Двойна обработка на метали: иновации в производството

Gleason разчита на системата CNC на Siemens SINUMERIK ONE за високопрецизни металорежещи машини в производството на зъбни колела. Новата зъбна машина 100HCD впечатлява не само със своята скорост и прецизност, но и с интегрирането на нов процес на скосяване.

Прочетете като PDF

Прецизен като швейцарски часовник

Когато часовникарът Карл Люти основава машинната фабрика Микрон в Биел през 1908 г., компанията играе ключова роля в индустриализацията на швейцарската часовникова индустрия със своите машини и инструменти за рязане на зъбни колела. Днес Gleason Switzerland AG принадлежи към международната корпорация Gleason и функционира като компетентен център за хобинг, задвижване с мощност, интегрирани процеси на скосяване и отстраняване на бръчки и шлифоване на високопрецизни зъбни колела. Седалището в Студен близо до Берн е най-съвременен технологичен център за машини за хобинг, силово скивиране, скосване и хониране на зъбни колела. В допълнение, интегрирани са разнообразни решения за вторична обработка и автоматизация.

Клиентите включват компании от автомобилната, роботичната и космическата индустрия, производители на промишлени съоръжения, както и малки и големи договорни производители. „Сглобяването на машините се извършва в Студен“, обяснява д-р Инг. Маркус Кромер, директор на технологиите и софтуера в Gleason: „Работим с множество местни компании, както и с други локации на Gleason, които произвеждат отделни компоненти за нас. Това прави Gleason Switzerland изключително гъвкава в изпълнението на изискванията на клиентите.“

Хобинг Глисън SINUMERIK ONE. Хобингът изисква най-висока точност. Gleason Швейцария използва SINUMERIK ONE за всички типове машини.

Иновативна комбинация

Машините от Bernese Seeland са популярни: През 2019 г. Gleason достави хилядата машина от добре познатата серия P90. По време на процеса на хобинг се създават нежелани бръчки чрез изместване на материала, които трябва да бъдат отстранени. Чрез процеса на рязане на скосване тези остри бръчки се отстраняват напълно. Д-р Крьомер обяснява с примера на електрическите задвижвания защо това е важно: „Съвременните задвижвания стават все по-тихи, отделните смущаващи честоти се открояват. За да се отговори на изискванията, се използват специални твърди довършителни процеси, които могат да бъдат нарушени от лошо скосени компоненти.“

С „Радиално скосяване“, Gleason интегрира универсален процес на рязане на скосяване директно в машината за хобинг или силово скиране. Тази новост в индустрията не само спестява време и пространство, но и намалява работните усилия и разходите, които възникват при преминаването към други машини. Това е интересно за производителите на зъбни колела от всякакъв вид, обяснява д-р Кромер: „Целият производствен процес се ускорява и ефективността на производството се увеличава. Благодарение на достъпните инструменти за скосяване, използвани в този процес, иновативният метод има смисъл и за малки серии.“

Предимства на дигиталната трансформация

„Особено в автомобилния сектор изискванията непрекъснато се увеличават“, казва д-р Крьомер: „С типична предавка сега постигаме отклонение от пет до максимум десет микрометра по фланговете на зъбите - една десета от човешката коса.“ Gleason разчита на последното поколение CNC управление SINUMERIK ONE. „Управлението предлага функция за свързване на инструмента и детайла. Тази така наречена електронна предавка е важна качествена характеристика за нас „, подчертава Крьомер. В новата машина за обвиване и скосване 100HCD трябва да се контролират общо 18 оси. Това се прави със серво двигатели на Siemens Simotics. „За да се получат най-малките отклонения в скоростта или положението под контрол, определящите процеса ротационни оси за инструмента и детайла са оборудвани с директни задвижвания. Това избягва неточности, причинени от колани или зъбни колани.“

Със SINUMERIK ONE Siemens води дигиталната трансформация на металообработващата индустрия. Всички процеси на разработка могат да бъдат напълно цифрово картографирани с виртуалния близнак „Създаване на моята виртуална машина“. Това значително намалява времето за разработване на продукти и въвеждане на пазара за нови машини и носи гъвкавост: „Софтуерът за серията 100H е подготвен от служител в домашния офис - цифровият близнак направи това възможно“, обяснява д-р Крьомер.

Години на доверие като основа

В Studen отдавна се използват изключително контроли на Siemens, казва д-р Кромер. „Наскоро преобразувахме контролите с CNC на всички машини в SINUMERIK ONE. Работим със Siemens от десетилетия. Контролите на Siemens предлагат всичко, от което се нуждаем и са достъпни по целия свят; това е важно за нас.“ Преобразуването на контролите заедно с ежедневния бизнес беше доста предизвикателство, казва Крьомер, който спечели докторска степен по машиностроене в университета в Аахен. „Siemens ни подкрепи не само при проектирането на задвижващите и управляващите компоненти, но и по време на фазата на внедряване със служител за обслужване на клиенти, което много оценихме.“

С преобразуването на контрола беше приложен и най-новият регламент на ЕС за машините. Това не само гарантира защитата на служителите, но и здраво интегрира сигурността на OT (оперативна технология) в машината. Сега всеки човек се нуждае от личен ключ с парола, за да управлява машина. Важно е обаче машините да могат да се управляват просто и интуитивно въпреки високите стандарти за сигурност, подчертава д-р Крьомер. След въвеждане на данните за детайла и параметрите на обработката чрез потребителския интерфейс GEMS „Gleason Engineering and Manufacturing System“, разработен от Gleason на контролния панел, контролът с CNC генерира кода за производство от тази информация.

Измервайте, анализирайте, запазвайте

С машинните инструменти консумацията на енергия все повече се фокусира. Ролф Лойтюлер, продуктов мениджър и технически консултант в Siemens, казва: „С нашата енергоспестяваща функция Ctrl-E операторите на машини винаги имат предвид потреблението на енергия и възстановяването на енергия чрез спирачни процеси. Тази информация е основата за енергоспестяващи мерки и по този начин и за по-добър баланс на CO2 в производството.

Машините на Gleason обаче така или иначе са икономични, д-р Кромер поставя в перспектива: „При работа 100H консумира средно 6000 вата, максималното натоварване е 13 000 вата. Това не е много за такава машина. Дори когато бързите времена на цикъла или силните въртящи моменти са решаващи за приложението, то веднага преминава към енергоспестяваща работа, когато използването е ниско. В допълнение към използването на ефективни двигатели и/или енергоспестяващи LED лампи, Gleason отдава голямо значение на правилното оразмеряване на компонентите, за да се избегне ненужно губене на ресурси. А фактът, че Gleason Switzerland разчита изключително на Siemens за управление и задвижване, също гарантира слаби складове за резервни части. Това означава, че по-малко компоненти трябва да се използват експресно по целия свят - още един плюс за климата.

Радиалното скосяване е бърз и рентабилен начин за фаскане на зъбни колела от всякакъв вид.

Технологията накратко

Simatic PLC S7-1500, интегриран в SINUMERIK ONE, е оптимално подходящ за автоматизация благодарение на своята производителност. Управлението с CNC позволява управление на до 31 оси в 10 обработващи канала. Неразделна част от CNC е дигиталният близнак „Създаване на моята виртуална машина“. Серво моторите SIMOTICS са компактни и високодинамични синхронни двигатели с постоянен магнит за широко използване в промишлени среди. Те се характеризират с висока плътност на мощността и способност за претоварване.

Към потребителския доклад (PDF)

Глисън Швейцария AG

Gleason Switzerland AG е основана първоначално през 1900 г. като Mikron AG в Биел. Като дъщерно дружество на Gleason Corporation със седалище в Рочестър, Ню Йорк, САЩ, сега тя функционира като компетентен център за производство на зъбни колела, използвайки процеси на хобинг, скосване, хониране на зъбни колела и интегрира различни опции за автоматизация.