Gia công kim loại kép: Đổi mới trong sản xuất

Gleason dựa vào hệ thống CNC của Siemens SINUMERIK ONE cho các máy công cụ có độ chính xác cao trong sản xuất bánh răng. Máy bánh răng mới 100HCD gây ấn tượng không chỉ với tốc độ và độ chính xác mà còn với sự tích hợp của quy trình vát vát mới.

Đọc dưới dạng PDF

Chính xác như đồng hồ Thụy Sĩ

Khi thợ đồng hồ Karl Lüthy thành lập nhà máy sản xuất máy Mikron ở Biel vào năm 1908, công ty đã đóng một vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa ngành công nghiệp đồng hồ Thụy Sĩ với các máy cắt bánh răng và dụng cụ của mình. Ngày nay, Gleason Switzerland AG thuộc Tập đoàn Gleason quốc tế và hoạt động như một trung tâm năng lực cho các quy trình mài, công suất, quy trình vát và khử gờ tích hợp, và mài giũa các bánh răng có độ chính xác cao. Trụ sở chính ở Studen gần Bern là một trung tâm công nghệ hiện đại cho các máy khoan, máy cắt điện, vát mép và mài bánh răng. Ngoài ra, một loạt các giải pháp gia công và tự động hóa thứ cấp được tích hợp.

Khách hàng bao gồm các công ty từ ngành công nghiệp ô tô, robot và hàng không vũ trụ, các nhà sản xuất bánh răng công nghiệp cũng như các nhà sản xuất hợp đồng nhỏ và lớn. Tiến sĩ Ing giải thích: “Việc lắp ráp các máy diễn ra ở Studen. Markus Krömer, Giám đốc Công nghệ và Phần mềm tại Gleason: “Chúng tôi làm việc với nhiều công ty địa phương cũng như các địa điểm khác của Gleason sản xuất các thành phần riêng lẻ cho chúng tôi. Điều này làm cho Gleason Thụy Sĩ cực kỳ linh hoạt trong việc đáp ứng yêu cầu của khách hàng.”

Gleason SINUMERIK ONE. Hobbing đòi hỏi độ chính xác cao nhất. Gleason Thụy Sĩ sử dụng SINUMERIK ONE cho tất cả các loại máy.

Sự kết hợp sáng tạo

Các máy từ Bernese Seeland rất phổ biến: Năm 2019, Gleason đã giao chiếc máy thứ nghìn của dòng P90 nổi tiếng. Trong quá trình lăn, các gờ không mong muốn được tạo ra bởi sự dịch chuyển vật liệu phải được loại bỏ. Thông qua quá trình cắt vát, những gờ sắc nhọn này được loại bỏ hoàn toàn. Tiến sĩ Krömer giải thích bằng cách sử dụng ví dụ về ổ điện tại sao điều này lại quan trọng: “Các ổ đĩa hiện đại ngày càng trở nên yên tĩnh hơn, các tần số đáng lo ngại riêng lẻ nổi bật. Để đáp ứng các yêu cầu, các quy trình hoàn thiện cứng đặc biệt được sử dụng có thể bị ảnh hưởng bởi các thành phần vát kém.”

Với “Radial vát mép”, Gleason tích hợp quy trình vát mép cắt phổ quát trực tiếp vào máy khoan hoặc máy cắt điện. Sự mới lạ trong ngành này không chỉ tiết kiệm thời gian và không gian mà còn giảm công sức làm việc và chi phí phát sinh từ việc chuyển sang các máy khác. Điều này rất thú vị đối với các nhà sản xuất bánh răng các loại, Tiến sĩ Krömer giải thích: “Toàn bộ quá trình sản xuất được đẩy nhanh và hiệu quả sản xuất được tăng lên. Nhờ các công cụ vát mép giá cả phải chăng được sử dụng trong quy trình này, phương pháp sáng tạo này cũng có ý nghĩa đối với các dòng nhỏ.”

Ưu điểm của chuyển đổi kỹ thuật số

Tiến sĩ Krömer nói: “Đặc biệt là trong lĩnh vực ô tô, yêu cầu liên tục tăng lên,” Tiến sĩ Krömer nói: “Với một thiết bị thông thường, giờ đây chúng tôi đạt được độ lệch từ năm đến tối đa mười micromet trên sườn răng - một phần mười sợi tóc người.” Gleason dựa vào thế hệ điều khiển CNC mới nhất SINUMERIK ONE. “Điều khiển cung cấp chức năng khớp nối cho công cụ và phôi. Cái gọi là thiết bị điện tử này là một tính năng chất lượng quan trọng đối với chúng tôi”, Krömer nhấn mạnh. Trong máy vát và vát 100HCD mới, tổng cộng 18 trục phải được kiểm soát. Điều này được thực hiện với động cơ servo Siemens Simotics. “Để kiểm soát được độ lệch nhỏ nhất về tốc độ hoặc vị trí, các trục quay xác định quy trình cho công cụ và phôi được trang bị truyền động trực tiếp. Điều này tránh sự không chính xác do dây đai hoặc bánh răng gây ra.

Với SINUMERIK ONE, Siemens đang thúc đẩy quá trình chuyển đổi kỹ thuật số của ngành công nghiệp máy công cụ. Tất cả các quá trình phát triển có thể được lập bản đồ kỹ thuật số hoàn toàn bằng cặp song sinh ảo “Create My Virtual Machine”. Điều này làm giảm đáng kể thời gian phát triển sản phẩm và giới thiệu thị trường cho các máy mới và mang lại sự linh hoạt: “Phần mềm cho dòng 100H được chuẩn bị bởi một nhân viên trong văn phòng tại nhà - bộ đôi kỹ thuật số đã làm điều này trở nên khả thi”, Tiến sĩ Krömer giải thích.

Nhiều năm tin tưởng như một nền tảng

Tiến sĩ Krömer cho biết, tại Studen, các điều khiển độc quyền của Siemens đã được sử dụng trong một thời gian dài. “Gần đây, chúng tôi đã chuyển đổi các điều khiển CNC của tất cả các máy thành SINUMERIK ONE. Chúng tôi đã làm việc với Siemens trong nhiều thập kỷ. Hệ thống điều khiển của Siemens cung cấp mọi thứ chúng tôi cần và có sẵn trên toàn thế giới; điều đó rất quan trọng đối với chúng tôi.” Krömer, người đã lấy bằng tiến sĩ về kỹ thuật cơ khí tại Đại học Aachen, cho biết việc chuyển đổi các điều khiển bên cạnh kinh doanh hàng ngày là một thách thức khá lớn. “Siemens đã hỗ trợ chúng tôi không chỉ trong việc thiết kế các bộ phận truyền động và điều khiển mà còn trong giai đoạn triển khai với một nhân viên dịch vụ khách hàng, điều mà chúng tôi đánh giá rất cao.”

Với việc chuyển đổi điều khiển, quy định máy móc mới nhất của EU cũng được thực hiện. Điều này không chỉ đảm bảo sự bảo vệ của nhân viên mà còn tích hợp chắc chắn bảo mật OT (Công nghệ hoạt động) vào máy. Bây giờ mỗi người cần một khóa cá nhân với mật khẩu để vận hành một máy. Tuy nhiên, điều quan trọng là các máy có thể được vận hành đơn giản và trực quan mặc dù có tiêu chuẩn bảo mật cao, Tiến sĩ Krömer nhấn mạnh. Sau khi nhập dữ liệu phôi và thông số gia công thông qua giao diện người dùng GEMS “Hệ thống Kỹ thuật và Sản xuất Gleason” do Gleason phát triển trên bảng điều khiển, điều khiển CNC tạo mã để sản xuất từ thông tin này.

Đo lường, phân tích, lưu

Với máy công cụ, mức tiêu thụ điện năng ngày càng trở thành trọng tâm. Rolf Leutwyler, Giám đốc Sản phẩm và Tư vấn Kỹ thuật tại Siemens, cho biết: “Với chức năng tiết kiệm năng lượng Ctrl-E của chúng tôi, người vận hành máy luôn có mức tiêu thụ năng lượng và phục hồi năng lượng thông qua các quy trình phanh. Thông tin này tạo cơ sở cho các biện pháp tiết kiệm năng lượng và do đó cũng cho sự cân bằng CO2 tốt hơn trong sản xuất.”

Tuy nhiên, dù sao thì máy của Gleason cũng tiết kiệm, Tiến sĩ Krömer đưa ra quan điểm: “Trong hoạt động, 100H tiêu thụ trung bình 6.000 watt, tải tối đa là 13.000 watt. Đó không phải là nhiều đối với một cỗ máy như vậy. Ngay cả khi thời gian chu kỳ nhanh hoặc mô-men xoắn mạnh là yếu tố quyết định đối với ứng dụng, nó ngay lập tức chuyển sang hoạt động tiết kiệm năng lượng khi sử dụng thấp.” Ngoài việc sử dụng động cơ hiệu quả và/hoặc đèn LED tiết kiệm điện, Gleason rất coi trọng việc định kích thước chính xác của các thành phần để tránh lãng phí tài nguyên một cách không cần thiết. Và thực tế là Gleason Thụy Sĩ chỉ dựa vào Siemens để điều khiển và truyền động cũng đảm bảo kho phụ tùng tinh gọn. Điều này có nghĩa là ít linh kiện phải bay nhanh hơn trên khắp thế giới - một điểm cộng khác cho khí hậu.

Vát mép xuyên tâm là một cách nhanh chóng và tiết kiệm chi phí để vát các loại bánh răng.

Công nghệ tóm tắt

Simatic PLC S7-1500 được tích hợp trong SINUMERIK ONE phù hợp tối ưu cho tự động hóa nhờ hiệu suất của nó. Điều khiển CNC cho phép điều khiển tối đa 31 trục trong 10 kênh gia công. Một phần không thể thiếu của CNC là bộ đôi kỹ thuật số “Create My Virtual Machine”. Động cơ servo SIMOTICS là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu nhỏ gọn và có tính năng động cao để sử dụng rộng rãi trong môi trường công nghiệp. Chúng được đặc trưng bởi mật độ công suất cao và khả năng quá tải.

Đến báo cáo người dùng (PDF)

Gleason Thụy Sĩ AG

Gleason Switzerland AG ban đầu được thành lập vào năm 1900 với tên gọi Mikron AG ở Biel. Là một công ty con của Tập đoàn Gleason có trụ sở chính tại Rochester, NY, Hoa Kỳ, hiện nay nó hoạt động như một trung tâm năng lực cho sản xuất bánh răng bằng cách sử dụng các quy trình hobbing, power skiing, vát mép, mài giũa bánh răng và tích hợp các tùy chọn tự động hóa khác nhau.