Flexibilita jako požadavek doby
V průmyslové praxi se výrobce stroje často setkává s požadavky zákazníků, které nelze řešit nabídkou standardního stroje a je potřeba zajistit specifické zákaznické řešení. Příkladem toho je bruska BUB 40B CNC/1000 výrobce Slovácké strojírny, a. s., závod 08 TOS Čelákovice. Požadovaná technologická operace spočívá v broušení protahovacích trnů pro výrobu bezešvých trubek. Flexibilní prostředí Sinumerik Operate a řídicí systém Sinumerik 840D sl umožnily výrobci realizovat optimální řešení. Při broušení trnu do požadovaného profilu je třeba dodržet velmi přísné požadavky na přesnost. Zároveň je nutné uzpůsobit technologický proces aktuálním podmínkám, které se mohou dynamicky měnit (konkrétně vlastní hmotnost trnu a odtlačení od brousicího kotouče). Vlastní polotovar trnu je dlouhý válec, jenž musí být během opracování podepřen elektrickými podpěrkami, jejichž přítlak může korigovat v reálném čase profil trnu tak, aby byl výsledek optimální. Elektrické podpěrky Elektrická pomocná opěrka má dvě čelisti. Každou čelistí samostatně pohybuje synchronní servomotor 1FT s permanentními magnety a měnič Sinamics S120. Polohová zpětná vazba je realizována nepřímým odměřováním ze servomotorů. Odměřování v motorech 1FT je absolutní, není proto třeba po zapnutí stroje najíždět reference. Jako zpětná vazba od čelistí k řízení neslouží pouze snímače polohy, ale též snímače síly. Tato čidla jsou umístěna v místě dotyku čelisti s obrobkem. Analogový signál je pak převeden do řídicího systému a následně zpracován. Postp rocesní měření hotové součásti Stroj je vybaven speciálním širokorozsahovým měřidlem, které umožňuje postprocesní měření profilu obroušených trnů. Měření se provádí v bodech, ve kterých je profil nadefinován. V těchto bodech lze porovnávat požadovaný a naměřený průměr. Na základě tohoto porovnání lze korigovat souřadný systém osy X, která zajišťuje přísuv brousicí jednotky. Po obroušení a změření profilu lze naměřená data shrnout do jednoho souboru, čili vytvořit protokol. Měřicí cyklus je doplněn o částečnou korekci průhybu kusu. Pro odfiltrování prahové meze průhybu (průhyb již při malé síle, srovnatelné s přítlačnou silou snímačů měřidla) je nutno provést předepnutí kusu opěrkou. Měření se provádí vždy v podepřeném stavu pomocí opěrky. Pouze u trnů, kde nedochází k průhybu obrobku, je možno měřit profil bez podepření. Řídicí systé m a pohony Stroj je řízen systémem Sinumerik 840D sl se softwarovými rozšířeními Spline interpolace, synchronní akce stupeň 2. Bezpečnostní funkce jsou řešeny pomocí Safety Integrated. Osy stroje a elektrické podpěrky jsou řízeny měniči Sinamics S120 a motory Simotics S řady 1FT. Jeden stroj – více technologií Výroba forem a nástrojů je stále komplikovanější a jsou na ni kladeny stále vyšší nároky. Nejen na přesnost, ale také na technologické postupy. V poslední době se množí požadavky na možnost kompletního obrobení celého polotovaru na jedno upnutí. Tyto požadavky splňují pouze pětiosá centra, která kromě frézovacích zvládnou také soustružnické a brousicí operace. Těžištěm výroby forem je dosud ještě frézování, ale dnešní multifunkční stroj musí být schopen i soustružit a brousit při zachování vysoké přesnosti. Nutnost provádět soustružnické operace na dalším stroji (soustruhu) je dnes již překonaná. Jen multifunkční stroj je schopen splnit požadavky na rychlost a vysokou produktivitu. Příkladem těchto technologií je hybridní obráběcí centrum Rotamill německé firmy Cytec. Jedná se o portálové centrum s vysokou tuhostí a dynamickými posuvy v osách X, Y a Z. Do lože integrovaný stůl s přímým pohonem (momentový motor) dosahuje až 200 ot/min. Tvoří tak důležitý základ pro možnost provádění soustružnických a brousicích operací. Kromě toho jsou do stroje integrovány tři výměnné hlavy. Proces jejich výměny lze vyvolat přímo z CNC programu, což práci s centrem Rotamill velice usnadňuje. Výměna hlavy trvá méně než 1 minutu. Stroj vybavený řídicím systémem Sinumerik 840D sl, systémovým softwarem Sinumerik Operate a frézovacím paketem MDynamics dosahuje díky funkci Advanced Surface a cyklu CYCLE832 (vysokorychlostní obrábění) perfektní kvality povrchu. Operátor má díky tomu nad technologickými operacemi neustálou kontrolu. Sinumerik Operate je technologicky nezávislý, takže je pro tuto třídu strojů ideální. Zároveň je k dispozici možnost programovat v různých prostředích. ShopMill je určen k programování v pracovních krocích a program Guide nabízí možnost využívat bohaté palety standardních cyklů. Na tomto stroji se plně projeví technologická nezávislost Sinumeriku Operate, k dispozici jsou jak soustružnické, tak i frézovací cykly. Je samozřejmě možné i programování v čistém CNC ISO kódu. Popišme si Sinumerik Operate trochu podrobněji. Multita sking na obráběcích strojích a Sinumerik Op erat e Ve světě obráběcích strojů je pojem „multitasking“ používán a skloňován ve všech pádech již několik let. Uživatelé mají možnost volby mezi již dlouhou dobu na trhu etablovanými soustružnickými stroji s možností frézování. Frézování na těchto strojích se díky technickému pokroku a týmové práci dostalo až na úroveň pětiosého simultánního obrábění s možností použití kinematických transformací a orientace nástroje. Dalším krokem ve vývoji obráběcích strojů jsou komplexní frézovací obráběcí centra s možností soustružení. Připadají do úvahy při obrábění složitých obrobků, které lze potom opracovávat bez nutnosti upínání na více strojích. Tyto stroje se vyznačují vysokou produktivitou zejména v kusové a malosériové výrobě. Perfektní výsledek obrábění závisí na mnoha faktorech. Kromě inovativní architektury stroje a volby správného řídicího systému má také významnou roli způsob ovládání. Pracovníci sice znají velmi dobře obráběcí technologii, ale většinou upřednostňují jednu ovládací plochu buď pro frézování nebo soustružení. Programovací prostředí pro každé použití Společnost Siemens vyvinula jednotné ovládací prostředí Sinumerik Operate se stejnou vizáží pro všechny technologie obrábění. Uživatel potom při práci na takovém multitasking stroji, např. pro frézovací a soustružnické operace, programuje v identickém prostředí. Obzvláště uživatelé, kteří jsou dobře znalí v prostředí dílenského programování Shopmill a Shopturn, nacházejí v Sinumeriku Operate prostředí, ve němž se velmi brzo dokážou pohybovat jako ryba ve vodě. Vyvstane-li při práci na stroji technicky vybaveném pro frézování/ soustružení potřeba vedle frézovacích operací také soustružení, není to pro Sinumerik Operate žádný problém. Programátor má v každém okamžiku možnost použití soustružnických cyklů včetně grafické podpory, rozšířené ještě až do úrovně animace znázorňující pracovní činnost příslušného cyklu. Seřizování stroje – jednoduše a rychle Nejen programování, ale i seřizování takového multitasking stroje je v prostředí Sinumerik Operate podporováno velmi dobře. Nezastupitelnou roli zde má grafická podpora a animované prvky, které seřízení stroje velmi ulehčují. Jako příklad můžeme uvést cykly pro naklápění, které jsou v Sinumeriku Operate integrovány. Tyto cykly podporují prakticky všechny kinematiky a jejich nastavení lze potom realizovat bezproblémově a rychle. Nástroje Dalším pokrokem u Sinumeriku Operate je práce se seznamem nástrojů. Tyto obrazovky jsou uživatelem volně konfigurovatelné a velmi přehledně obsloužitelné. Všechna relevantní data nástrojů jsou na první pohled k dispozici. Obzvláště významné je to u multitasking strojů. Nástroje pro frézovací a soustružnické operace lze uložit na společnou stránku a díky grafickým ikonám od sebe rychle identifikovat. Novinkou v oblasti nástrojů je používání vícenásobných nástrojů, tzv. multitools. Také tyto nástroje jsou v grafickém prostředí Sinumeriku Operate podporovány. Jejich nasazení potom výrazně snižuje potřebu výměny nástrojů a zkracuje tím časy obrábění. www.siemens.cz