Διπλή επεξεργασία μετάλλων: Καινοτομία στην κατασκευή

Η Gleason βασίζεται στο σύστημα CNC της Siemens SINUMERIK ONE για εργαλειομηχανές υψηλής ακρίβειας στην κατασκευή εργαλείων. Το νέο μηχάνημα γραναζιών 100HCD εντυπωσιάζει όχι μόνο με την ταχύτητα και την ακρίβειά του, αλλά και με την ενσωμάτωση μιας νέας διαδικασίας λοξότμησης.

Ανάγνωση ως PDF

Ακριβές σαν ελβετικό ρολόι

Όταν ο ωρολογοποιός Karl Lüthy ίδρυσε το εργοστάσιο μηχανών Mikron στο Biel το 1908, η εταιρεία έπαιξε βασικό ρόλο στην εκβιομηχάνιση της ελβετικής βιομηχανίας ρολογιών με τις μηχανές κοπής και τα εργαλεία της. Σήμερα, η Gleason Switzerland AG ανήκει στη διεθνή Gleason Corporation και λειτουργεί ως κέντρο ικανοτήτων για την εξόρυξη, το power skiing, τις ολοκληρωμένες διαδικασίες λοξοτομής και αφαίρεσης γραναζιών και την ακόνιση γραναζιών υψηλής ακρίβειας. Τα κεντρικά γραφεία στο Studen κοντά στη Βέρνη είναι ένα υπερσύγχρονο τεχνολογικό κέντρο για μηχανές κοπής, ηλεκτρικής σκίασης, λοξότμησης και ακονισμού γραναζιών. Επιπλέον, ενσωματώνεται μια ποικιλία δευτερογενών λύσεων μηχανικής κατεργασίας και αυτοματισμού.

Οι πελάτες περιλαμβάνουν εταιρείες από την αυτοκινητοβιομηχανία, τη ρομποτική και την αεροδιαστημική βιομηχανία, κατασκευαστές βιομηχανικών εργαλείων καθώς και μικρούς και μεγάλους κατασκευαστές συμβάσεων. «Η συναρμολόγηση των μηχανών πραγματοποιείται στο Studen», εξηγεί ο Dr.-Ing. Ο Markus Krömer, Διευθυντής Τεχνολογίας και Λογισμικού της Gleason: «Συνεργαζόμαστε με πολλές τοπικές εταιρείες καθώς και με άλλες τοποθεσίες Gleason που κατασκευάζουν μεμονωμένα εξαρτήματα για εμάς. Αυτό καθιστά την Gleason Switzerland εξαιρετικά ευέλικτη στην ικανοποίηση των απαιτήσεων των πελατών.»

Χομπίνγκ Γκλίσον SINUMERIK ONE. Το Hobbing απαιτεί την υψηλότερη ακρίβεια. Η Gleason Ελβετία χρησιμοποιεί το SINUMERIK ONE για όλους τους τύπους μηχανών.

Καινοτόμος συνδυασμός

Τα μηχανήματα από το Bernese Seeland είναι δημοφιλή: Το 2019, η Gleason παρέδωσε το χιλιοστό μηχάνημα της γνωστής σειράς P90. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αφαίρεσης, δημιουργούνται ανεπιθύμητες γρατζουνιές από μετατόπιση υλικού που πρέπει να αφαιρεθεί. Μέσω της διαδικασίας κοπής λοξότμησης, αυτές οι αιχμηρές ραβδώσεις αφαιρούνται εντελώς. Ο Δρ Krömer εξηγεί χρησιμοποιώντας το παράδειγμα των ηλεκτρικών κινητήρων γιατί αυτό είναι σημαντικό: «Οι σύγχρονοι κινητήρες γίνονται όλο και πιο αθόρυβοι, οι μεμονωμένες ενοχλητικές συχνότητες ξεχωρίζουν. Για να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις, χρησιμοποιούνται ειδικές διαδικασίες σκληρού φινιρίσματος που μπορούν να επηρεαστούν από τα εξαρτήματα με κακή λοξότμηση.»

Με την «Ακτινική λοξότμηση», η Gleason ενσωματώνει μια καθολική διαδικασία κοπής λοξότμησης απευθείας στη μηχανή κοπής ή στη μηχανή κοπής ηλεκτρικής κοπής. Αυτή η καινοτομία του κλάδου όχι μόνο εξοικονομεί χρόνο και χώρο, αλλά μειώνει επίσης την προσπάθεια εργασίας και το κόστος που προκύπτει από τη μετάβαση σε άλλα μηχανήματα. Αυτό είναι ενδιαφέρον για τους κατασκευαστές εργαλείων κάθε είδους, εξηγεί ο Δρ Krömer: «Η όλη διαδικασία κατασκευής επιταχύνεται και η αποδοτικότητα παραγωγής αυξάνεται. Χάρη στα προσιτά εργαλεία λοξότμησης που χρησιμοποιούνται σε αυτή τη διαδικασία, η καινοτόμος μέθοδος έχει νόημα και για μικρές σειρές.»

Πλεονεκτήματα του ψηφιακού μετασχηματισμού

«Ειδικά στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, οι απαιτήσεις αυξάνονται συνεχώς», λέει ο Δρ Krömer: «Με ένα τυπικό γρανάζι, επιτυγχάνουμε τώρα μια απόκλιση πέντε έως δέκα μικρομέτρων στις πλευρές των δοντιών - το ένα δέκατο της ανθρώπινης τρίχας». Η Gleason βασίζεται στην τελευταία γενιά ελέγχου CNC SINUMERIK ONE. «Ο έλεγχος προσφέρει μια λειτουργία ζεύξης για εργαλείο και τεμάχιο εργασίας. Αυτό το λεγόμενο ηλεκτρονικό εργαλείο είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό ποιότητας για εμάς», τονίζει ο Krömer. Στη νέα μηχανή κοπής και λοξότμησης 100HCD, πρέπει να ελέγχονται συνολικά 18 άξονες. Αυτό γίνεται με σερβοκινητήρες Siemens Simotics. «Για να ελέγχονται οι παραμικρές αποκλίσεις στην ταχύτητα ή τη θέση, οι περιστροφικοί άξονες που καθορίζουν τη διαδικασία για το εργαλείο και το τεμάχιο εργασίας είναι εξοπλισμένοι με άμεσους κινητήρες. Αυτό αποφεύγει τις ανακρίβειες που προκαλούνται από ιμάντες ή γρανάζια.

Με το SINUMERIK ONE, η Siemens οδηγεί τον ψηφιακό μετασχηματισμό της βιομηχανίας εργαλειομηχανών. Όλες οι διαδικασίες ανάπτυξης μπορούν να χαρτογραφηθούν πλήρως ψηφιακά με το εικονικό δίδυμο «Create My Virtual Machine». Αυτό μειώνει σημαντικά την ανάπτυξη προϊόντων και τους χρόνους εισαγωγής στην αγορά για νέα μηχανήματα και προσφέρει ευελιξία: «Το λογισμικό για τη σειρά 100H προετοιμάστηκε από έναν υπάλληλο στο γραφείο του σπιτιού - το ψηφιακό δίδυμο το έκανε δυνατό», εξηγεί ο Δρ Krömer.

Χρόνια εμπιστοσύνης ως θεμέλιο

Στο Studen, αποκλειστικά τα χειριστήρια της Siemens έχουν χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, λέει ο Δρ Krömer. «Πρόσφατα, μετατρέψαμε τα χειριστήρια CNC όλων των μηχανών σε SINUMERIK ONE. Συνεργαζόμαστε με τη Siemens εδώ και δεκαετίες. Τα χειριστήρια της Siemens προσφέρουν όλα όσα χρειαζόμαστε και είναι διαθέσιμα σε όλο τον κόσμο, αυτό είναι σημαντικό για εμάς.» Η μετατροπή των ελέγχων παράλληλα με την καθημερινή επιχείρηση ήταν μια μεγάλη πρόκληση, λέει ο Krömer, ο οποίος απέκτησε το διδακτορικό του στη μηχανολογία στο Πανεπιστήμιο του Άαχεν. «Η Siemens μας υποστήριξε όχι μόνο στο σχεδιασμό των εξαρτημάτων κίνησης και ελέγχου, αλλά και κατά τη φάση υλοποίησης με έναν υπάλληλο εξυπηρέτησης πελατών, κάτι που εκτιμούσαμε ιδιαίτερα.»

Με τη μετατροπή του ελέγχου, εφαρμόστηκε επίσης ο τελευταίος κανονισμός μηχανημάτων της ΕΕ. Αυτό όχι μόνο εξασφαλίζει την προστασία των εργαζομένων, αλλά και ενσωματώνει σταθερά την ασφάλεια OT (επιχειρησιακή τεχνολογία) στο μηχάνημα. Τώρα κάθε άτομο χρειάζεται ένα προσωπικό κλειδί με κωδικό πρόσβασης για να λειτουργήσει ένα μηχάνημα. Ωστόσο, είναι σημαντικό τα μηχανήματα να μπορούν να λειτουργούν απλά και διαισθητικά παρά τα υψηλά πρότυπα ασφαλείας, τονίζει ο Δρ Krömer. Μετά την εισαγωγή των δεδομένων τεμαχίου εργασίας και των παραμέτρων κατεργασίας μέσω της διεπαφής χρήστη GEMS «Gleason Engineering and Manufacturing System» που αναπτύχθηκε από την Gleason στον πίνακα ελέγχου, ο έλεγχος CNC δημιουργεί τον κωδικό για την κατασκευή από αυτές τις πληροφορίες.

Μετρήστε, αναλύστε, αποθηκεύστε

Με τις εργαλειομηχανές, η κατανάλωση ενέργειας έρχεται όλο και περισσότερο στο επίκεντρο. Ο Rolf Leutwyler, Διευθυντής Προϊόντων και Τεχνικός Σύμβουλος της Siemens, δήλωσε: «Με τη λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας Ctrl-E, οι χειριστές μηχανημάτων έχουν πάντα υπόψη την κατανάλωση ενέργειας και την ανάκτηση ενέργειας μέσω των διαδικασιών πέδησης. Οι πληροφορίες αυτές αποτελούν τη βάση για μέτρα εξοικονόμησης ενέργειας και, συνεπώς, για μια καλύτερη ισορροπία CO2 στη μεταποίηση.»

Ωστόσο, τα μηχανήματα του Gleason είναι οικονομικά ούτως ή άλλως, ο Δρ Krömer θέτει σε προοπτική: «Κατά τη λειτουργία, το 100H καταναλώνει κατά μέσο όρο 6.000 watt, το μέγιστο φορτίο είναι 13.000 watt. Αυτό δεν είναι πολύ για μια τέτοια μηχανή. Ακόμη και όταν οι γρήγοροι χρόνοι κύκλου ή οι ισχυρές ροπές είναι καθοριστικές για την εφαρμογή, μεταβαίνει αμέσως σε λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας όταν η χρήση είναι χαμηλή.» Εκτός από τη χρήση αποδοτικών κινητήρων ή/και λαμπτήρων LED εξοικονόμησης ενέργειας, η Gleason δίνει μεγάλη σημασία στη σωστή διαστασιολόγηση των εξαρτημάτων για την αποφυγή άσκοπης σπατάλης πόρων. Και το γεγονός ότι η Gleason Switzerland βασίζεται αποκλειστικά στη Siemens για χειριστήρια και κινητήρες εξασφαλίζει επίσης λιτές αποθήκες ανταλλακτικών. Αυτό σημαίνει ότι λιγότερα εξαρτήματα πρέπει να μεταφέρονται εξπρές σε όλο τον κόσμο - ένα άλλο πλεονέκτημα για το κλίμα.

Η ακτινική λοξότμηση είναι ένας γρήγορος και οικονομικός τρόπος για την λοξότμηση γραναζιών κάθε είδους.

Τεχνολογία εν συντομία

Το Simatic PLC S7-1500 ενσωματωμένο στο SINUMERIK ONE είναι ιδανικά κατάλληλο για αυτοματισμό χάρη στην απόδοσή του. Ο έλεγχος CNC επιτρέπει τον έλεγχο έως και 31 αξόνων σε 10 κανάλια κατεργασίας. Αναπόσπαστο μέρος του CNC είναι ένα ψηφιακό δίδυμο «Δημιουργήστε την εικονική μηχανή μου». Οι σερβοκινητήρες SIMOTICS είναι συμπαγείς και εξαιρετικά δυναμικοί σύγχρονοι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη για ευρεία χρήση σε βιομηχανικά περιβάλλοντα. Χαρακτηρίζονται από υψηλή πυκνότητα ισχύος και ικανότητα υπερφόρτωσης.

Στην αναφορά χρήστη (PDF)

Gleason Ελβετία ΑΕ

Η Gleason Switzerland AG ιδρύθηκε αρχικά το 1900 ως Mikron AG στο Biel. Ως θυγατρική της Gleason Corporation με έδρα το Ρότσεστερ της Νέας Υόρκης των ΗΠΑ, λειτουργεί πλέον ως κέντρο ικανότητας για την κατασκευή εργαλείων με χρήση διεργασιών κοπής, ηλεκτρικής σκίασης, λοξότμησης, ακονισμού γραναζιών και ενσωματώνει διάφορες επιλογές αυτοματισμού.