Dual Metal Processing: Innovasjon i produksjon

Gleason er avhengig av Siemens CNC-system SINUMERIK ONE for maskinverktøy med høy presisjon innen girproduksjon. Den nye girmaskinen 100HCD imponerer ikke bare med sin hastighet og presisjon, men også med integrasjonen av en ny fasingsprosess.

Les som PDF

Presis som et sveitsisk urverk

Da urmaker Karl Lüthy grunnla maskinfabrikken Mikron i Biel i 1908, spilte selskapet en nøkkelrolle i industrialiseringen av den sveitsiske klokkeindustrien med sine girskjæremaskiner og verktøy. I dag tilhører Gleason Switzerland AG det internasjonale Gleason Corporation og fungerer som et kompetansesenter for hobbing, power skiving, integrerte avfasnings- og avgratingsprosesser og finpussing av gir med høy presisjon. Hovedkvarteret i Studen i nærheten av Bern er et toppmoderne teknologisenter for hobbing, power skiving, fasing og tannhoningsmaskiner. I tillegg er en rekke sekundære maskinerings- og automatiseringsløsninger integrert.

Kunder inkluderer selskaper fra bil-, robotikk- og romfartsindustrien, produsenter av industriutstyr samt små og store kontraktsprodusenter. «Montering av maskinene foregår i Studen,» forklarer Dr.-Ing. Markus Krömer, Director of Technology and Software hos Gleason: «Vi samarbeider med mange lokale selskaper så vel som andre Gleason-steder som produserer individuelle komponenter for oss. Dette gjør Gleason Sveits ekstremt fleksibel når det gjelder å møte kundenes krav.»

Hobbing Gleason SINUMERIK ONE. Hobbing krever høyeste presisjon. Gleason Sveits bruker SINUMERIK ONE for alle maskintyper.

Innovativ kombinasjon

Maskinene fra Bernese Seeland er populære: I 2019 leverte Gleason den tusende maskinen i den velkjente P90-serien. Under hobbingsprosessen opprettes uønskede grader ved materialforskyvning som må fjernes. Gjennom prosessen med å kutte avfasning fjernes disse skarpe burrene helt. Dr. Krömer forklarer ved hjelp av eksemplet med elektriske stasjoner hvorfor dette er viktig: «Moderne stasjoner blir stadig roligere, individuelle forstyrrende frekvenser skiller seg ut. For å oppfylle kravene brukes spesielle harde etterbehandlingsprosesser som kan svekkes av dårlig avfasede komponenter.»

Med «Radial Chamfering» integrerer Gleason en universell skjæreavfasningsprosess direkte i hobbing- eller kraftskivingsmaskinen. Denne bransjenyheten sparer ikke bare tid og plass, men reduserer også arbeidsinnsatsen og kostnadene som oppstår ved å bytte til andre maskiner. Dette er interessant for produsenter av gir av alle slag, forklarer Dr. Krömer: «Hele produksjonsprosessen akselereres og produksjonseffektiviteten økes. Takket være de rimelige avfasingsverktøyene som brukes i denne prosessen, er den innovative metoden også fornuftig for små serier.»

Fordeler med digital transformasjon

«Spesielt i bilsektoren øker kravene stadig,» sier Dr. Krömer: «Med et typisk utstyr oppnår vi nå et avvik på fem til maksimalt ti mikrometer på tannflankene - en tiendedel av et menneskehår.» Gleason er avhengig av den nyeste generasjonen av CNC-kontroll SINUMERIK ONE. «Kontrollen tilbyr en koblingsfunksjon for verktøy og arbeidsstykke. Dette såkalte elektroniske utstyret er en viktig kvalitetsfunksjon for oss, understreker Krömer. I den nye 100HCD-hugge- og avfasningsmaskinen må totalt 18 akser kontrolleres. Dette gjøres med Siemens Simotics servomotorer. «For å få de minste avvik i hastighet eller posisjon under kontroll, er de prosessdefinerende rotasjonsaksene for verktøy og arbeidsstykke utstyrt med direktedrift. Dette unngår unøyaktigheter forårsaket av belter eller gir.»

Med SINUMERIK ONE driver Siemens den digitale transformasjonen av maskinverktøyindustrien. Alle utviklingsprosesser kan kartlegges fullstendig digitalt med den virtuelle tvillingen «Create My Virtual Machine.» Dette reduserer produktutvikling og markedsintroduksjonstider for nye maskiner betydelig og gir fleksibilitet: «Programvaren for 100H-serien ble utarbeidet av en ansatt på hjemmekontoret — den digitale tvillingen gjorde dette mulig,» forklarer Dr. Krömer.

År med tillit som grunnlag

I Studen har utelukkende Siemens-kontroller blitt brukt i lang tid, sier Dr. Krömer. «Nylig konverterte vi CNC-kontrollene til alle maskiner til SINUMERIK ONE. Vi har samarbeidet med Siemens i flere tiår. Siemens kontroller tilbyr alt vi trenger og er tilgjengelig over hele verden; det er viktig for oss.» Å konvertere kontrollene sammen med daglig virksomhet var ganske utfordrende, sier Krömer, som tok doktorgraden i maskinteknikk ved Universitetet i Aachen. «Siemens støttet oss ikke bare i utformingen av driv- og kontrollkomponentene, men også i implementeringsfasen med en kundeservicemedarbeider, noe vi satte stor pris på.»

Med konverteringen av kontrollen ble også den nyeste EU-maskinforskriften implementert. Dette sikrer ikke bare beskyttelse av ansatte, men integrerer også OT-sikkerhet (Operational Technology) godt i maskinen. Nå trenger hver person en personlig nøkkel med passord for å betjene en maskin. Det er imidlertid viktig at maskinene kan betjenes enkelt og intuitivt til tross for høye sikkerhetsstandarder, understreker Dr. Krömer. Etter å ha lagt inn arbeidsstykkedataene og maskineringsparametrene via brukergrensesnittet GEMS «Gleason Engineering and Manufacturing System» utviklet av Gleason på kontrollpanelet, genererer CNC-kontrollen koden for produksjon fra denne informasjonen.

Mål, analyser, lagre

Med maskinverktøy kommer strømforbruket i økende grad i fokus. Rolf Leutwyler, produktsjef og teknisk konsulent hos Siemens, sier: «Med vår energisparefunksjon Ctrl-E har maskinoperatører alltid energiforbruk og energigjenvinning gjennom bremseprosesser i sikte. Denne informasjonen danner grunnlaget for energibesparende tiltak og dermed også for en bedre CO2-balanse i industrien.

Imidlertid er Gleasons maskiner uansett økonomiske, setter Dr. Krömer i perspektiv: «I drift bruker 100H i gjennomsnitt 6000 watt, maksimal belastning er 13.000 watt. Det er ikke mye for en slik maskin. Selv når raske syklustider eller sterke dreiemomenter er avgjørende for applikasjonen, går den umiddelbart over til energisparende drift når utnyttelsen er lav.» I tillegg til å bruke effektive motorer og/eller strømsparende LED-lamper, legger Gleason stor vekt på riktig dimensjonering av komponenter for å unngå unødvendig sløsing med ressurser. Og det faktum at Gleason Sveits utelukkende er avhengig av Siemens for kontroller og drev, sikrer også magre reservedelslagre. Dette betyr at færre komponenter må flyves ekspress rundt om i verden - et annet pluss for klimaet.

Radial avfasning er en rask og kostnadseffektiv måte å avfase gir av alle slag.

Teknologi i korte trekk

Simatic PLC S7-1500 integrert i SINUMERIK ONE er optimalt egnet for automatisering takket være ytelsen. CNC-kontrollen tillater kontroll av opptil 31 akser i 10 maskineringskanaler. En integrert del av CNC er en digital tvilling «Create My Virtual Machine.» SIMOTICS servomotorer er kompakte og svært dynamiske synkronmotorer med permanent magnet for bred bruk i industrielle miljøer. De er preget av høy effekttetthet og overbelastningsevne.

Til brukerrapporten (PDF)

Gleason Sveits AG

Gleason Switzerland AG ble opprinnelig grunnlagt i 1900 som Mikron AG i Biel. Som et datterselskap av Gleason Corporation med hovedkontor i Rochester, NY, USA, fungerer det nå som et kompetansesenter for girproduksjon ved hjelp av hobbing, power skiving, fasing, girhoning og integrerer ulike automatiseringsalternativer.