Доступ до навігації

Професійні шліфувальні верстати швейцарського виробника працюють під керуванням контролерів і приводів FANUC

Завдання. Швейцарська компанія з виготовлення інструментів J. Schneeberger Maschinen AG пропонує широкий вибір шліфувальних верстатів для різних типів обробки інструменту. Щоб створити верстат із прямими приводами, наприклад із можливістю нахилу заготовки за високої частоти обертання, компанії потрібно було залучити до роботи експертів у сфері контролерів і приводів.

Рішення. Спеціалісти Schneeberger об’єднали зусилля з експертами FANUC – давнього партнера з постачання приводів і систем керування. Компанія FANUC пропонує широкий асортимент лінійних приводів, які ідеально підходять для подібних задач, тому вона змогла надати необхідну підтримку в розробці нового рішення. 

Результат. Новий верстат, оснащений приводами й контролером ЧПК серії 31i-B5 від FANUC, а також програмним забезпеченням HCC (High-speed Cycle Cutting – швидкісне циклічне різання), виконує стандартні сценарії обробки з високою точністю й рівномірністю.    

 

 

 

Інноваційний підхід до кожної деталі

Schneeberger забезпечує більшу щільність у завданнях із шліфування інструменту

Компанія J. Schneeberger Maschinen AG має в асортименті дев’ять верстатів, які виконують по-справжньому ефективне шліфування інструментів. Серед них, наприклад, компактний NGC. Висока якість забезпечується, зокрема, такими компонентами, як 3D-датчик власної розробки, який із легкістю встановлюється на будь-які верстати Schneeberger. У питаннях контролерів і приводів уже багато років технічним інженерам Schneeberger допомагає надійний партнер – FANUC.

Різальні інструменти для метало- й деревообробки можуть бути найрізноманітнішими: від маленьких індексованих пластин для різання профілів до великих прошивальних і зуборізних верстатів. Ураховуючи різноманіття геометрії, не кажучи вже про величезну кількість різних типів матеріалів заготовок і шліфувальних дисків, вимоги до верстатів для шліфування інструменту стають щодалі жорсткішими, і це стосується як виробництва, так і переточування. Досвідчений виробник верстатів, компанія J. Schneeberger Maschinen AG зі швейцарського міста Роггвіл сприймає таку ситуацію як стимул до власного розвитку і створення ще більш вражаючих інноваційних рішень.

Отже кожного року ми стаємо свідками новинок. Наприклад, два роки тому на виставці EMO компанія Schneeberger представила верстат NGM Tap, який дозволяє виготовляти різьбові інструменти в єдиному положенні. У ньому передбачено шість осей, і п’ять із них мають прямий привод. Одна з особливостей верстата – можливість нахилу заготовки за високої частоти обертання. Д-р Гартмут Рюль, голова відділу ПЗ та електроніки, пояснює: «Лінійні приводи ідеально підходять для забезпечення нахилу. Вони дозволяють виконувати маленькі, високодинамічні рухи та мають майже довічний термін служби». Система прямих приводів для швидкого нахилу вже довела свою ефективність у шліфувальному верстаті Gemini GHP, який було випущено рік тому. Однак у такому верстаті, коли шліфуються черв’ячні фрези, нахиляється шліфувальний диск, оскільки він має меншу масу. У випадку різьбових інструментів ситуація інакша – шліфувальний диск тут зазвичай становить 300 мм у діаметрі, і він досить важкий. Ось чому в Schneeberger вирішили нахиляти саме заготовку.

У розробці верстатів із прямими приводами приймала участь компанія FANUC – давній партнер Schneeberger в області контролерів і приводів.

За словами Гартмута Рюля, його компанія успішно співпрацює з FANUC із 1990 року: «У жодного іншого світового виробника контролерів ми не бачили такого рівня організації роботи. А з точки зору якості та надійності продукції – це справді найкращий вибір».

Ідеальне рішення для обробки з нахилом

Якщо мова йде про рухи нахилу, у Schneeberger не бачать жодної альтернативи лінійним двигунам. Гартмут Рюль пояснює докладніше: «Забезпечити маятниковий рух з інтервалом 5 мм і частотою 15 Гц можна тільки за використання лінійного приводу. При цьому для програмування таких рухів використовується не G-Code, а таблиця даних, яка перетворюється на команди для верстата за допомогою спеціального програмного забезпечення FANUC під назвою HCC».

Завдяки ПЗ HCC (High-speed Cycle Cutting – швидкісне циклічне різання), яким FANUC оснащує висококласні системи ЧПК серій 30i та 31i, стандартні сценарії обробки виконуються з недосяжною в інших процесах точністю й рівномірністю. Базова схема проста: для кожної осі руху складається таблиця з даними для програмування відносних рухів за цією віссю з певним інтервалом (наприклад, 1 мілісекунда).

Мала площа основи, надзвичайно велика робоча зона

Модель NGC, яку компанія Schneeberger випустила в минулому році, стала першою в новому поколінні універсальних і надзвичайно компактних шліфувальних верстатів. Вона підходить для обробки стандартних інструментів, як-от торцеві, радіусні й профільні фрези, високопродуктивні свердла, розширювачі, профільні токарні пластини з високоміцної сталі, карбіду та кермету. Передбачено спеціальне програмне забезпечення, шліфувальні процеси та системи фіксації для заточування зубців, фасонних фрез, клинків абразивних інструментів і конічних шестерень. Верстат дає можливість виконувати шліфування під час виготовлення ріжучих деталей для роботи з папером, продуктами харчування, пластиком, а також обробляти заготовки у формі дисків зі спеціальною фіксацією та автоматичним завантаженням.

«На ринку зараз є попит на максимально компактні верстати з відносно довгими відстанями переміщення», – пояснює Гартмут Рюль. За його словами, досягти необхідного балансу вдалося в моделі NGC. Цей верстат із п’ятьма осями забезпечує повноцінну обробку інструментів (на торцевій та лицевих поверхнях) з довжиною різання до 300 мм. Припустимий діаметр заготовки – до 300 мм, довжина – до 500 мм. І хоча NGC та NGM Tap вважаються відносно невеликими верстатами, Schneeberger постачає їх разом із пристроєм для зміни шліфувальних дисків і комплектом із семи дисків.

Перехід до систем керування нового покоління

Усі свої верстати вищого цінового сегмента, серед яких також NGM Tap і NGC, Schneeberger оснащує контролерами ЧПК FANUC серії 31i-B5, які ідеально підходять для обробки за п’ятьма осями, – у поєднанні з інтегрованим промисловим ПК «Panel i». Він підключається до контролера ЧПК через швидкісний інтерфейс HSSB. Це дозволяє спеціалістам із шліфування працювати у власному програмному забезпеченні Quinto з настроюваним інтерфейсом.

В усіх інших верстатах Schneeberger уже також запроваджено нові системи керування серії Model B від FANUC. Для більш примітивних застосувань із точки зору програмування попередню модель ЧПК Power Mate було замінено на FANUC 35i-B без підтримки ПК. Гартмут Рюль підкреслює, що термін «примітивний» стосується не рівня точності, а вимог до програмування: «черв’ячні фрези на цих верстатах можна переточувати з якістю ААА. Це досить складне завдання, яке, однак, потребує застосування тільки 10 з 20 параметрів і яке можна одразу виконати на верстаті».

Пан Рюль, як спеціаліст із систем контролювання, також звертає увагу на новий компактний контролер ЧПК FANUC 0i-F: «Це може стати додатковим альтернативним рішенням у нижньому ціновому сегменті, де ми пропонуємо шліфувальні верстати з невеликою кількістю осей, які не потребують наявності кількох каналів». Разом із моделлю 0i-F світовий лідер у виробництві ЧПК представив на виставці AMB 2014 у Європі й свою нову концепцію тісної інтеграції. Її суть у тому, що всі контролери ЧПК FANUC виготовляються за єдиним стандартом і передбачають однотипні процедури керування. Це означає, що обидві моделі – 31i-B5 і 0i-F – працюють із тими самими периферійними компонентами (сервопідсилювач, блоки введення-виведення тощо) і мають однакові корпуси. Є тільки відмінність у програмному забезпеченні.

Точне вимірювання у верстаті зберігає час

У всіх лінійках і поколіннях верстатів Schneeberger реалізовано ще одне інноваційне рішення: 3D-датчик власної розробки. Гартмут Рюль пояснює причину для цього вдосконалення: «Верстати стають усе більш точними та швидкими, і можливості вбудованого датчика мають бути на тому ж рівні. Щоб мати змогу запропонувати клієнтам оптимальне рішення, ми розробили 3D-датчик, який на 100 відсотків відповідає сучасним вимогам».

Датчик Schneeberger Zenon відповідає найвищим стандартам точності завдяки застосуванню напівпровідникових тензометрів (ScSG). Інженер-прикладник Антоніо Грассо, відповідальний за розробку, пояснює: «Цей метод використовується найвідомішими компаніями на ринку технологій тактильного 3D-вимірювання. Він дозволяє нам отримати відмінні результати». При цьому забезпечується високий рівень повторюваності, який зберігається навіть після кілька мільйонів вимірювань, і виключається так звана «перемінність реакції», властива кінематичному вимірюванню.

Антоніо Грассо додає: «Завдяки застосуванню датчиків Zenon наші верстати з лінійними двигунами, відомі своєю дуже жорсткою конструкцією, демонструють рівень точності, який важко перевершити навіть за використання зовнішніх координатно-вимірювальних машин. Ми довели це, виконавши паралельне вимірювання. Наш поточний рівень точності – менш ніж до одного мікрона, і це ще не фінальне значення, адже ми намагаємось досягти стабільного вимірювання з точністю до 0,5 µм».

Головна перевага інтегрованого датчика такого типу для користувача – це економія часу, оскільки зникає необхідність у переналагодженні між завданнями вимірювання та шліфування. Коли мова йде про великі інструменти, як-от черв’ячні або навіть зернисті фрези вагою до тонни, кожна секунда має значення. «У таких випадках одне лише налаштування може займати до 30 хвилин», – пояснює Гартмут Рюль.

Однак із точки зору контролю якості вбудований у верстат датчик не замінить вимірювальну машину, оскільки, наприклад, він не зможе виявити помилку в разі невірного налаштування. При цьому Антоніо Грассо наголошує: «Користувач, безсумнівно, виграє, якщо в нього є можливість оцінювати виробничий процес і контролювати отримувані результати. Йому може знадобитися розмістити у вимірювальній машині лише кілька деталей, щоб підтвердити абсолютну точність».

Контролер прискорює процес фіксації показників

Під час розробки нового датчика інженер-прикладник активно співпрацював із постачальником драйверів і системи керування – компанією FANUC. У результаті вдалося прискорити безпосередньо процес фіксування показників. Це пов’язано з тим, що раніше датчик переміщувався до компонента з постійною швидкістю, і тому перед фіксуванням даних проходив певний час. У нових контролерах FANUC Model B передбачено функцію «випереджальної компенсації з пропуском», завдяки якій датчик може працювати з прискоренням. Грассо підсумовує: «Тепер той самий рівень точності досягається за значно коротший час. Ураховуючи те, що контролер ЧПК FANUC призначено для обробки, а не для вимірювання й зчитування точного положення кожну мілісекунду, – це дивовижний результат. Ми першими отримали перевагу, яка допоможе нам певною мірою конкурувати зі спеціалізованими вимірювальними машинами».

Відмінними результатами вимірювання можуть похвалитися не тільки верстати з лінійними двигунами Schneeberger Sirius і NGN Tap. Випробування на верстаті NGC також були вдалими. Крім того, датчик Zenon є зворотно сумісним, тобто за потреби користувач може з легкістю замінити свій наявний датчик Schneeberger за допомогою невеликого інтерфейсу.

 

Першопрохідники в шліфуванні інструментів

Вальтер Шнебергер заснував компанію, давши їй своє ім’я, у далекому 1923 році. Два роки потому він випустив на ринок R1 – універсальний верстат для шліфування інструментів. Утримуючи звання першопрохідця в цій сфері, у 1985 році компанія розробила й зібрала перші профілешліфувальні верстати з контролерами ЧПК. Це стало початком нової епохи високоякісних інструментів. У 1990 році в Schneeberger запровадили технологію шліфування за п’ятьма осями, а в 2003-му вийшов перший верстат із лінійними приводами – Sirius HPM. Сьогодні компанія нараховує 170 працівників і має в своєму асортименті, серед іншого, шліфувальні верстати з ЧПК Corvus, Gemini і Norma вихідною міцністю до 40 кВ. Schneeberger також пропонує лінійку Aries – економну альтернативу рішенню з п’ятьма осями для переточування. Головний офіс компанії знаходиться в Роггвілі, Швейцарія, дочірні компанії – в Німеччині, Франції, Італії, США, Китаї, і понад 20 представництв – в інших куточках світу.