Двойная обработка металлов: инновации в производстве

Gleason использует систему ЧПУ Siemens SINUMERIK ONE для высокоточных станков при производстве зубчатых колес. Новый зубчатый станок 100HCD впечатляет не только своей скоростью и точностью, но и интеграцией нового процесса снятия фаски.

Прочитать в формате PDF

Точный, как швейцарский часовой механизм

Когда часовой мастер Карл Люти основал машиностроительный завод Mikron в Биле в 1908 году, компания сыграла ключевую роль в индустриализации швейцарской часовой промышленности, выпустив зуборезные станки и инструменты. Сегодня компания Gleason Switzerland AG входит в международную корпорацию Gleason и является компетентным центром в области фрезерной обработки, механической резки, интегрированных процессов снятия фасок и заусенцев, а также хонингования высокоточных зубчатых колес. Штаб-квартира в Студене недалеко от Берна представляет собой современный технологический центр для фрезерных станков, станков для шлифовки фрезерных станков, станков для снятия фасок и хонингования зубчатых колес. Кроме того, интегрированы различные решения по вторичной обработке и автоматизации.

Среди клиентов компании из автомобильной, робототехнической и аэрокосмической промышленности, производители промышленных зубчатых колес, а также малые и крупные контрактные производители. «Сборка машин происходит в Студене», — объясняет д-р инж. Маркус Кромер, директор по технологиям и программному обеспечению компании Gleason: «Мы работаем со многими местными компаниями, а также с другими филиалами Gleason, которые производят для нас отдельные компоненты. Это делает компанию Gleason Switzerland чрезвычайно гибкой в удовлетворении требований клиентов».

Руководство пользователя Сименс Глисон 3

Хоббинг Глисон SINUMERIK ONE. Фрезерная обработка требует высочайшей точности. Компания Gleason Switzerland использует SINUMERIK ONE для всех типов машин.

Инновационная комбинация

Машины из Бернского Зееланда пользуются популярностью: в 2019 году компания Gleason поставила тысячную машину известной серии P90. В процессе фрезерования в результате смещения материала образуются нежелательные заусенцы, которые необходимо удалить. В процессе резки и снятия фаски эти острые заусенцы полностью удаляются. Доктор Кремер объясняет на примере электроприводов, почему это важно: «Современные приводы становятся все тише, выделяются отдельные мешающие частоты. Для выполнения этих требований используются специальные процессы твердой отделки, которые могут быть нарушены из-за плохо обработанных фасок деталей».

Благодаря технологии «Радиальная обработка фаски» компания Gleason интегрирует универсальный процесс резки фаски непосредственно в фрезерный станок или станок для шлифования с электроприводом. Эта отраслевая новинка не только экономит время и пространство, но и снижает трудозатраты и затраты, связанные с переходом на другие машины. Это интересно для производителей всевозможных зубчатых колес, объясняет доктор Кремер: «Весь производственный процесс ускоряется, а эффективность производства повышается. Благодаря доступным инструментам для снятия фаски, используемым в этом процессе, инновационный метод также подходит для небольших серий».

Преимущества цифровой трансформации

«Требования постоянно растут, особенно в автомобильном секторе, — говорит доктор Кремер. — Теперь при использовании обычной зубчатой передачи отклонение на боковых сторонах зубов составляет от пяти до десяти микрометров, что составляет одну десятую часть человеческого волоса». Gleason использует систему управления с ЧПУ SINUMERIK ONE последнего поколения. «Система управления обеспечивает функцию соединения инструмента и заготовки. Это так называемое электронное оборудование является для нас важным качеством», — подчеркивает Кромер. В новом фрезерно-фрезерном станке 100HCD необходимо управлять в общей сложности 18 осями. Это делается с помощью серводвигателей Siemens Simotics. «Чтобы контролировать малейшие отклонения скорости или положения, определяющие процесс поворотные оси инструмента и заготовки оснащены прямыми приводами. Это позволяет избежать неточностей, вызванных ремнями или шестернями».

С помощью SINUMERIK ONE компания Siemens способствует цифровой трансформации станкостроительной промышленности. Все процессы разработки могут быть полностью отображены в цифровом виде с помощью виртуального двойника «Create My Virtual Machine». Это значительно сокращает время разработки и вывода на рынок новых машин, а также обеспечивает гибкость: «Программное обеспечение для серии 100H было подготовлено сотрудником домашнего офиса — цифровой двойник сделал это возможным», — объясняет доктор Кремер.

Многолетнее доверие как основа

Руководство пользователя Siemens Gleason

По словам доктора Кремера, в Studen долгое время использовались исключительно средства управления Siemens. «Недавно мы перевели элементы управления с ЧПУ всех станков на SINUMERIK ONE. Мы работаем с Siemens на протяжении десятилетий. Системы управления Siemens предлагают все необходимое и доступны по всему миру; это важно для нас». По словам Кремера, получившего докторскую степень в области машиностроения в Аахенском университете, перепрофилировать систему управления в повседневную работу было довольно сложно. «Компания Siemens оказала нам поддержку не только в разработке компонентов привода и управления, но и на этапе внедрения, предоставив сотрудника службы поддержки клиентов, за что мы очень признательны».

С преобразованием системы управления были также введены в действие последние правила ЕС по машинному оборудованию. Это не только обеспечивает защиту сотрудников, но и надежно интегрирует безопасность OT (операционные технологии) в машину. Теперь каждому человеку нужен персональный ключ с паролем для управления машиной. Однако важно, чтобы машинами можно было управлять просто и интуитивно, несмотря на высокие стандарты безопасности, подчеркивает доктор Кремер. После ввода данных заготовки и параметров обработки через пользовательский интерфейс GEMS «Gleason Engineering and Manufacturing System», разработанный компанией Gleason, на панели управления ЧПУ генерирует код для производства на основе этой информации.

Измеряйте, анализируйте, сохраняйте

При использовании станков все большее внимание уделяется энергопотреблению. Рольф Лойтвилер, менеджер по продукции и технический консультант Siemens, говорит: «Благодаря нашей энергосберегающей функции Ctrl-E операторы машин всегда учитывают потребление энергии и рекуперацию энергии в процессе торможения. Эта информация служит основой для мер по энергосбережению и, следовательно, для улучшения баланса CO2 в производстве».

Однако, по мнению доктора Кремера, машины Gleason в любом случае экономичны: «При работе 100H потребляет в среднем 6000 Вт, максимальная нагрузка составляет 13 000 Вт. Для такой машины это не так уж и много. Даже если для применения важны быстрое время цикла или высокие крутящие моменты, при низком коэффициенте использования система немедленно переходит в режим энергосбережения». Помимо использования эффективных двигателей и/или энергосберегающих светодиодных ламп, компания Gleason придает большое значение правильному размерам компонентов, чтобы избежать ненужной траты ресурсов. А тот факт, что Gleason Switzerland полагается исключительно на Siemens в области управления и приводов, также обеспечивает экономичные склады запасных частей. Это означает, что приходится перевозить меньше компонентов экспресс-почтой по всему миру, что является еще одним плюсом для климата.

Руководство пользователя Siemens Gleason 2

Радиальное снятие фаски — это быстрый и экономичный способ снятия фаски всех видов зубчатых колес.

Вкратце о технологиях

ПЛК Simatic S7-1500, интегрированный в SINUMERIK ONE, благодаря своей производительности оптимально подходит для автоматизации. Управление с ЧПУ позволяет управлять до 31 осью в 10 каналах обработки. Неотъемлемой частью ЧПУ является цифровой двойник «Create My Virtual Machine». Серводвигатели SIMOTICS представляют собой компактные и высокодинамичные синхронные двигатели с постоянными магнитами для широкого использования в промышленных условиях. Они характеризуются высокой удельной мощностью и перегрузочной способностью.

К пользовательскому отчету (PDF)

Gleason Швейцария AG

Компания Gleason Switzerland AG была основана в 1900 году под названием Mikron AG в Биле. Являясь дочерней компанией корпорации Gleason со штаб-квартирой в Рочестере, штат Нью-Йорк, США, она теперь функционирует как центр компетенции в области производства зубчатых колес с использованием фрезерных станков, механической шлифовки, снятия фасок, хонингования зубчатых колес и интегрирует различные варианты автоматизации.