ЦПУ за машини за прецизно рязане и щанцоване

Щанцоването на микромеханични детайли чрез прогресивни инструменти на първо място е хидравличен или механичен процес. Моторизацията на осите и тяхното управление чрез ЦПУ пренася тази технология в ерата на Industry 4.0. Швейцарската фирма Greub за проектиране и модернизиране на машини с ЦПУ показа, че осъзнава този потенциал, като се обърна към световния лидер при ЦПУ технологиите.

Производителите на часовници, микромеханика, мехатроника и много електрически и електронни системи се нуждаят от дребни, тънки компоненти в малки, средноголеми и големи производствени серии. Тези детайли се щанцоват с изключително високи скорости (до 300 отрязвания/мин) от рула листова стомана с дебелина под 1 мм. Наследник на дълга семейна традиция и опит в преустройството на машинни инструменти, Франсоа Максим Грюб, собственикът на Greub Machines SA, основана от дядо му (Жан), разбра отрано потенциала от използването на цифрово управление за такива операции, като преди няколко години моторизира и адаптира малки 3-тонни преси за цифровата ера с партньора си FANUC. Тази идеална интеграция открива пътя за внедряване на Industry 4.0, четвъртата индустриална революция. 

Абсолютен контрол на операциите

Прогресивната преса трябва да работи в рамките на няколко основни параметъра: спускането на плъзгача с дадена дължина и възможно регулиране на горната мъртва точка (TDC) и долната мъртва точка (BDC); ударната скорост в удари/минута; скоростта на работа и скоростта на подаване на рулото листова стомана. Отпадъците и/или обработваните детайли могат да се изваждат с помощта на матрица или да се върнат обратно в подаващата линия за операция по допълнителна обработка или последващо комбинирано шприцване например. Точността на позициониране между щанците и матриците зависи от комплекта матрици на инструмента и от крайното повторно центриране на стоманената лента. Всички тези фактори зависят от качеството на инструмента, регулирането на мощността на пресата спрямо здравината на материала и периметъра, по който ще се реже, или повърхността, която ще се щанцова. На Франсоа Максим Грюб и Тиери Метр, независим интегратор на FANUC, им хрумна находчивата идея за интерактивно моторизиране, цифрово управление и контрол на всички функции на пресата, при което да бъдат взети изцяло предвид специфичните й механични функции. В съответствие с това плъзгачът е по-ниско и неговите TDC/BDC се контролират от високомоментен мотор DiS на FANUC и неговия енкодер, задвижващи контролирано сачмено-винтова двойка със сила на натиск от 3 тона. В същото време подаването на стоманената лента се управлява от линеен електромотор. Лентата се развива от две моторизирани навивачки от всяка от страните на машината, при което скоростта на подаване се следи и контролира оптоелектронно. С шест абсолютни електромотора на FANUC защитната врата също може да се управлява цифрово. Задвижващата система се програмира и управлява от ЦПУ Power Motion i-A на FANUC. „Интерфейсът човек-машина на FANUC на ЦПУ устройството означава, че всичко е под контрол и може да се програмира лесно“, обяснява Тиери Метр.

Изобретение за нов тип гъвкавост

Пресите с ЦПУ не са новост, но Greub G3 представлява коренна промяна на начина, по който се създават нови машини за рязане и прецизно щанцоване. Могат да се проектират опростени и оттам не толкова скъпи машини за малки и средноголеми производствени серии, които са по-добре адаптирани към персонализираните продукти, изисквани от пазара. В случая на свързани машини за последователна обработка например стандартните модули за монтиране на щанци и матрици могат бързо да се сменят според нуждите и могат лесно да се интегрират в комплектите матрици. Цифровият контролер на FANUC в комбинация с оптичен или лазерен скенер управлява функцията за подаване на стоманената лента с изключителна прецизност. Също така скоростта на спускане, подходът, скоростите на рязане и дълбочината на проникване могат да се управляват с точност до два десетични знака. Отношението между честотата на удряне, дебелината на сряза и скоростта на подаване на стоманената лента също е изцяло програмируемо. Безопасността на оператора е гарантирана през цялото време, като всички защитни функции автоматично отчитат състоянието на работа на пресата. Удобството на работа с контролера на FANUC и многофункционалните му възможности за интегриране (сензорен екран, 4 канала, 24 оси) предоставят неограничена свобода на въображението на проектантите. За производителите на часовници, микромеханика и мехатроника възможността за изработване на части в малки серии с висока степен на повторяемост и на цена на масово производство разкрива напълно нови перспективи.

Изпреварили времето?

Greub Machines SA с партньора си FANUC и системния интегратор Тиери Метр може би са изпреварили времето си. Пусната на пазара през 2013 г., пресата G3 не оправдава очакванията за успех. Интересът към цифровата интеграция на машините в съответствие с Industry 4.0 може да промени нещата, но в крайна сметка последната дума имат пазарът и новото поколение механици за настройка на машини. Нуждата да се произвеждат по-евтини механични части с все по-висока точност в малки серии прокарва тенденцията за използване на цифрово управление във всички сфери на производството. Фирма FANUC разполага с контролерите, хардуера, софтуера и ноу-хау, с които да подпомага компаниите, движещи се в тази посока. Екипът от 50 всеотдайни служители в Швейцария всеки работен ден достойно се справя с това предизвикателство.