Dobbelt metalforarbejdning: Innovation inden for fremstilling

Gleason er afhængig af Siemens CNC-system SINUMERIK ONE til højpræcisionsmaskiner i gearfremstilling. Den nye gearmaskine 100HCD imponerer ikke kun med sin hastighed og præcision, men også med integrationen af en ny affasningsproces.

Læs som PDF

Præcis som et schweizisk urværk

Da urmageren Karl Lüthy grundlagde maskinfabrikken Mikron i Biel i 1908, spillede virksomheden en nøglerolle i industrialiseringen af den schweiziske urindustri med sine tandhjulsskæremaskiner og værktøj. I dag tilhører Gleason Switzerland AG det internationale Gleason Corporation og fungerer som et kompetencecenter inden for hobbing, power skiving, integrerede affasnings- og afgratningsprocesser samt finslibning af højpræcisionsgear. Hovedkvarteret i Studen nær Bern er et avanceret teknologicenter til hobning, power skiving, affasning og gearhonningsmaskiner. Derudover er en række sekundære bearbejdnings- og automatiseringsløsninger integreret.

Kunderne omfatter virksomheder fra bil-, robot- og rumfartsindustrien, producenter af industrielle gear samt små og store kontraktproducenter. „Samlingen af maskinerne foregår i Studen,“ forklarer Dr.-Ing. Markus Krömer, Director of Technology and Software hos Gleason: „Vi samarbejder med adskillige lokale virksomheder samt andre Gleason-lokationer, der fremstiller individuelle komponenter til os. Dette gør Gleason Schweiz ekstremt fleksibel til at imødekomme kundernes krav.“

Fugger Gleason SINUMERIK ONE. Hobbing kræver den højeste præcision. Gleason Schweiz bruger SINUMERIK ONE til alle maskintyper.

Innovativ kombination

Maskinerne fra Bernese Seeland er populære: I 2019 leverede Gleason den tusindede maskine i den velkendte P90-serie. Under hopbeprocessen skabes uønskede grader ved materialeforskydning, der skal fjernes. Gennem processen med at skære affasning fjernes disse skarpe burrer fuldstændigt. Dr. Krömer forklarer ved hjælp af eksemplet med elektriske drev, hvorfor dette er vigtigt: „Moderne drev bliver mere og mere støjsvage, individuelle forstyrrende frekvenser skiller sig ud. For at opfylde kravene anvendes specielle hårde efterbehandlingsprocesser, der kan blive forringet af dårligt afskårne komponenter.“

Med „Radial Affasning“ integrerer Gleason en universel skærefasningsproces direkte i hobe- eller power skiving-maskinen. Denne branchenyhed sparer ikke kun tid og plads, men reducerer også arbejdsindsatsen og omkostningerne, der opstår ved at skifte til andre maskiner. Dette er interessant for producenter af gear af alle slags, forklarer Dr. Krömer: „Hele fremstillingsprocessen accelereres, og produktionseffektiviteten øges. Takket være de overkommelige affasningsværktøjer, der bruges i denne proces, giver den innovative metode også mening for små serier.“

Fordele ved digital transformation

„Især i bilindustrien stiger kravene konstant,“ siger Dr. Krömer: „Med et typisk gear opnår vi nu en afvigelse på fem til maksimalt ti mikrometer på tandflankerne - en tiendedel af et menneskehår.“ Gleason er afhængig af den nyeste generation af CNC-styring SINUMERIK ONE. „Styringen tilbyder en koblingsfunktion til værktøj og emne. Dette såkaldte elektroniske gear er en vigtig kvalitetsfunktion for os,“ understreger Krömer. I den nye 100HCD-hugge- og affasningsmaskine skal der styres i alt 18 akser. Dette gøres med Siemens Simotics servomotorer. „For at få de mindste afvigelser i hastighed eller position under kontrol er de procesdefinerende rotationsakser for værktøj og emne udstyret med direkte drev. Dette undgår unøjagtigheder forårsaget af bælter eller gear.“

Med SINUMERIK ONE driver Siemens den digitale transformation af værktøjsmaskinindustrien. Alle udviklingsprocesser kan kortlægges fuldstændigt digitalt med den virtuelle tvilling „Create My Virtual Machine.“ Dette reducerer produktudvikling og markedsintroduktionstider for nye maskiner betydeligt og giver fleksibilitet: „Softwaren til 100H-serien blev udarbejdet af en medarbejder på hjemmekontoret - den digitale tvilling gjorde det muligt,“ forklarer Dr. Krömer.

Års tillid som fundament

I Studen har udelukkende Siemens-styringer været brugt i lang tid, siger Dr. Krömer. „For nylig konverterede vi CNC-styringen af alle maskiner til SINUMERIK ONE. Vi har arbejdet med Siemens i årtier. Siemens styringer tilbyder alt, hvad vi har brug for, og er tilgængelige over hele verden; det er vigtigt for os.“ At konvertere kontrollerne sammen med den daglige forretning var noget af en udfordring, siger Krömer, der fik sin doktorgrad i maskinteknik ved universitetet i Aachen. „Siemens støttede os ikke kun i designet af drev- og styringskomponenterne, men også i implementeringsfasen med en kundeservicemedarbejder, hvilket vi satte stor pris på.“

Med konverteringen af kontrollen blev den seneste EU-maskinforordning også implementeret. Dette sikrer ikke kun beskyttelsen af medarbejderne, men integrerer også OT-sikkerhed (operationel teknologi) fast i maskinen. Nu har hver person brug for en personlig nøgle med adgangskode til at betjene en maskine. Det er dog vigtigt, at maskinerne kan betjenes enkelt og intuitivt på trods af høje sikkerhedsstandarder, understreger Dr. Krömer. Efter indtastning af emnedata og bearbejdningsparametre via brugergrænsefladen GEMS „Gleason Engineering and Manufacturing System“ udviklet af Gleason på kontrolpanelet genererer CNC-styringen koden til fremstilling ud fra disse oplysninger.

Mål, analyser, gem

Med værktøjsmaskiner kommer strømforbruget i stigende grad i fokus. Rolf Leutwyler, produktchef og teknisk konsulent hos Siemens, siger: „Med vores energibesparende funktion Ctrl-E har maskinoperatører altid energiforbrug og energigenvinding gennem bremseprocesser i sigte. Disse oplysninger danner grundlag for energibesparende foranstaltninger og dermed også for en bedre CO2-balance i fremstillingssektoren.

Imidlertid er Gleasons maskiner alligevel økonomiske, sætter Dr. Krömer i perspektiv: „I drift bruger 100H i gennemsnit 6.000 watt, den maksimale belastning er 13.000 watt. Det er ikke meget for en sådan maskine. Selv når hurtige cyklustider eller stærke drejningsmomenter er afgørende for applikationen, skifter den straks til energibesparende drift, når udnyttelsen er lav.“ Ud over at bruge effektive motorer og/eller strømbesparende LED-lamper lægger Gleason stor vægt på korrekt dimensionering af komponenter for at undgå unødvendigt ressourcespild. Og det faktum, at Gleason Schweiz udelukkende er afhængig af Siemens til styring og drev, sikrer også magre reservedelslagre. Det betyder, at færre komponenter skal flyves ekspres rundt i verden - endnu et plus for klimaet.

Radial affasning er en hurtig og omkostningseffektiv måde at affære gear af alle slags på.

Teknologi i korte træk

Simatic PLC S7-1500 integreret i SINUMERIK ONE er optimalt egnet til automatisering takket være dens ydeevne. CNC-styringen tillader styring af op til 31 akser i 10 bearbejdningskanaler. En integreret del af CNC er en digital tvilling „Create My Virtual Machine.“ SIMOTICS servomotorer er kompakte og meget dynamiske synkronmotorer med permanent magnet til bred anvendelse i industrielle miljøer. De er kendetegnet ved høj effekttæthed og overbelastningsevne.

Til brugerrapporten (PDF)

Gleason Schweiz AG

Gleason Switzerland AG blev oprindeligt grundlagt i 1900 som Mikron AG i Biel. Som et datterselskab af Gleason Corporation med hovedsæde i Rochester, NY, USA, fungerer det nu som et kompetencecenter for gearfremstilling ved hjælp af hobbing, power skiving, affasning, gearhoning og integrerer forskellige automatiseringsmuligheder.