Dvostruka obrada metala: inovacije u proizvodnji

Gleason se oslanja na Siemens CNC sistem SINUMERIK ONE za visoko precizne alatne mašine u proizvodnji zupčanika. Nova mašina za zupčanike 100HCD impresionira ne samo brzinom i preciznošću, već i integracijom novog procesa skošenja.

Čitajte kao PDF

Precizan kao švajcarski sat

Kada je proizvođač satova Karl Luthi osnovao fabriku mašina Mikron u Bielu 1908. godine, kompanija je odigrala ključnu ulogu u industrijalizaciji švajcarske industrije satova sa svojim mašinama i alatima za sečenje zupčanika. Danas Gleason Svitzerland AG pripada međunarodnoj korporaciji Gleason i funkcioniše kao kompetenčni centar za skakanje, preskakanje snage, integrirane procese skošenja i uklanjanja brušenja i brušenje visoko preciznih zupčanika. Sedište u Studenu kod Berna je najsavremeniji tehnološki centar za mašine za skakanje, strujno skijanje, skošenje i brušenje zupčanika. Pored toga, integrisana su razna rešenja za sekundarnu obradu i automatizaciju.

Kupci uključuju kompanije iz automobilske, robotičke i vazduhoplovne industrije, proizvođače industrijskih zupčanika kao i male i velike proizvođače ugovora. „Montaža mašina se odvija u Studenu“, objašnjava dr. Ing. Markus Kromer, direktor tehnologije i Software u Gleasonu: „Radimo sa brojnim lokalnim kompanijama, kao i sa drugim lokacijama Gleason koje proizvode pojedinačne komponente za nas. Ovo čini Gleason Švajcarsku izuzetno fleksibilnom u ispunjavanju zahteva kupaca.

Hobbing Gleason SINUMERIK ONE. Hobing zahteva najveću preciznost. Gleason Švajcarska koristi SINUMERIK ONE za sve tipove mašina.

Inovativna kombinacija

Mašine iz Bernskog Seelanda su popularne: 2019. godine Gleason je isporučio hiljadu mašinu poznate serije P90. Tokom procesa skakanja, neželjene neravnine nastaju pomeranjem materijala koji se moraju ukloniti. Kroz proces sečenja skošenja, ove oštre neravnine se potpuno uklanjaju. Dr Kromer objašnjava na primeru električnih pogona zašto je to važno: „Moderni pogoni postaju sve tiši, ističu se pojedinačne uznemirujuće frekvencije. Da bi se ispunili zahtevi, koriste se posebni postupci tvrde završne obrade koji mogu biti narušeni slabo skošenim komponentama.“

Sa „Radijalnim skošenjem“, Gleason integriše univerzalni postupak sečenja direktno u mašinu za skakanje ili preskakanje snage. Ova novina u industriji ne samo da štedi vreme i prostor, već i smanjuje radni napor i troškove koji nastaju prelaskom na druge mašine. Ovo je zanimljivo za proizvođače zupčanika svih vrsta, objašnjava dr Kromer: „Čitav proizvodni proces se ubrzava i povećava efikasnost proizvodnje. Zahvaljujući pristupačnim alatima za košenje koji se koriste u ovom procesu, inovativna metoda ima smisla i za male serije.

Prednosti digitalne transformacije

„Naročito u automobilskom sektoru, zahtevi se neprestano povećavaju“, kaže dr Kromer: „Sa tipičnom brzinom, sada postižemo odstupanje od pet do maksimalno deset mikrometara na bokovima zuba - jednu desetinu ljudske kose.“ Gleason se oslanja na najnoviju generaciju CNC kontrole SINUMERIK ONE. „Kontrola nudi funkciju spajanja alata i radnog predmeta. Ova takozvana elektronska oprema važna je karakteristika kvaliteta za nas „, naglašava Kromer. U novoj mašini za kopanje i skošenje od 100HCD mora se kontrolisati ukupno 18 ose. Ovo se radi sa servo motorima Siemens Simotics. „Da bi se dobila najmanja odstupanja u brzini ili položaju pod kontrolom, rotacione ose za alat i radni komad koje definišu proces opremljene su direktnim pogonima. Time se izbegavaju netačnosti uzrokovane pojasevima ili zupčanicima.“

Sa SINUMERIK ONE, Siemens pokreće digitalnu transformaciju industrije alatnih mašina. Svi razvojni procesi mogu se potpuno digitalno mapirati pomoću virtuelnog blizanca „Kreiraj moju virtuelnu mašinu“. Ovo značajno smanjuje vreme razvoja proizvoda i uvođenja na tržište novih mašina i donosi fleksibilnost: „Softver za seriju 100H pripremio je zaposleni u kućnoj kancelariji - digitalni blizanac je to omogućio“, objašnjava dr Kromer.

Godine poverenja kao temelj

U Studenu se već duže vreme koriste isključivo Siemens kontrole, kaže dr Kromer. „Nedavno smo pretvorili CNC kontrole svih mašina u SINUMERIK ONE. Sa Siemensom sarađujemo decenijama. Siemensove kontrole nude sve što nam je potrebno i dostupne su širom sveta; to je važno za nas.“ Pretvaranje kontrola uz svakodnevno poslovanje bio je veliki izazov, kaže Kromer, koji je doktorirao mašinstvo na Univerzitetu u Ahenu. „Siemens nas je podržao ne samo u dizajnu pogonskih i upravljačkih komponenti, već i tokom faze implementacije sa zaposlenim u službi za korisnike, što smo veoma cenili.“

Konverzijom kontrole primenjena je i najnovija regulativa EU o mašinama. Ovo ne samo da osigurava zaštitu zaposlenih, već i čvrsto integriše OT sigurnost (operativna tehnologija) u mašinu. Sada je svakoj osobi potreban lični ključ sa lozinkom za upravljanje mašinom. Međutim, važno je da se mašinama može upravljati jednostavno i intuitivno uprkos visokim bezbednosnim standardima, naglašava dr Kromer. Nakon unosa podataka o obratku i parametara obrade putem korisničkog interfejsa GEMS „Gleason Engineering and Manufacturing Sistem“ koji je razvio Gleason na kontrolnoj tabli, CNC kontrola generiše kod za proizvodnju iz ovih informacija.

Izmerite, analizirajte, sačuvajte

Sa alatnim mašinama potrošnja energije sve više dolazi u fokus. Rolf Leutviler, menadžer proizvoda i tehnički konsultant u Siemensu, kaže: „Sa našom funkcijom uštede energije Ctrl-E, operateri mašina uvek imaju na umu potrošnju energije i oporavak energije kroz procese kočenja. Ove informacije čine osnovu za mere uštede energije, a samim tim i za bolji balans CO2 u proizvodnji.“

Međutim, Gleasonove mašine su ionako ekonomične, dr Kromer stavlja u perspektivu: „U radu, 100H troši u proseku 6.000 vati, maksimalno opterećenje je 13.000 vati. To nije mnogo za takvu mašinu. Čak i kada su brza vremena ciklusa ili jaki obrtni momenti presudni za primenu, ona se odmah prebacuje na rad koji štedi energiju kada je iskorišćenost niska.“ Pored upotrebe efikasnih motora i/ili LED sijalica koje štede energiju, Gleason pridaje veliki značaj pravilnom dimenzionisanju komponenti kako bi se izbeglo nepotrebno trošenje resursa. A činjenica da se Gleason Švajcarska isključivo oslanja na Siemens za kontrole i pogone takođe obezbeđuje mršava skladišta rezervnih delova. To znači da se manje komponenti mora leteti ekspresno širom sveta - još jedan plus za klimu.

Radijalno skošenje je brz i isplativ način za skošenje zupčanika svih vrsta.

Tehnologija ukratko

Simatic PLC S7-1500 integrisan u SINUMERIK ONE optimalno je pogodan za automatizaciju zahvaljujući svojim performansama. CNC kontrola omogućava kontrolu do 31 ose u 10 obradnih kanala. Sastavni deo CNC-a je digitalni blizanac „Kreiraj moju virtuelnu mašinu“. SIMOTICS servo motori su kompaktni i visoko dinamični sinhroni motori sa trajnim magnetom za široku upotrebu u industrijskim okruženjima. Karakteriše ih velika gustina snage i sposobnost preopterećenja.

Izveštaju korisnika (PDF)

Gleason Švajcarska AG

Gleason Švajcarska AG je prvobitno osnovana 1900. godine kao Mikron AG u Bielu. Kao podružnica korporacije Gleason sa sedištem u Rochesteru, NI, SAD, sada funkcioniše kao kompetenčni centar za proizvodnju zupčanika koristeći hobbing, preskakanje snage, skošenje, procese honiranja zupčanika i integriše različite opcije automatizacije.