná,“ hovorí Martin Hämmerle, „že prakticky nepoznáme prestoje zapríčinené poruchami riadenia. Preto sú naši zákazníci veľmi spokojní so značkou FANUC. Mnohí si vybrali zariadenia Helitronic práve kvôli spoľahlivosti a celosvetovej odpore.“

Okrem servisu spoločnosti FANUC sú veľmi pôsobivé technické charakteristiky CNC riadenia FANUC 31i -A5. Na všetkých brúsiacich strojoch značky Walter sa ako ovládací panel použil počítačový ovládací panel FANUC Panel i. Softvérové aplikácie Window Mode a Helitronic Tool Studio, ktoré vyvinula spoločnosť Walter, tiež fungujú na voliteľnej počítačovej technológii. Novšia softvérová aplikácia je patentovaný systém CAD spoločnosti Walter, ktorý umožňuje 3D vykresľovanie dielov a významne uľahčuje programovanie. „Pre nás je dôležité mať rýchle komunikačné prepojenie medzi výkonným riadiacim počítačom a CNC riadením,“ zdôvodňuje odborník riadenia Heinz Häckh. „Vďaka softvéru spoločnosti Walter, ktorý prepočítava obrysy, môžeme využívať režim DNC vo všetkých našich programoch. Vo všetkých strojoch dôsledne využívame funkciu Dual Check Safety, integrovanú dvojkanálovú bezpečnostnú funkciu spoločnosti FANUC. To nám umožňuje šetriť mechanické komponenty, použité káble, celkový priestor, a tým aj náklady. Tiež používame výkonný softvér na optimalizáciu FANUC Servo Guide, a to predovšetkým na servisné a diagnostické účely a tiež na uvedenie do prevádzky.“

Jednoduchá prevádzka a programovanie

Zatiaľ čo používatelia strojov Helitronic môžu pracovať s rozhraním značky Walter bez toho, aby nejako podrobne poznali technológie FANUC, základné programovanie a prispôsobenie sú podstatne náročnejšie. Spoločnosť Walter využíva tradičné programovanie DIN a existujúce makrá spolu s C executer. Spoločne umožňujú špeciálne funkcie, ktoré spravujú napríklad komunikáciu medzi generátorom, používateľským rozhraním a CNC programom počas erodovania. Vývojári v meste Tübingen tiež využívajú viackanálové PMC (integrované PLC) napríklad na to, aby vstúpili do úrovne senzor-aktivátor a riadili nakladacie zariadenia.

Zariadenia Helitronic poskytujú nespočetne veľa možností automatizácie. Zariadenia Helitronic Mini Power, Helitronic Power a Helitronic Vision teda poskytujú rôzne možnosti nakladania na zabezpečenie automatickej dodávky obrobkov – toto sú nástroje na činnosti brúsenia. Ponuka siaha od základného nakladača Eco cez nakladač diskov až po  nakladač viacerých paliet, ktorý môže obsahovať až 500 nástrojov. Zákazník si na základe svojich požiadaviek môže vybrať možnosti, ktoré sú priamo integrované v strojoch. K strojom sa môže pridať menič brúsnych kotúčov s maximálne 12 súpravami brúsnych kolies, ktorý zaručuje veľmi vysokú flexibilitu pri obrábaní. Robot FANUC LRMate200i B je súčasťou štandardnej konfigurácie stroja Helitronic Micro a je voliteľnou funkciou pri zariadeniach Helitronic Power a Helitronic Vision. Keďže roboty a CNC systémy sú od jednej spoločnosti, komunikáciu medzi nimi zabezpečuje štandardné pripojenie FANUC I/O Link Bus, ktoré sa jednoducho inštaluje.

Vysoká presnosť cez nano-interpoláciu

Krátke cykly riadenia servo zariadení a vretien, vysoké rozlíšenie kódovacieho zariadenia s frekvenciou 1 000 000 pulzov za obrátku a nano-interpolácia zabezpečujú najvyššiu presnosť a povrch, ktorý sa vyrovná obrábanému povrchu. Napríklad nano-interpolácia využíva funkciu nano-smoothing, ktorá v rámci riadenia automaticky premieňa lineárne pohyby na krivky NURBS. Funkcia nano-smoothing skúma profil obrysov, ktorý programy CAD vygenerujú v malých lineárnych krokoch, a potom v nano-krokoch vyformuje jemné obrysy. Pohyby sú rýchle a plynulé a vďaka tomu je výsledný povrch podstatne kvalitnejší.

Softvér FANUC zaručuje, že umiestnenie zosilňovačov a motorov prebehne v nano-krokoch. Z toho dôvodu využívajú stroje Helitronic zosilňovače a motory série Alpha i spolu so servo softvérom HRV Control (vektorové riadenie s vysokou odozvou). Ponúkajú rýchle riadenie a krátke časy servisných cyklov. Spoločnosť Walter takisto kladie dôraz na energetickú efektivitu. Martin Hämmerle vysvetľuje: „Motory majú vysokú účinnosť a ponúkajú možnosť rekuperácie energie. Páči sa nám tiež kompaktný dizajn komponentov, ktorý zaberá málo priestoru v riadiacej miestnosti.“

Úspech vďaka lineárnym pohonom

Okrem motorov série Alpha i spoločnosť Walter využíva priame pohony aj v niektorých ďalších zariadeniach. Heinz Häckh menuje niektoré z výhod: „S lineárnymi a momentovými motormi máme viac ako 10-ročné skúsenosti. Preto môžme našim zákazníkom smelo zaručiť dlhodobú vysokú kvalitu strojov, ktoré sú vyrobené týmto spôsobom. Opotrebovávajú sa len minimálne a ich prevádzka je plynulejšia ako prevádzka typov s inými pohonmi. Elimináciou guľôčkových skrutiek a využitím vysoko presných sklenených mierok sa dosahuje vysoké rozlíšenie. Okrem toho sa lineárne motory môžu využiť na oscilačný pohyb, ktorý by v prípade guľôčkový skrutiek spôsoboval nadmerné opotrebovanie a iné problémy.“

Technológia brúsenia nástrojov využitím jedného zdroja.

Od 50. rokov 20. storočia vyrába spoločnosť Walter Maschinenbau GmbH v meste Tübingen stroje na brúsenie nástrojov. Uvedením stroja Helitronic Power v roku 1994 urobila spoločnosť Walter obrovský krok vpred. V septembri 2004 sa spoločnosť Walter Maschinenbau, ktorá bola vtedy lídrom na trhu, stala súčasťou divízie obrábacích strojov „Körber-Schleifring“ spoločnosti Körber AG. Trhovo-orientovaná spoločnosť Walter/Ewag je svetovým lídrom v oblasti technológie a servisu, ktoré sa týkajú obrábania. Až 150 pracovníkov, zamestnaných v sídle spoločnosti v meste Tübingen, pracuje v oddeleniach organizácie a správy skupiny Walter. Okrem toho sa venujú vývoju, predaju, prototypovaniu, navrhovaniu aplikácií a službám. Jediné výrobné zariadenie sa nachádza v českom meste Kuřim blízko Brna. V celosvetovom meradle spoločnosť zamestnáva viac ako 500 ľudí. Sortiment produktov obsahuje predovšetkým CNC stroje na brúsenie a erodovanie kovu, dreva a PCD nástrojov a tiež na výrobu rotačne symetrických dielov. Okrem toho spoločnosť Walter Maschinenbau ponúka vlastný rad vysoko presných optických CNC meracích strojov, ktoré merajú a zaznamenávajú rotačne symetrické nástroje.

Použité produkty spoločnosti FANUC