Frézovací stroj

Frézovací stroj pro systém Smart Factory
Frézovací stroj pro systém Smart Factory

Frézovací stroj pro systém Smart Factory

Sériová výroba s vysokou rychlostí do velikostí série 1

Kompaktní čtyřosý CNC frézovací stroj je malým zázrakem pro hospodárnou výrobu malých i velkých sérií. V modulární inteligentní továrně umožňuje automatizovanou výrobu malých kovových dílů s vysokou rychlostí – s automatickou výměnou nástroje a upínací kostkou osázenou obrobky.

Stroj vyvinula firma Marquart engineering GmbH, německo-čínská vývojová společnost, pro obrábění hliníku, nerezové oceli a skla.

Koncepce stroje je navržena pro zřetězení více strojů a umožňuje komunikaci s nadřazenými systémy. Pomocí naší techniky lze jednoduše a flexibilně realizovat svislé i vodorovné síťové propojení. Proto mohou být frézovací stroje použity jako stavební kameny Industry 4.0.

Představujeme vám hlavní komponenty tohoto řešení, které zajišťují tyto výhody ve vzájemné souhře. Máte dotazy? Kontaktujte nás na adrese: fraesmaschine@balluff.de

  • Vysoká přesnost pro sledování polohy a otáček

    Jeden měřicí systém pro všechny osové aplikace

    Mimořádně přesné sledování polohy a otáček zajišťují naše magneticky kódované systémy měření dráhy BML s vysokým rozlišením v různých polohách: na obráběcích osách x, y, z a B.

    Vysoce přesné magneticky kódované systémy měření dráhy, které jsou tvořeny hlavou snímače a měřicím tělesem, měří bezdotykově, jsou bez opotřebení a na rozdíl od drahých optických systémů nepotřebují žádná ochranná opatření. Jsou velmi robustní a necitlivé vůči prachu, oleji a usazeninám a zaručují vysokou provozní bezpečnost za nízkou cenu. Jsou vhodné pro vysoká zrychlení a necitlivé vůči vibracím a kmitům. To bylo pro konstruktéry rozhodující.

    Pro výrobce strojů bylo nanejvýš atraktivní, že mohl použít měřicí systém pro všechny osové aplikace. Protože konečná montáž jednotlivých systémových komponent sleduje stejný princip a podstatně tak zjednodušuje sériovou výrobu i uvedení stroje do provozu.

    Vysoká přesnost pro sledování polohy a otáček

    Magneticky kódované systémy měření dráhy poskytují vysokou provozní spolehlivost.

  • Záruka přesných otáček držáku obrobků

    Optimální kvalita regulace pro momentový motor

    Pro efektivní obrábění obrobků se používá univerzální držák, který vede obrobky na každé straně. Aby byly obrobky pro frézování za sebou správně polohovány, otáčí se neomezeně pomocí momentového motoru o 360 stupňů. Indukční vazební člen přitom přenáší energii bezdotykově vzduchovou mezerou. Tím je vyloučeno opotřebení a prasknutí kabelu.

    Vysoce dynamické, superrychlé a přesné pojezdové pohyby kontroluje inkrementální BML S1F s kruhovým měřicím tělesem, který je integrován do uložení rotační osy. Jeho velmi přesné výsledky měření umožňují optimální kvalitu regulace a poskytují tak přesnou zpětnou vazbu polohy, takže chod pohonu je maximálně klidný.

    Konstruktér využívá kompaktní konstrukce, velké vzdušné vzdálenosti od hlavy snímače a měřicího pásma a magnetizace na zakázkovém funkčním dílu. Díky optimální integraci do konstrukce stroje je zajištěn velký rozsah měření, a tím velmi vysoké rozlišení.

    Záruka přesných otáček držáku obrobků

    Momentový motor zajišťuje otáčení držáku obrobků.

  • Bezpečné zablokování a povolení držáku nástrojů

    S elektromotorem: výkonné, energeticky účinné, s jednoduchým sledováním

    V elektromotoru, který uvolňuje držák obrobků, je v upínacím zařízení umístěn absolutní kotouč. Jeho přesný absolutní měřicí signál, který je k dispozici okamžitě po zapnutí, ukazuje přesnou polohu upínacího zařízení bez referenční jízdy.

    Žádný hydraulický nebo pneumatický systém není zapotřebí, protože je použita elektrická pohonná technologie. Ta poskytuje velký výkon, je energeticky účinná a zároveň se dobře kontroluje.

  • Sledování upínací dráhy nástroje

    Pro automatickou výměnu nástrojů a spolehlivé obrábění

    Sledování upínací dráhy nástroje přebírá náš indukční měřicí systém pro snímání polohy BIP. Ten pomocí ocelového prvku kontroluje aktuální stav upnutí. Díky této bezprostřední informaci je držák obrobků vždy bezpečně zablokovaný.

    Systém pro měření polohy, který je necitlivý vůči znečištění, nabízí i při vysoké pojezdové rychlosti bezpečnou kontrolu polohy s vysokou přesností opakování. Automatická výměna nástrojů a spolehlivé obrábění jsou tak spolehlivě zajištěny.

    Toto řešení je hospodárné a přesvědčí na první pohled.

    Sledování upínací dráhy nástroje

    Systém pro měření polohy nabízí spolehlivou kontrolu polohy s vysokou přesností opakování.

  • Bezdotykový přenos energie pro snímací techniku a ventilové bloky

    Pro vysokou dostupnost zařízení

    Přenos energie a signálů zajišťuje indukční vazební člen BIC. Tím se v držáku obrobků aktivují indukční snímače a řídí ventilové bloky.

    Náš indukční vazební člen je ideální pro pohyblivé části stroje. Protože bezdotykový vysílač spolehlivě a bez opotřebení přenáší energii i signály vzduchovou mezerou, a podporuje tak vysokou dostupnost zařízení.

    Díky rozhraní IO-Link funguje obousměrně a předává data v obou směrech. Tím se současně daří aktivovat výkonné prvky a přijímat signály snímačů.

    Protože lze s rychle odpojitelnými jednotkami jednoduše manipulovat díky systému plug and play, jsou nové požadavky, jako je výměna nástrojů, proveditelné v krátkém čase. To umožňuje vysoké taktovací rychlosti a zvyšuje flexibilitu postupů.

  • Polohování držáků obrobků na obráběcích osách

    Optimální kvalita regulace pro lineární pohon

    Pro přesné polohování držáku obrobků na třech obráběcích osách zaručují magneticky kódované měřicí systémy BML S1F optimální kvalitu regulace lineárního motoru.

    Výrobce strojů může navíc rychle a flexibilně montovat kompaktní systémy. Protože manipulace je jednoduchá a umožňuje rozmanité použití. Další výhoda systému: Měřicí pásma lze dokonce individuálně přizpůsobit na místě.

  • Přesné polohování os měniče nástrojů

    Pro rychlou výměnu nástroje

    Přesné polohování měniče nástrojů na ose x, y a z sleduje inkrementální lineární systém měření dráhy BML S1F. To umožňuje rychlou a spolehlivou výměnu nástroje. Protože požadovaná poloha při výměně je vždy zaručena.

    Pokud se systém přímého měření BML kombinuje s jednoduchým kuličkovým šroubem a ozubeným řemenem, umožňuje to vysokou přesnost za velmi dobrou cenu.

    Přesné polohování os měniče nástrojů

    Hospodárné řešení vysoké přesnosti: Měřicí systém se kombinuje s jednoduchým kuličkovým šroubem a ozubeným řemenem.

  • Zajištění přívodu chladiv a maziv

    Nepřetržité snímání hladiny

    Ultrazvukové snímače hladiny s rozhraním IO-Link zajišťují spolehlivé zásobení frézovacího stroje chladivy a mazivy. Snímače nepřetržitě snímají přesnou hladinu procesních kapalin a předávají ji digitálně ve vysoké kvalitě signálu do řízení. Minimální i maximální hodnota je tak spolehlivě dodržena.

    Díky rozhraní IO-Link má obsluha stroje neustálý přehled. Protože komunikační standard nepřetržitě předává procesní data i diagnostické informace.

  • Napájení snímací techniky a ventilových bloků

    Se sledováním stavu

    Vyhledávač produktů

    Napájení přebírá síťový zdroj IP 67 s rozhraním IO-Link, který lze použít přímo v terénu v drsných podmínkách, a výborně se tak hodí pro decentralizovanou instalaci mimo rozvodnou skříň. Díky rozhraní IO-Link lze síťový zdroj sledovat pohodlně z ovládacího panelu, a může tak být instalován i na těžko přístupných místech.

    Díky funkci Heartbeat® může obsluha stroje nepřetržitě sledovat faktory opotřebení. Indikuje zátěže a vytížení (úrovně namáhání), jakož i proudové zatížení (úroveň zatížení). Signalizace v reálném čase navíc upozorňuje na zbývající životnost. Nečekané výpadky s přerušením výroby jsou proto minulostí.

  • Zobrazení a sledování provozních stavů

    Dodatečná bezpečnost pro provoz stroje

    Vyhledávač produktů

    Pro sledování různých provozních stavů a nepřetržitou kontrolu různých fází byl zvolen LED signalizační maják SmartLight. Protože jeho spektrum barev umožňuje podrobné zobrazování, a navíc signalizuje trendy a průběhy fyzikálních veličin. Přitom je jeho ovládání jednoduše nedostižné. Režimy a barvy lze měnit v běžném provozu, tedy bez mechanické přestavby. A jeho barvy a zóny jsou individuálně parametrizovatelné co do počtu, velikosti i určení barev. To vše díky jeho rozhraní IO-Link.

    Zařízení SmartLight tak ukazuje, kolik času zbývá do příští údržby stroje. Pomocí frekvence blikání lze zjistit, zda má zásobník dílů dostatečné množství dílů pro obrábění. A indikace hladiny signalizuje, kolik maziva je k dispozici a kdy je třeba nádrž doplnit. To poskytuje dodatečnou bezpečnost při provozu stroje.

    Zobrazení a sledování provozních stavů

    Nastavení lze měnit v běžném provozu – bez mechanické přestavby.

  • Cenově výhodné připojení a průběžná komunikace až ke snímači

    Vždy víte, co se děje

    Vysoký stupeň automatizace stroje s množstvím snímací techniky vyžaduje výkonnou a současně hospodárnou koncepci zapojení. Výrobce strojů chtěl rovněž frézovací stroj účinně spojit s ostatními stroji jejího typu, aby byla umožněna vzájemně se překrývající komunikace.

    Ideálním řešením bylo rozhraní IO-Link. Protože cenově výhodné třívodičové nestíněné průmyslové kabely pro spojení postačují. A jednoduché konektory M12 postačují pro připojení nejrůznějších zařízení. Díky univerzálnímu rozhraní lze centrálně parametrizovat inteligentní snímače a digitálně přenášet diagnostické informace od snímače k řídicí jednotce a procesní data s vysokou kvalitou signálu.

    Zvlášť zajímavé pro výrobce a provozovatele strojů: Kombinací IO-Link s výkonnou sběrnicovou technologií lze spolehlivě a flexibilně vyměňovat data mezi zařízeními.

  • S efektivní a výkonnou síťovou technikou

    Komunikace mezi zařízeními

    Vyhledávač produktů

    Aby byly signály snímačů přijímány co nejúsporněji, využívá výrobce strojů rozbočovače snímačů IO-Link s 16 volně konfigurovatelnými vstupy/výstupy. Zejména když se aktivní rozvaděče v robustním kovovém krytu se stupněm krytí IP 67 výborně hodí pro drsné prostředí frézovacího stroje. Navíc jsou v rozvodné skříni použity rozbočovače snímačů IO-Link s krytím IP 20 s osmi volně konfigurovatelnými vstupy/výstupy. Jejich provedení lze dokonale integrovat do omezeného prostoru.

    Tyto rozbočovače jsou pomocí systému „plug and play“ spojeny s řídicí jednotkou IO-Link s 8 porty, která informace ze snímačů z osmi rozbočovačů vždy s až 16 snímači předává řízení. Pro každý uzel tak lze připojit až 136 vstupů/výstupů. Co je přitom zvlášť výhodné: Elektrotechnik k tomu potřebuje pouze jednu sběrnicovou adresu.

    Komunikace mezi zařízeními díky efektivní, výkonné síťové technice

    Účinné spojení a úspora sběrnicových uzlů.

  • Plně automatická správa nástrojů

    Jednoduchá správa dat a optimální vytížení nástrojů

    Jednoduchá správa dat byla důvodem, proč se výrobce strojů zaměřil na automatizovanou správu nástrojů se systémem RFID. Neméně jej přesvědčila vysoká hospodárnost s optimálním vytížením nástrojů a údržbou. Zvlášť když vysoce účinné použití nástrojů přispívá ke zvýšení produktivity.

    Protože díky správě nástrojů je ten správný nástroj ve správném okamžiku na správném místě. Všechna relevantní data nástrojů, jako dostupnost, stupeň opotřebení nebo zbývající životnost, jsou při použití v reálném čase uložena na datovém nosiči, který je pevně spojen s nástrojem. Všechna data lze kdykoli vyvolat. A již nemůže docházet k chybnému přiřazení.

    Tuto bezpapírovou, spolehlivou identifikaci nástrojů s vysokým stupněm přidané hodnoty zaručuje náš vysokofrekvenční systém BIS M s frekvencí 13,56 MHz. Je konstruován speciálně pro strojírenské prostředí a skvěle zvládá vysoké rychlosti v drsných podmínkách. Díky univerzalitě dostupných komponent byl vhodný systém rychle sestaven, otestován a uveden do provozu.

    Plně automatická správa nástrojů

    Díky automatizované správě nástrojů je ten správný nástroj ve správný okamžik na správném místě.

  • Automatické přiřazování a sledování obrobků

    Transparentnost pro celý výrobní proces

    K zajištění kvality a kvůli hospodárnosti je třeba obrobky plně automaticky přivádět a sledovat. Při výběru techniky hrála důležitou roli i zpětná sledovatelnost výrobního procesu.

    RFID se zde osvědčuje jako klíčová technologie. Protože RFID automaticky zaznamenává výrobní historii všech vyrobených dílů i všechny použité materiály a provozní prostředky – s časem, místem, postupem. Díky těmto informacím v reálném čase lze chybné díly ještě v průběhu procesu zachytit, opravit a vrátit zpět do výroby.

    Každý obrobek přitom získává datový nosič vysokofrekvenčního systému RFID BIS M. Tyto průmyslové vysokorychlostní datové nosiče poskytují neomezené cykly zapisování/čtení a podporují vysoké výrobní kapacity a rychlé taktovací časy. Jsou navrženy pro strojírenské prostředí a neškodí jim ani kovový prach, ani voda nebo olej. Pro identifikaci při frézování malých kovových dílů jsou proto ideální.

    Každý krok výrobního řetězce je zaznamenaný a zpětně sledovatelný. Celý výrobní proces je tak transparentní a lze řídit tok materiálu mezi jednotlivými oblastmi. Nyní je možný optimální průběh od polotovaru až po hotový výrobek. Frézovací stroje tohoto typu tak lze dokonale integrovat do technologie Smart Factory.