Szerszámköszörülés és -koptatás egy géppel
A Walter Maschinenbau a Helitronic Diamond és a Helitronic Power Diamond gépekhez is a FANUC 31i -A5 CNC-t használja vezérlőként.
Amikor a szerszámköszörűgépek specialistája, a Walter Maschinenbau 2006-ban úgy döntött, hogy a Helitronic sorozatot FANUC CNC-vezérlőkkel és -meghajtásokkal szereli fel, egy dolog egyértelmű volt a döntéshozók számára: az összes gépet egyetlen típusnak kell vezérelnie. Végül a 31i-A5 sorozatú 31i -A5 FANUC CNC mellett döntöttek, amely a legjobb feltételeket kínálja az 5 tengelyes megmunkáláshoz, és nyitott kialakítása lehetővé teszi a köszörülési funkciók beépítését a vezérlési oldalon.
Az elmúlt évben a tübingeni székhelyű Walter Maschinenbau fokozatosan átállította Helitronic gépeit a FANUC 31i -A5 sorozatú csúcskategóriás CNC-vezérlőjére: a szerszámok újraélezésére szolgáló alapszintű Helitronic Basictől kezdve a sztenderd Helitronic Power és Mini-Power gépeken át a csúcskategóriájú Helitronic Vision típusig, amelynek minden tengelye közvetlen hajtású. A mikroméretű szerszámok megmunkálására nagyon kicsi átmérőtartományban rendkívüli pontossági követelmények mellett is alkalmas, újonnan kifejlesztett Helitronic Micro berendezést már a kezdeteknél a FANUC 31i -A5 CNC-vel tervezték. Lineáris és nyomatékmotorokkal is teljesen felszerelt. Végül mindkét hibrid gépet, a Helitronic Power Diamondot és a Helitronic Diamondot is átállították a FANUC vezérlőire, és nemcsak HSS-, karbid- és CBN-szerszámok gyártásához és újraélezéséhez használták sikeresen, hanem CBN és PCD anyagok köszörüléséhez is.
Gyors kommunikáció a vezérlő és a generátor között
„A Helitronic Diamond alapjában véve egy Helitronic Power vagy Helitronic Vision köszörűgép egy, a szikraerózióhoz és az ahhoz kapcsolódó perifériákhoz, pl. hűtőrendszerhez szükséges kiegészítő generátorral felszerelve” – magyarázza Martin Hämmerle, a Helitronic gépek termékmenedzsere. Kiemeli, hogy a Helitronic Diamonddal végzett forgó elektródás megmunkálásnál nem használnak további, a Walter cégre jellemző vezérlést. Ez is a FANUC CNC-vezérlőbe van építve. „Így a köszörülés vagy a forgó elektródás megmunkálás esetén a felhasználó hasznára válik, hogy minden berendezést egyetlen vezérlő irányít egyetlen gyártótól.”
A FANUC beleegyezett a vezérlő átalakításába, hogy lehetővé tegye a generátorral való kommunikációt és a meglévő algoritmusok használatát a szikraforgácsoláshoz. Heinz Häckh, irányítástechnikai vezető: „A forgó elektródás megmunkálásban szerzett tapasztalataink alapján konkrét specifikációkat adtunk és ismertettük a különböző kívánságainkat, amelyeket a FANUC választási lehetőségként valósított meg a 31i -A5 CNC esetén.”
A köszörülési és szikraforgácsolási specialistának a legfontosabb tényező a felhasználói interfész, a vezérlő és a generátor közötti gyors kommunikáció. A megmunkálással párhuzamosan ugyanis a műszaki adatokat is el kell küldeni a felhasználói interfészből a generátornak. A gép így nemcsak a geometriai részleteket képes számolni a CNC-programmal, de a folyamat során szükséges korrekciókat is folyamatosan el tudja végezni. Cserébe a szikraforgácsolás közben adódó mérések és a paraméterek is megjeleníthetők a kezelőpanelen.
Heinz Häckh számol be a FANUC kiemelkedő támogatásáról az egész átalakítási folyamat során: „A koptatási folyamathoz meghatározott követelmények háromszögszerű munkafolyamat során teljesültek. Először a neuhauseni német leányvállalat kapott szerepet, ahol a hozzáértő kapcsolattartónk minden műszaki kérdésre választ ad. Majd a japán anyavállalattól kaptunk felbecsülhetetlen értékű szakmai támogatást.”
A PCD-szerszámok egyre fontosabbak
A termékmenedzserként dolgozó Martin Hämmerle számára a hibrid Helitronic Diamond gépek számottevő potenciállal rendelkező fejlesztést jelentenek, ugyanis meglátása szerint a PCD-szerszámok piaca évente nyolc-tíz százalékkal növekszik. Ez a tendencia várhatóan folytatódik. Hämmerle szerint ennek a legfőbb hajtóereje az a repülőgépiparban, az autóiparban és más iparágakban meglévő trend, amelynek során a gyártók az anyagokon keresztül törekszenek a súly csökkentésére. Ennek eredményeképpen a műanyagok és kompozitok mellett előnyben részesítik a könnyűfémeket, például az alumíniumot és a titánt, amelyek megmunkálása ideális a PDC-szerszámokkal. Ezek nagy sebességet és a további felületkiképzést szükségtelenné tevő végső felületeket tesznek lehetővé.
A keménységük és a belső sugárhoz hasonló geometriájuk miatt azonban a PCD-szerszámok rendkívül nehezen köszörülhetők, ezért ezeket ehelyett szikraforgácsolni kell. Ezért lát Martin Hämmerle lehetőséget a hibrid gépekben a szerszámköszörű-gyártók számára, hogy „kockázatmentesen lépjenek be a PCD-szerszámok piacára. Egy ilyen típusú szolgáltató rugalmasan használhatja a Helitronic Diamond gépet: a karbid- és HSS-szerszámok újraélezéséhez és gyártásához egyaránt. A PCD- vagy CBN-szerszámok esetén a szikraforgácsoló egység használható.”
Sikeres együttműködés:
A Walter Maschinenbau számára helyesnek bizonyult az a döntés, hogy átálljanak a FANUC vezérlési és meghajtási megoldásaira. A több mint kétmillió eladott CNC-vezérlővel a CNC-technika világpiaci vezetője, a FANUC, köszönhetően globális jelenlétének, és világméretű szerviz- és pótalkatrész-ellátó hálózatának, ideális partner a nemzetközi vállalat számára.
A FANUC termékeinek kiváló minőségéről is ismert, ami a nagyfokú rendelkezésre állásban és az alacsony karbantartási költségekben nyilvánul meg. „Ezt saját tapasztalatunkból is megerősíthetem. A FANUC vezérlési és meghajtási megoldásai annyira megbízhatóak – teszi hozzá Martin Hämmerle –, hogy gyakorlatilag nem volt a vezérléshez kapcsolódó leállás a gépeinken. Ezért olyan elégedettek ügyfeleink a FANUC névvel. Sokan pontosan a megbízhatóság és a világszerte elérhető támogatás miatt választották a Helitronic gépeket."
A FANUC szolgáltatásain túl a FANUC 31i -A5 CNC-vezérlő műszaki jellemzői is lenyűgözőek. A Walter összes szerszámköszörűgépén a számítógépes FANUC Panel i egységet használjuk kezelőpanelként. A Walter által kifejlesztett Window Mode és Helitronic Tool Studio elnevezésű szoftveres alkalmazások is számítógépen futtathatók. Az utóbbi alapvetően egy saját fejlesztésű Walter CAD-rendszer, amely lehetővé teszi a munkadarabok 3 dimenziós leképezését, és jelentősen megkönnyíti a programozást. „Fontos számunkra a nagy teljesítményű vezérlő számítógép és a CNC-vezérlés közötti gyors kommunikációs interfész megléte” – fejti ki véleményét Heinz Häckh, irányítástechnikai szakértő. „Ez lehetővé teszi, hogy minden programunkat DNC-módban használjuk, mivel a körvonalakat a Walter szoftvere számítja ki. Ezenkívül mindig, minden gépünkön használjuk a FANUC integrált kétcsatornás biztonsági funkcióját, a Dual Check Safety funkciót. Ez lehetővé teszi, hogy takarékoskodjunk a mechanikus alkatrészekkel, a vezetékekre fordított kiadásokkal, a szekrényhellyel, és így a költségekkel. A hatékony FANUC Servo Guide optimalizáló szoftvert is használjuk, különösen szervizelési és diagnosztikai célokra, valamint az üzembe helyezésekhez.”
Könnyű kezelhetőség és programozás
A Helitronic gépek felhasználói a FANUC-gépek különösebb ismerete nélkül is dolgozhatnak a Walter-interfésszel, ugyanakkor a gépgyártó mindent elérhetővé tett a gép alapszintű programozásához és átalakításához. A Walter a hagyományos DIN-programozást és a meglévő makrókat használja a C nyelvű végrehajtó mellett. Ez különleges funkciókat tesz elérhetővé – például azokat, amelyek a generátor, a felhasználói interfész és a CNC-program közötti kommunikációt kezelik a szikraforgácsolás közben. A tübingeni székhelyű fejlesztők a többcsatornás PMC-ket (integrált PLC-ket) is használják például az érzékelő-aktuátor szintjének eléréséhez és a rakodóeszközök irányításához.
A Helitronic gépek számtalan lehetőséget kínálnak az automatizálásra. Ezért a Helitronic Mini Power, a Helitronic Power és a Helitronic Vision gépeken különféle betöltési lehetőségek állnak rendelkezésre az automatikus munkadarab-ellátáshoz – a szerszám-köszörülési műveletek esetén ezek szerszámnak minősülnek. A választékban az alapszintű Eco betöltőtől kezdve a tárcsabetöltőn keresztül a több mint 500 szerszám tárolására is képes többraklapos betöltőig minden megtalálható. Ezek a közvetlenül a gépbe építhető kiegészítő lehetőségek az ügyfél követelményei szerint választhatók. Ezenkívül csiszolókorong-cserélővel felszerelt gépek is kaphatók,; ebben akár tizenkét darab csiszolókorong-készlet is elfér, ezért nagyfokú rugalmasságot biztosít a megmunkálás során. A Helitronic Micro gépben alapfelszereltség a FANUC LRMate200i B robot, a Helitronic Power és Helitronic Vision gépekben pedig választható kiegészítő. Mivel a robotokat és a CNC-t ugyanaz a vállalat gyártja, a kettő közötti kommunikáció a könnyen beszerelhető, szabványos FANUC I/O Link busz kapcsolaton keresztül valósul meg.
Nagy pontosság nanointerpoláció segítségével
A gyors vezérlési ciklusok biztosítják a szervo- és orsóvezérlést, az impulzuskódoló nagy felbontása (1 000 000 impulzus/fordulat) és a nanointerpoláció pedig a lehető legnagyobb pontosságot és felületkiképzést a megmunkálás során. Az utóbbi például a nanosimítási funkción alapul, amely a lineáris mozdulatokat automatikusan alakítja át NURBS-görbékké a vezérlőben. A nanosimítás apró lineáris lépésekben vizsgálja meg a CAD-programok segítségével létrehozott kontúrprofilokat, majd nanolépésekben görbévé simítja azokat. A folyamat végeredménye egy gyors és gördülékeny mozgás, a munkadarab felületkiképzése pedig jelentősen javul.
A FANUC szoftvere biztosítja az erősítőkbe és motorokba érkező pozícióparancsok nanolépésekben való feldolgozását. Ezért használják a Helitronic gépek az Alpha i sorozatú erősítőket és motorokat a HRV Control (High Response Vector Control) szervoszoftverrel. Ezek gyors vezérlést és rövid üzemi ciklusidőket biztosítanak. A Walter a hatékony energiahasználatnak is nagy fontosságot tulajdonít. Martin Hämmerle ezt így magyarázza: „A motorok nagyon hatékonyak, és energia-visszanyerést is biztosítanak. Az alkatrészek kis mérete is nagyra értékelendő, hiszen így kis helyet igényelnek a vezérlőszekrényben.”
A lineáris hajtás sikere
Az Alpha i sorozat motorjai mellett a Walter egyes gépekben közvetlen hajtást is használ. Heinz Häckh mutat rá ennek előnyeire: „Most már több mint tízéves tapasztalattal rendelkezünk a lineáris és nyomatékmotorok terén. Így magabiztosan garantálhatjuk vevőinknek az ilyen motorokkal felszerelt gépek kiváló minőségét hosszú távon. A kopás minimális, és a futás simább, mint más hajtóműtípusokkal. A golyósorsók kihagyásával nagyobb felbontást sikerült elérni a nagy pontosságú üvegmérőlécek segítségével. Ezenfelül a lineáris motorok azonnal alkalmazhatók oszcilláló mozgás esetén, amely a golyósorsónál egyébként túlzott kopáshoz és más problémákhoz vezetne.”
Szerszámköszörülési technika egyetlen forrásból.
A tübingeni Walter Maschinenbau GmbH az 1950-es évek óta gyárt szerszámköszörűgépeket. A Walter 1994-ben hatalmas lépést tett a Helitronic Power piaci bevezetésével. 2004 szeptembere óta a világpiaci vezető Walter Maschinenbau a Körber AG „Körber-Schleifring” nevű szerszámgéprészlegéhez tartozik. A Walter/Ewag a világ vezető piacközpontú technológiai és szolgáltató vállalata a szerszámmegmunkálás terén. A tübingeni központban 150 alkalmazott dolgozik a Walter csoport szervezési és vezetési részlegén, valamint a fejlesztési, értékesítési, prototípus-készítési, alkalmazástervezési és szolgáltató területeken. A vállalat egyetlen gyártólétesítménye a Brno melletti, Kurim nevű cseh városban található. A vállalat összesen több mint 500 embert foglalkoztat világszerte. A termékválasztékban főleg fém-, fa- és PCD-szerszámok és forgásszimmetrikus gyártási alkatrészek köszörüléséhez és koptatásához használt CNC-gépek találhatók. Ezenkívül a Walter Maschinenbau választékában megtalálható a nagy pontosságú optikai CNC-mérőgépeket tartalmazó saját termékcsaládja, melynek segítségével a forgásszimmetrikus szerszámok mérhetők és adataik rögzíthetők.
