Visokozmogljiva tehnologija CNC za visokozmogljiva kolesa

Pozicija drogov pri strojni obdelavi

BBS Motorsport se zanaša na centre za struženje in rezkanje s krmilji FANUC

Pri strojni obdelavi litih in kovanih surovcev v kolesa za dirkalnike Formula 1 in druga dirkalna vozila poteka tekma s časom. Vrhunski proizvajalec BBS Motorsport dosega izjemne rezultate s strojno obdelavo, ki vključuje centre strojne obdelave Matsuura. Želeno tehnologijo krmilj in pogonov proizvaja vodilni na svetovnem tržišču, družba FANUC.

Ni težko opaziti, da goji Roman Müller, generalni direktor družbe BBS Motorsport GmbH, veliko strast do avtomobilističnega športa. Z navdušenjem opisuje kolesa iz lahke zlitine, ki jih razvija in proizvaja njegovo podjetje, ter o uspehih, ki so bili doseženi s pomočjo koles BBS v 40 letih v vseh razredih dirkalnih športov. Primer: vsa svetovna prvenstva, ki jih je Michael Schuhmacher osvojil za Ferrari, so bila osvojena s kolesi BBS.

Zato ni presenečenje, da postavlja Roman Müller tako visoke standarde zase in za svojo izkušeno ekipo: »S sodelovanjem z vodilnimi dirkalnimi ekipami želimo razviti najboljša kolesa iz lahke zlitine na svetu, ki bodo zagotavljala odločilno prednost ene stotinke sekunde.«

Že 40 let uspešen partner v športu avtomobilističnega dirkanja

V zgodovini podjetja so se zgodile številne razvojne izboljšave. Že leta 1972 je podjetje BBS (ustanovljeno je bilo leta 1970) začelo proizvajati tridelna kolesa, sestavljena iz osrednjega vozlišča ter zunanjega in notranjega platišča. Slednja so na zalogo na voljo v različnih velikostih, vnaprej opremljeno vozlišče pa se v kratkem času prilagodi na določena vozila. S pomočjo modularnega sistema je mogoče ustvariti veliko različic, kar zadeva širino, odmik in premer platišča. »Takšno posamezno kolo je dokončano v enem tednu,« pravi Roman Müller, »in stranka se lahko v svojem športnem vozilu zapelje po dirkališču«.

Tridelna kolesa ostajajo priljubljena, toda danes prevladujejo enodelna kolesa iz lahke zlitine, ki so ulita ali kovana v enem trdnem kosu. Združujejo nizko težo posebnih zlitin z največjo stabilnostjo, brez šibkih točk, kot izpostavi Roman Müller. To se zagotovi tako, da se izvede veliko inšpekcijskih pregledov proizvodnje v obratu BBS Motorsport – prvič pred strojno obdelavo, da se zagotovi kakovost materiala v skladu s standardi. Temu sledijo meritve sredi postopka na obdelovalnih strojih in nazadnje še tridimenzionalni 100-odstotni pregled v merilni sobi.

Kar zadeva težo, togost in vzdržljivost, je BBS postavil mejnik z razvojem magnezijevega kovanega kolesa. To je bil za Romana Müllerja velik uspeh: »Na začetku devetdesetih let 20. stoletja je bil Ferrari prva dirkalna ekipa, ki je uporabljala naša magnezijeva kovana kolesa v Formuli 1. Toda danes so ta kolesa že standardna in na žalost nismo več edini proizvajalec.«

Toda BBS Motorsport odlikujejo inovacije, ki postavljajo nove standarde v strojni obdelavi, in ne le materiali. Razmerje med težo in stabilnostjo je mogoče na primer optimizirati z rezkanjem naper. Pri tem se odstranijo deli kolesa, ki niso pomembni za togost, in so torej nepomemben balast. To tehnologijo je razvilo podjetje BBS in jo danes mnogi posnemajo.

Vodilni tudi na področju strojne obdelave

Za ekonomično izvedbo tako težavnih postopkov strojne obdelave mora biti proizvajalec koles popolnoma opremljen na proizvodnem oddelku. Pri strojni obdelavi se Roman Müller zanaša na dva ključna dobavitelja: Mori Seiki dobavlja stroje za struženje in Matsuura dobavlja stroje za rezkanje. Lastnik podjetja pri teh dobaviteljih najbolj ceni visoko dolgoročno kakovost. Dobavitelj za dirkalnike pohvali tudi hitrost centrov strojne obdelave Matsuura: »Ko smo začeli z visokohitrostno strojno obdelavo leta 1999, smo preizkusili centre različnih proizvajalcev. Za naše zahteve po strojni obdelavi lahkih zlitin je stroj FX70 podjetja Matsuura dosegel daleč najboljše rezultate.«

Takrat je BBS običajno prejel nedokončane surovce, vnaprej kovane do končnih oblik, da so bili potrebni le manjši postopki rezkanja in vrtanja. Za proizvodnjo tako imenovanih surovcev skoraj dokončne oblike je bilo treba investirati v izjemno draga kovaška orodja, kar je bilo dejansko izvedljivo samo pri večjem številu enot, ki pa so pri avtomobilskem dirkanju redkost.

Zato je ekipa Romana Müllerja iskala alternative in jih našla v visokohitrostni strojni obdelavi surovcev, kovanih v obliki diska. S pomočjo strojev za struženje in rezkanje je te mogoče spremeniti v poljubno obliko, specifično za stranke z lastnimi oblikovnimi elementi. Roman Müller pojasnjuje: »Z naložbo v drag model za kovanje se stranke zavežejo za več let. S 5-osnimi stroji za rezkanje smo pridobili fleksibilnost in lahko zamisli izvedemo v 2 tednih ter jih predstavimo stranki.«

Tehnologija sistemov CNC in pogonov vodilnega proizvajalca na svetovnem tržišču

V letih delovanja je podjetje BBS Motorsport ostalo zvesto proizvajalcu Matsuura. Vodja proizvodnje Francisco Serrano se spominja: »Že leta uporabljamo obdelovalne stroje s tehnologijo krmilj ter pogonov družbe FANUC in vedno smo bili zadovoljni. Izdelki so izjemno kakovostni, kar pomeni, da v vseh teh letih nikoli nismo imeli težav. Poleg tega je menijska struktura sistemov CNC zelo preprosta. Leta 2007 smo se odločili naročiti stroje Matsuura s krmilji FANUC CNC serije 30i-A.« Poudari tudi prednost, ki je posledica doslednosti proizvodnje proizvajalca krmilj CNC: Izkušene delavce, ki znajo delati s krmilji FANUC, je mogoče preprosto premestiti na druge stroje brez dodatnega usposabljanja. Poleg tega so zaradi manjše raznolikosti krmilj tudi stroški usposabljanja manjši in pojavlja se manj napak.

Operaterji strojev so odgovorni predvsem za programe NC. Pri tem imajo podporo organizatorjev dela, ki uporabljajo zunanji sistem CAD/CAM, zlasti za oblikovne elemente dovršenih oblik. Delavci za to prejmejo popolne podpostopke, ki jih združijo z lastnimi cikli vrtanja in struženja, ki sestavljajo glavne programe. Poleg tega delavci integrirajo potrebne programe merjenja za pregled v postopku. To je slišati zapleteno, toda s programsko opremo za programiranje FANUC Manual Guide i je upravljanje preprosto. Programska oprema združuje dva svetova programiranja, tako da po eni strani omogoča priročno programiranje pogovornih oken in po drugi strani podporno programiranje v DIN ISO ali z makri. Tako lahko vsak uporabnik – odvisno od zahtev in svojega znanja – izbere optimalno metodo programiranja. Še več, različne metode je mogoče brez težav vzajemno kombinirati. Obstoječe programe DIN ISO je mogoče preprosto vstaviti in nadalje urejati.

Priročne funkcije CNC

Pri strojni obdelavi koles podjetje BBS Motorsport išče pravo razmerje med hitrimi procesi in visokokakovostno površinsko obdelavo. Podporo pri tem zagotavljajo krmilja FANUC CNC serije 30i-A, s katerimi so opremljeni centri za strojno obdelavo Matsuura MAM72-63V ki so optimalno opremljena za visokohitrostno (HSC) in petosno strojno obdelavo. To pomeni, da je strojna obdelava zelo hitra, poleg tega pa so na voljo številne funkcije programske opreme za petosno strojno obdelavo, za največji izkoristek obstoječih zmogljivosti stroja. Za visokohitrostno uporabo ponuja samodejni krmilni sistem podajanja AICC. Pod tem izrazom – AICC pomeni Artifical Intelligence Contour Control – FANUC ponuja združene funkcije za optimizacijo pospeševanja in zaviranja ter samodejnega prilagajanja hitrosti za strojno obdelavo pod kotom ali segmentov kroga. Funkcija AICC do neke mere torej prevzema napredno krmilje z zagotavljanjem, da lahko orodje sledi predpisani poti z visoko stopnjo konturne natančnosti.

To je prednost pri delu z oblikovalskimi študijami, ki ji je težko izvesti, kot pojasnjuje vodja proizvodnje Francisco Serrano: »Pred kratkim smo morali slediti poti izvrtin, pri katerih se je premer začel pri 0,4 mm in se povečeval. Tudi pri zelo majhnih premerih so morali biti robovi ostri, zaradi česar je bila potrebna zapletena strojna obdelava med rezkanjem. Z orodjem Matsuura s krmiljem FANUC smo lahko dosegli popoln uspeh.«

Na splošno poskuša proizvodna ekipa BBS uporabiti hitrosti obratov do 27.000 min^–1 pri strojni obdelavi lahkih zlitin. Sistem za aluminij uporablja hitrosti podajanja od 8 do 10 m/s, za magnezij od 12 do 14 m/s – za dovod 5 mm. Za preprosto nastavitev parametrov BBS uporablja funkcijo stanja stopnje strojne obdelave, ki jo zagotavlja FANUC CNC 30i-A, kar omogoča uporabniku, da pretehta dejavnike natančnosti, hitrosti in površinske obdelave. Krmilje nato neodvisno sestavi optimalni nabor parametrov. Pri tem izrabi tudi zmogljivost krmilja za obdelavo krivulj in optimizacijo kakovosti površinske obdelave s funkcijo Nano Smoothing 2. Francisco Serrano: »Skupaj s tehniki za aplikacije pri podjetju Matsuura smo opredelili želene podatke za rezanje in površinsko obdelavo ter jih s pomočjo te funkcije nastavili na vseh strojih. To zagotavlja stalno dobre rezultate strojne obdelave.«

Ceni tudi izjemno veliko razpoložljivost vseh sestavnih delov FANUC: »V preteklih 12 letih smo storitve za stranke FANUC uporabili samo štirikrat. Pri tem smo enkrat potrebovali pomoč zaradi lastne napake, dvakrat zaradi obrabe materialov in samo enkrat zaradi okvarjene dostopne kartice. Vodja proizvodnje naredi takšen zaključek: »Čeprav so v končni fazi odločilnega pomena stroji in njihovo delovanje, imamo tako dobre izkušnje s krmilji in pogoni FANUC, da so ti sestavni deli postali dejavniki pri odločanju za nakup obdelovalnih strojev.«

Kolesa za mednarodni dirkalni šport

Formula 1, IndyCar, 24-urna dirka, reliji ali serija dirk za osvajanje trofej po znamkah – številne tekmovalne ekipe se zanašajo na več kot 40 let izkušenj pri razvoju in proizvodnji visokokakovostnih modelov koles, narejenih iz aluminija ali magnezija, ki jih zagotavlja BBS Motorsport. Strokovnjaki, ki so se nedavno preselili v Haslach i. K., zagotavljajo popolnoma skovana ali večdelna kolesa, ki so najbolj aerodinamična pri najmanjši teži in zagotavljajo idealno togost. Podjetje, ki ima trenutno 26 zaposlenih, lahko v enem letu izdela okoli 12.000 koles iz lahke zlitine. Poleg dirkalnih ekip so med najpomembnejšimi strankami še zasebni motoristi. V skupnem številu te stranke podajo okoli 40 % vseh naročil. Po obdobju, ki je predstavljalo gospodarski izziv zaradi nastale insolventnosti prvotnega starševskega podjetja, je uspešna ekipa BBS Motorsport začela znova kot samostojno podjetje (nemški GmbH) leta 2012. Glavni delničar je japonsko podjetje, ki je leta izvažalo kovana kolesa BBS na azijske trge.