Dvojité spracovanie kovov: Inovácie vo výrobe

Gleason sa spolieha na CNC systém Siemens SINUMERIK ONE pre vysoko presné obrábacie stroje pri výrobe ozubených kolies. Nový prevodový stroj 100HCD zaujme nielen svojou rýchlosťou a presnosťou, ale aj integráciou nového procesu skosenia.

Prečítajte si ako PDF

Presné ako švajčiarske hodinky

Keď hodinár Karl Lüthy založil strojovú továreň Mikron v Bieli v roku 1908, spoločnosť zohrala kľúčovú úlohu v industrializácii švajčiarskeho hodinárskeho priemyslu so svojimi strojmi a nástrojmi na rezanie ozubených kolies. Dnes spoločnosť Gleason Switzerland AG patrí do medzinárodnej spoločnosti Gleason Corporation a pôsobí ako kompetenčné centrum pre hobbing, silové lyžovanie, integrované procesy skosenia a odstraňovania a honenie vysoko presných ozubených kolies. Sídlo v Studene neďaleko Bernu je najmodernejším technologickým strediskom pre stroje na hobbing, silové lyžovanie, skosenie a honenie ozubených kolies. Okrem toho sú integrované rôzne sekundárne obrábacie a automatizačné riešenia.

Medzi zákazníkov patria spoločnosti z automobilového, robotického a leteckého priemyslu, výrobcovia priemyselných výstrojov, ako aj malí a veľkí zmluvní výrobcovia. „Montáž strojov prebieha v Studene,“ vysvetľuje Dr. Ing. Markus Krömer, riaditeľ oddelenia technológií a Software spoločnosti Gleason: „Spolupracujeme s mnohými miestnymi spoločnosťami, ako aj s ďalšími pobočkami Gleason, ktoré pre nás vyrábajú jednotlivé komponenty. Vďaka tomu je spoločnosť Gleason Switzerland mimoriadne flexibilná pri plnení požiadaviek zákazníkov.“

Hobbing Gleason SINUMERIK ONE. Hobbing vyžaduje najvyššiu presnosť. Gleason Švajčiarsko používa SINUMERIK ONE pre všetky typy strojov.

Inovatívna kombinácia

Stroje z Bernského Seeland sú populárne: V roku 2019 dodal Gleason tisícty stroj známej série P90. Počas procesu hobbingu sa vytvárajú nežiaduce otrepy posunutím materiálu, ktoré je potrebné odstrániť. Prostredníctvom procesu rezania skosenia sú tieto ostré otrepy úplne odstránené. Dr. Krömer vysvetľuje na príklade elektrických pohonov, prečo je to dôležité: „Moderné pohony sú čoraz tichšie, vyniknú jednotlivé rušivé frekvencie. Na splnenie požiadaviek sa používajú špeciálne tvrdé dokončovacie procesy, ktoré môžu byť narušené zle skosenými komponentmi.“

S „Radiálnym skosením“ spoločnosť Gleason integruje univerzálny rezací proces skosenia priamo do strojového alebo elektrického lyžovacieho stroja. Táto novinka v priemysle nielen šetrí čas a priestor, ale tiež znižuje pracovné úsilie a náklady, ktoré vznikajú pri prechode na iné stroje. To je zaujímavé pre výrobcov ozubených kolies všetkého druhu, vysvetľuje Dr. Krömer: „Celý výrobný proces sa urýchľuje a zvyšuje sa efektivita výroby. Vďaka cenovo dostupným nástrojom na skosenie použitým v tomto procese má inovatívna metóda zmysel aj pre malé série.“

Výhody digitálnej transformácie

„Najmä v automobilovom priemysle sa požiadavky neustále zvyšujú,“ hovorí Dr. Krömer: „Pri typickom prevodovke teraz dosahujeme odchýlku päť až maximálne desať mikrometrov na bokoch zubov - jednu desatinu ľudských vlasov.“ Gleason sa spolieha na najnovšiu generáciu CNC riadenia SINUMERIK ONE. „Ovládanie ponúka funkciu spojenia nástroja a obrobku. Toto takzvané elektronické vybavenie je pre nás dôležitou kvalitatívnou vlastnosťou, „zdôrazňuje Krömer. V novom stroji na odsávanie a skosenie 100HCD musí byť ovládaných celkom 18 osí. To sa deje so servomotormi Siemens Simotics. „Aby sa dosiahli najmenšie odchýlky v rýchlosti alebo polohe pod kontrolou, sú rotačné osi pre nástroj a obrobok definujúce proces vybavené priamymi pohonmi. Tým sa zabráni nepresnostiam spôsobeným pásmi alebo ozubenými kolesami.

So spoločnosťou SINUMERIK ONE spoločnosť Siemens poháňa digitálnu transformáciu priemyslu obrábacích strojov. Všetky vývojové procesy je možné úplne digitálne mapovať pomocou virtuálneho dvojča „Vytvoriť môj virtuálny stroj“. To výrazne skracuje čas vývoja produktov a uvádzania nových strojov na trh a prináša flexibilitu: „Softvér pre sériu 100H pripravil zamestnanec v domácej kancelárii — digitálne dvojča to umožnilo,“ vysvetľuje Dr. Krömer.

Roky dôvery ako základ

V Studene sa už dlho používajú výhradne ovládacie prvky Siemens, hovorí Dr. Krömer. „Nedávno sme premenili CNC ovládacie prvky všetkých strojov na SINUMERIK ONE. Spolupracujeme so spoločnosťou Siemens už desaťročia. Ovládacie prvky spoločnosti Siemens ponúkajú všetko, čo potrebujeme a sú dostupné po celom svete; to je pre nás dôležité.“ Konverzia ovládacích prvkov spolu s každodenným podnikaním bola veľkou výzvou, hovorí Krömer, ktorý získal doktorát v strojárstve na univerzite v Aachene. „Spoločnosť Siemens nás podporila nielen pri navrhovaní pohonných a riadiacich komponentov, ale aj počas fázy implementácie so zamestnancom zákazníckeho servisu, čo sme veľmi ocenili.“

S konverziou kontroly sa zaviedlo aj najnovšie nariadenie EÚ o strojoch. To nielen zaisťuje ochranu zamestnancov, ale tiež pevne integruje bezpečnosť OT (Operational Technology) do stroja. Teraz každý človek potrebuje osobný kľúč s heslom na ovládanie stroja. Je však dôležité, aby sa stroje mohli ovládať jednoducho a intuitívne aj napriek vysokým bezpečnostným štandardom, zdôrazňuje Dr. Krömer. Po zadaní údajov obrobku a parametrov obrábania prostredníctvom používateľského rozhrania GEMS „Gleason Engineering and Manufacturing System“ vyvinutého spoločnosťou Gleason na ovládacom paneli, CNC ovládanie generuje kód pre výrobu z týchto informácií.

Merajte, analyzujte, ukladajte

Pri obrábacích strojoch sa stále viac zameriava na spotrebu energie. Rolf Leutwyler, produktový manažér a technický konzultant spoločnosti Siemens, hovorí: „Vďaka našej úspornej funkcii Ctrl-E majú prevádzkovatelia strojov vždy do úvahy spotrebu energie a rekuperáciu energie prostredníctvom brzdných procesov. Tieto informácie tvoria základ opatrení na úsporu energie, a teda aj pre lepšiu rovnováhu CO2 vo výrobe.

Stroje Gleasona sú však aj tak ekonomické, Dr. Krömer uvádza do perspektívy: „V prevádzke spotrebuje 100H v priemere 6 000 wattov, maximálne zaťaženie je 13 000 wattov. To nie je veľa pre takýto stroj. Aj keď sú pre aplikáciu rozhodujúce rýchle časy cyklu alebo silné krútiace momenty, okamžite prepne na energeticky úspornú prevádzku, keď je využitie nízke. Okrem používania účinných motorov a/alebo energeticky úsporných LED žiaroviek kladie Gleason veľký význam správnemu rozmerovaniu komponentov, aby sa zabránilo zbytočnému plytvaniu zdrojmi. A skutočnosť, že Gleason Switzerland sa pri ovládaní a pohonoch spolieha výlučne na Siemens, zaisťuje aj štíhle sklady náhradných dielov. To znamená, že po celom svete sa musí lietať menej komponentov, čo je ďalší prínos pre klímu.

Radiálne skosenie je rýchly a nákladovo efektívny spôsob skosenia ozubených kolies všetkého druhu.

Technológia v skratke

Simatic PLC S7-1500 integrovaný v SINUMERIK ONE je vďaka svojmu výkonu optimálne vhodný pre automatizáciu. CNC ovládanie umožňuje ovládanie až 31 osí v 10 obrábacích kanáloch. Neoddeliteľnou súčasťou CNC je digitálne dvojča „Create My Virtual Machine“. Servomotor SIMOTICS sú kompaktné a vysoko dynamické synchrónne motory s permanentným magnetom pre široké použitie v priemyselných prostrediach. Vyznačujú sa vysokou hustotou výkonu a schopnosťou preťaženia.

K správe o užívateľovi (PDF)

Gleason Švajčiarsko AG

Gleason Switzerland AG bola pôvodne založená v roku 1900 ako Mikron AG v Bieli. Ako dcérska spoločnosť spoločnosti Gleason Corporation so sídlom v Rochesteri, NY, USA, teraz funguje ako kompetenčné centrum pre výrobu ozubených kolies pomocou hobbingu, výkonového lyžovania, skosenia a procesov honovania prevodových stupňov a integruje rôzne možnosti automatizácie.