Vysokorychlostní obráběcí centra s lineárním pohonem

Stále více firem se přeorientovává na technologii obrábění tvrdokovu s cílem zlepšení produktivity a významného zkrácení času obrábění, který je potřebný k výrobě komplexních matric a dílů. Vysokorychlostní obráběcí centra Sodick řady MC jsou určena pro obrábění složitých tvarů v kalené oceli a poradí si prakticky s jakýmkoliv úkolem. Pojďme si představit výhody jejich konstrukce.

Dva druhy litiny

Obráběcí centra Sodick mají hlavní rám z litiny na bázi FC300, pro portálovou část využívají tvárnou litinu FCD-500. Tento materiál zaručuje v normálních pracovních podmínkách vynikající tlumení nárazů a vibrací, jakož i minimální deformace způsobené teplotními vlivy. Díky tomu ve většině případů předčí stroje konkurence. Stroje Sodick jsou těžší a stabilní, jsou spolehlivé a zaručují požadovanou přesnost dílů a kvalitní povrch u nástrojů vyráběných z kalené oceli.

Koncepce hybridních strojů

Obráběcí centra využívají portálovou konstrukci, která zmenšuje vzdálenost mezi středem vřetena a vodicími lištami osy , minimalizuje možnost teplotní distorze a současně vytváří extrémní tuhost. Portálová konstrukce zároveň eliminuje převis osy obvykle spojené s konstrukcí C portálem.

Lineární vodítka s kuličkovými ložisky

Sodick pro systém vedení používá technologii lineárních vodítek s kuličkovými ložisky. Kuličková ložiska zde umožňují:

• přímý kontakt přes šířku povrchu vodítka zaručující větší stabilitu;
• podporu ve dvou směrech;
• vysoké tlumení a tuhost díky dotyku na větší ploše povrchu;
• rychlost až 5 metrů za sekundu;
• zvýšenou přesnost;
• vyšší hmovyšší hmotnost obrobku

Skleněná pravítka

Skleněná pravítka s přesností 30 nanometrů jsou namontována na všechny pohyblivé osy, což zaručuje vysokou přesnost obrábění a možnost přesného opakování úkonů. Vzhledem k tomu, že pravítka jsou namontována přímo na osu, je vždy měřena skutečná poloha stroje, a ne natočená poloha kuličkového šroubu, jako je tomu v případě rotačních snímačů.

Některé konkurenční firmy sice také využívají skleněná pravítka, ale ve spojení s pohonem kuličkovým šroubem. To není vhodné řešení, jelikož kuličkový šroub se opotřebovává, což vytváří mezeru mezi maticí a šroubem. Kvůli této mezeře pak spolu skleněné pravítko a pohon „bojují“ při určení aktuální pozice, což vede k vibracím a nepřesnosti obráběných dílů.

Pohon os lineárními motory

Lineární motory se nikdy neopotřebují tak jako sada kuličkových šroubů, které mohou přijít na spoustu peněz. Lineární motor je tvořen magnety a měděnými cívkami podobně jako rotační servomotory, ale na rozdíl od kuličkového šroubu a matice zde chybí mechanické spojení s poháněnou částí. Přímý pohon eliminuje potřebu převodu mezi motorem a osou, což vede k dosažení kratší odezvy a vyšší přesnosti programovaných pohybů a tudíž k rychlejšímu a spolehlivějšímu obrábění. Vzhledem k chybějícímu mechanickému kontaktu mezi stolem a lineárním motorem je pohyb os tichý a bez vibrací. Lineární motory nevyžadují údržbu a jejich teoretická životnost je nekonečná. Firma Sodick vyrábí své vlastní lineární motory, což zaručuje jejich spolehlivost a dostupnost.

Použití technologie lineárních motorů u HSM strojů je přirozené. Na strojích HSM se obrábí s malou hloubkou řezu, vysokou rychlostí vřetena a velkou rychlostí posuvu. Mrtvý chod kuličkového šroubu zde limituje, jak velkého „chodu napřed“ může být použito k řízení polohování osy. Protože „chod napřed“ je mírou citlivosti řídicího systému, může být zároveň limitujícím faktorem pro konstrukci nástrojů pro stroj. Pohony lineárními motory mohou být řízeny s mnohokrát větším dopředním chodem, než je tomu u rotačních motorů. To při vyšších hodnotách posuvu dovoluje přesnější polohování, tvarování a interpolaci. Nesporným důkazem o kvalitě strojů Sodick je desetiletá záruka přesnosti polohování poskytovaná výrobcem na všechny stroje s lineárními pohony.

Regulátor pohybu

Regulátor pohybu K-SMC vyvinula firma Sodick speciálně pro řízení svých lineárních pohonů. Systém K-SMC řídí všechny pohyby os a oproti systému pro řízení pohybu stroje s kuličkovými šrouby je principiálně jednodušší. Regulátor pohybu pro systém s kuličkovým šroubem totiž musí při výpočtu polohovacích pohybů uvažovat hodnoty pro kompenzaci kuličkového šroubu (pitch error), což ovlivňuje rychlost výpočtu. Protože K-SMC nemusí kompenzovat pitch error kuličkového šroubu, výsledkem je okamžitá odezva serva.

Vysokofrekvenční vřeteno

Konstrukce vysokofrekvenčního vřetena využívá úhlového kontaktu ložisek integrovaného HF motoru a umožňuje až 40 000 otáček za minutu. Integrovaný vysokofrekvenční motor umožňuje maximální odezvu na příkazy programu v plném rozsahu otáček. Ložiska vřetena jsou hermeticky uzavřena a mazána ureázou, což zcela eliminuje jejich znečištění olejem, jak tomu bývá u vřeten s jiným typem mazání.

K chlazení vřetena je využíván systém s plynovým bypassem, stejně jako k chlazení lineárních motorů. Tím je zabezpečena maximální teplotní stabilita, která po krátkém desetiminutovém zahřívacím cyklu stabilizuje vřeteno na opakovatelnou přesnost 1 μm.

Řízení vysokorychlostního obrábění

Rozšířená technologie přesnosti Sodick (SEPT) umožňuje dosáhnout impozantních 500 bloků za sekundu. SEPT je software, který řídí hardware. Toto vede k nástrojům, které mohou zvládnout komplexnější, trojrozměrné tvary lépe než při použití na jiných strojích stejné kategorie.

Řízení na bázi Windows

Díky citlivosti dosažené pomocí lineárních motorů firmy Sodick a SMC byla firma Sodick nucena vytvořit řízení, které by bylo schopné zpracovat enormní množství dat extrémně rychle a bez zaváhání. Kombinace lineárních motorů, regulátoru pohybu a systému řízení vede k nadprůměrně vysoké přesnosti, kvalitě povrchu a krátkým časům obrábění.

Pro operátora může být stresující seznamovat se s novým neznámým systémem ovládání, avšak ovládání LN2X firmy Sodick na bázi Windows vytváří okamžitě důvěrný vztah mezi strojem a operátorem. Operátor může postřehnout spoustu podobností mezi svým běžným domácím počítačem a počítačem využívaným v těchto strojích. Toto jej uvádí do pohody, redukuje potíže s učením se nového a vyúsťuje ve vyšší produktivitu. Ovládání LN2X může být také propojeno přes standardní ethernetové rozhraní s firemní sítí. Součástí standardního vybavení je 30GB harddisk a 30 MB programovací paměti.

Detailní tréninkový program pro HSM

Vysokorychlostní obrábění (HSM) je hodně odlišné od konvenčního obrábění. Firma Sodick proto poskytuje propracovaný systém školení pro HSM a konvenční obrábění. Toto školení eliminuje tápání ohledně HSM, a umožňuje tak zákazníkům být úspěšný již od samotného počátku.

Ing. Viktor Künstler

Umístění na MSV: pavilon P, stánek 13

Zenit

www.cnc-stroje.cz

kunstler@zenit.cz