Freesmachine

Freesmachine voor de Smart Factory
Freesmachine voor de Smart Factory

Freesmachine voor de Smart Factory

Serieproductie met hoge snelheid tot seriegrootte 1

De compacte vierassige CNC-freesmachine is een klein wonder voor de efficiënte productie van kleine en serieproductie. In een modulair opgebouwde intelligente fabriek maakt deze de geautomatiseerde productie van kleine onderdelen uit metaal in met hoge snelheid mogelijk met automatische gereedschapswisseling en een met werkstukken uitgeruste opspaneenheid.

De machine werd door de firma Marquart engineering GmbH, een Duits-Chinese ontwikkelingsonderneming, voor de bewerking van aluminium, roestvrij staal en glas ontwikkeld.

Het machineconcept is voor de koppeling van meerdere machines ontworpen en maakt de communicatie met overkoepelende systemen mogelijk. De verticale en horizontale integratie is dankzij de toepassing van onze techniek eenvoudig en flexibel implementeerbaar. Daarom kunt u de freesmachine als bouwsteen voor Industrie 4.0 gebruiken.

We stellen u de belangrijke componenten van deze oplossing voor, die gecombineerd deze voordelen garanderen. U hebt vragen? Neem contact met ons onder: fraesmaschine@balluff.de

  • Hoge nauwkeurigheid voor de positie- en toerentalbewaking

    Een meetsysteem voor alle astoepassingen

    De uiterst precieze positie- en toerentalbewaking wordt gewaarborgd door onze magneetgecodeerde lengtemeetsystemen BML met hoge resolutie op verschillende posities: de bewerkingsassen x, y, z en B.

    De uiterst nauwkeurige magneetgecodeerde lengtemeetsystemen, die bestaan uit een sensorkop en een meetlichaam, meten contactloos, zijn slijtvrij en hebben in tegenstelling met dure optische systemen geen beschermingsmaatregelen nodig. Zeer robuust en ongevoelig voor stof, olie en afzettingen garanderen deze een hoge bedrijfszekerheid voor een bescheiden prijs. Deze zijn geschikt voor hoge versnellingen en bestand tegen trillingen en schokken. Dit was voor de constructeur doorslaggevend.

    Voor de machinebouwer was het zeer aantrekkelijk, één meetsysteem voor alle astoepassingen te kunnen gebruiken. Want de eindmontage van de afzonderlijke systeemcomponenten volgt hetzelfde principe en vereenvoudigt zo wezenlijk de serieproductie maar ook de inbedrijfstelling van de machine.

    Hoge nauwkeurigheid voor de positie- en toerentalbewaking

    Magneetgecodeerde lengtemeetsystemen bieden hoge bedrijfszekerheid.

  • Exacte draaiing van de werkstukhouder garanderen

    Optimale regelkwaliteit voor de koppelmotor

    Voor de efficiënte bewerking van de werkstukken wordt een vierzijdige werkstukdrager gebruikt, die op elke pagina werkstukken meeneemt. Om de werkstukken voor frezen na elkaar correct te positioneren, wordt deze met een de koppelmotor met 360 graden eindloos gedraaid. Hiervoor draagt een inductieve koppelaars de energie via een luchtspleet contactloos over. Zo zijn kabelslijtage en kabelbreuk niet meer aan de orde.

    De hoogdynamische, supersnelle en nauwkeurige verplaatsingen worden gecontroleerd door een incrementele BML S1F met ringmeetlichaam, welke in de lagering van de draaias is geïntegreerd. De zeer nauwkeurige meetresultaten maken de optimale regelkwaliteit mogelijk en leveren zo een exacte positiefeedback, zodat de aandrijving rustig loopt.

    De constructeur profiteert van de compacte bouwvorm, de grote luchtafstand van sensorkop en meetband en ook van de magnetisering op het klantspecifieke functiedeel. Dankzij de optimale integratie in de machineconstructie wordt een grote meetradius en daarmee een zeer hoge resolutie gerealiseerd.

    Exacte draaiing van de werkstukhouder garanderen

    Een koppelmotor zorgt voor het draaien van de werkstukhouder.

  • Gereedschapshouder betrouwbaar vergrendelen en losmaken

    Met elektromotor: krachtig, energiezuinig, eenvoudig te bewaken

    In de elektromotor, die de werkstukhouder losmaakt, zit in de spaninrichting een absoluutschijf. het nauwkeurige absolute meetsignaal, dat na het inschakelen direct aanwezig is, geeft de nauwkeurige positie van de spaninrichting aan zonder referentiebeweging.

    Om geen hydraulica en geen pneumatische systemen nodig te hebben, werd elektrische aandrijftechniek toegepast. Deze levert betere prestaties, is energiezuinig en tegelijkertijd goed te bewaken.

  • Spanwegbewaking van het gereedschap

    Voor een geautomatiseerde gereedschapswissel en de procesveilige bewerking

    Ons inductief lengtemeetsysteem BIP zorgt voor de spanwegbewaking van het gereedschap. Deze controleert via een stalen doel de actuele spantoestand. Dankzij deze directe informatie is de werkstukhouder altijd betrouwbaar vergrendeld.

    Ongevoelig voor vervuiling biedt het lengtemeetsysteem ook bij een hoge processnelheid een betrouwbare positiecontrole met hoge herhaalnauwkeurigheid. De automatische gereedschapswisseling en de procesveilige bewerking zijn zo betrouwbaar gegarandeerd.

    Deze oplossing is economisch en overtuigt onmiddellijk.

    Spanwegbewaking van het gereedschap

    Het lengtemeetsysteem biedt een betrouwbare positiecontrole met hoge herhaalnauwkeurigheid.

  • Energie voor sensoren en ventieleiland contactloos overdragen

    Voor een hoge beschikbaarheid van de installatie

    Voor de energie- en signaaloverdracht zorgt een inductieve koppeling BIC. Hiermee worden in de werkstukhouder de inductieve sensoren opgevraagd en het ventieleiland gestuurd.

    Onze inductieve koppelaars zijn ideaal geschikt voor bewegende machinedelen. Want de contactloze overdracht verstuurt zowel energie alsook signalen betrouwbaar en slijtvrij via een luchtspleet en ondersteunt zo een hoge installatiebeschikbaarheid mogelijk.

    Dankzij de IO-Link-interface functioneert deze bidirectioneel en draagt gegevens over in beide richtingen. Hiermee lukt er, tegelijkertijd de actuator aan te sturen en sensorsignalen te verzamelen.

    Omdat de snel loskoppelbare eenheden door Plug-and-Play eenvoudig te bedienen zijn, kunnen nieuwe eisen zoals gereedschapswisseling in korte tijd worden geïmplementeerd. Dit maakt hoge cyclusfrequenties mogelijk en verhoogt de flexibiliteit van de processen.

  • Werkstukhouder op bewerkingsassen positioneren

    Optimale regelkwaliteit voor de lineaire aandrijving

    Om de werkstukhouder op de drie bewerkingsassen nauwkeurig te positioneren, zorgen de magneetgecodeerde meetsystemen BML S1F voor de optimale regelkwaliteit van de lineaire motor.

    Bovendien kan de machinebouwers de compacte systemen snel en flexibel monteren. Want de handling is eenvoudig en maakt veel speelruimte mogelijk. Ander voordeel van het systeem: De meetbanden kunnen zelfs ter plaatse individueel worden aangepast.

  • Assen van de gereedschapswisselaar exact positioneren

    Voor de snelle gereedschapswisseling

    De exacte positionering van de gereedschapswisselaar op de x-, y-, z-as wordt door een incrementeel lineair wegmeetsysteem BML S1F bewaakt. Dit maakt een snelle en betrouwbare gereedschapswisseling mogelijk. Want de gewenste wisselpositie is altijd gegarandeerd.

    Wordt het directe meetsysteem BML met een eenvoudige kogelrolspindel en een tandriem gecombineerd, dan maakt dit een grote nauwkeurigheid mogelijk tegen een zeer goede prijs.

    Assen van de gereedschapswisselaar exact positioneren

    Hoge nauwkeurigheid economisch uitgevoerd: Het meetsysteem wordt met een eenvoudige kogelrolspindel en een tandriem gecombineerd.

  • Koel- en smeermiddeltoevoer waarborgen

    Continue detectie van het niveau

    Ultrasone niveausensoren met IO-Link-interface zorgen voor de betrouwbare toevoer van koel- en smeermiddelen naar de freesmachine. Continu detecteren de sensoren de exacte niveauwaarde van de procesvloeistoffen en geven deze digitaal door aan de besturing met hoge signaalkwaliteit. Zo worden minimum- en maximum-waarde betrouwbaar aangehouden.

    Door IO-Link heeft de machine-exploitant altijd overzicht. Want de communicatiestandaard levert permanent zowel procesgegevens als diagnose-informatie:.

  • Voedingsspanning van de sensoren en ventieleiland

    Met Condition Monitoring

    Productzoeker

    De voedingsspanning wordt verzorgt door een IP67-voeding met IO-Link, welke direct in het veld onder ruwe omstandigheden ingezet kan worden en uitstekend geschikt is voor de decentrale installatie zonder schakelkast. Door IO-Link kan de voeding vanuit de regelkamer comfortabel worden bewaakt en zo ook op moeilijk toegankelijke plaatsen worden ingebouwd.

    Door de Heartbeat ® -functie kan de machine-exploitant slijtagefactoren permanent bewaken. Het geeft de last en belasting (Stresslevel) en ook de stroombelasting (Loadlevel) aan. Daarnaast geeft de Lifetime-functie een indicatie over de resterende levensduur. Onverwachte uitval met productie-onderbreking behoren daarom tot het verleden.

  • Bedrijfstoestanden weergeven en bewaken

    Extra betrouwbaarheid voor het machinebedrijf

    Productzoeker

    Om verschillende bedrijfstoestanden te bewaken en verschillende stadia permanent te kunnen controleren, wordt de LED-signaalzuil SmartLight ingezet. Want het kleurenspectrum maakt gedetailleerd weergeven mogelijk en signaleert bovendien trends en het verloop van fysische grootheden. Daarbij is de handling eenvoudig onverslaanbaar. Modi en kleuren kunnen tijdens bedrijf, dat betekent zonder mechanische ombouw, worden gewisseld. En de kleuren en zones kunnen voor wat betreft aantal, grootte en kleurdefinitie individueel worden geparametreerd. Dit alles dankzij de IO-Link-interface.

    Zo geeft het SmartLight aan, hoe lang het nog duurt tot het volgende onderhoud van de machine. Via de knipperfrequentie is afleesbaar, of het onderdelenbuffer nog voldoende onderdelen voor de bewerking bevat. En de niveau-indicatie signaleert, hoeveel smeermiddel aanwezig is en wanneer het reservoir moet worden bijgevuld. Dit geeft extra zekerheid bij het bedrijf van de machine.

    Bedrijfstoestanden weergeven en bewaken

    De instellingen kunnen tijdens bedrijf- zonder mechanische ombouw - worden veranderd.

  • Voordelig verbinden en tot aan de sensor communiceren

    Altijd weten, wat er gebeurt

    Het hoge automatiseringsniveau van de machine met een groot aantal aan sensoren vraagt om een krachtig en tegelijkertijd efficiënt bedradingsconcept. Ook wil de machinebouwer de freesmachine met andere machines van bepaalde types efficiënt kunnen verbinden om een algemene communicatie mogelijk te maken.

    IO-Link is de ideale oplossing. Want voordelige drieaderige niet-afgeschermde industriële kabels zijn voldoende voor de verbinding. En eenvoudige M12-stekkers zijn voldoende om diverse apparaten aan te sluiten. Dankzij de universele interface kunnen intelligente sensoren centraal worden geparametreerd en kan diagnose-informatie van sensor naar besturing en ook procesgegevens digitaal met hoge signaalkwaliteit worden overgedragen.

    Bijzonder interessant voor de machinebouwer en de machine-exploitant: Dankzij de combinatie van IO-Link met een krachtige veldbustechnologie kunnen gegevens over de gehele installatie betrouwbaar en flexibel worden overgedragen.

  • Met een efficiënte en krachtige netwerktechniek

    Communiceren binnen de gehele installatie

    Productzoeker

    Om de sensorsignalen zo voordelig mogelijk te verzamelen, gebruikt de machinebouwer IO-Link-sensorhubs met 16 vrij configureerbare in-/uitgangen. De actieve verdeler in de robuuste metalen behuizing in IP 67 is uitstekend geschikt voor de ruwe omgeving van de freesmachine. Daarnaast worden in de schakelkast IO-Link-sensorhubs in IP20 met acht vrij configureerbare in-/uitgangen gebruikt. Want de bouwvorm daarvan kan perfect in krappe ruimten worden geïntegreerd.

    Deze hubs worden met Plug-and-Play met een 8-poort-IO-Link-master verbonden, die de sensorinformatie van acht hubs met elk maximaal 16 sensoren aan de besturing doorgeeft. Maximaal 136 in-/uitgangen kunnen zo per knooppunt worden aangesloten. Bijzonder efficiënt daarbij: de elektrotechnicus heeft daarvoor slechts één busadres nodig.

    Over de gehele installatie communiceren dankzij efficiënte, krachtige netwerktechniek

    Efficiënt verbinden en busknooppunten sparen.

  • Volautomatisch gereedschapsmanagement

    Eenvoudige databeheer en optimale gereedschapsbelasting

    Het eenvoudige databeheer was een reden, waarom de machinebouwer voor een geautomatiseerd gereedschapsmanagement met RFID koos. Het hoge rendement met een optimale gereedschapsbelasting en onderhoud waren niet minder overtuigend. En het uiterst efficiënte gebruik van het gereedschap wat bijdraagt aan de toename van de productiviteit.

    Want door het gereedschapsmanagement is het juiste gereedschap op het juiste tijdstip op de juiste plek. Alle relevante gereedschapsgegevens zoals beschikbaarheid, slijtage of resterende standtijd worden op een gegevensdrager, die met het gereedschap vast is verbonden, bij het gebruik in realtime opgeslagen. Alle gegevens zijn altijd oproepbaar. En ontbrekende opdrachten kunnen niet meer voorkomen.

    Deze papierloze, betrouwbare gereedschapsidentificatie met hoge waarde wordt gegarandeerd door ons hoogfrequente systeem BIS M met 13,56 MHz. Speciaal voor de metaalomgeving ontworpen, kan het uitstekend de hoge snelheden in een ruwe omgeving aan. Dankzij de grote verscheidenheid van de leverbare componenten was het passende systeem snel samengesteld, getest en in gebruik genomen.

    Volautomatisch gereedschapsmanagement

    Dankzij het geautomatiseerde gereedschapsmanagement is het juiste gereedschap op het juiste moment op de juiste plek.

  • Werkstukken automatisch toewijzen en traceren

    Transparantie voor het gehele productieproces

    Voor de kwaliteitsborging en vanwege de efficiency moeten de werkstukken volautomatisch worden aangevoerd en traceerbaar zijn. Ook speelde de traceerbaarheid van het productieproces bij het kiezen van de techniek een belangrijke rol.

    RFID bewijst zich hier als sleuteltechnologie. Want RFID documenteert automatisch de productiehistorie van alle vervaardigde onderdelen en alle gebruikte materialen en bedrijfsmiddelen: met tijd, plaats, verloop. Dankzij deze informatie in realtime kunnen foutieve onderdelen nog tijdens het lopende proces worden afgevoerd, verbeterd en opnieuw in de productie worden gebracht.

    Elk werkstuk krijgt hiervoor een gegevensdrager van het hoogfrequente RFID-systeem BIS m. Deze industriële hogesnelheidsgegevensdragers bieden onbeperkte schrijf-/leescycli en ondersteunen hoge frequenties en snelle cyclustijden. Voor de metaalomgeving ontworpen, hebben metaalstof, water of olie geen enkele invloed meer. Voor identificatietaken bij frezen van kleine metalen onderdelen zijn deze daarom ideaal geschikt.

    Elke stap van de procesketen wordt geregistreerd en is inzichtelijk. Het gehele productieproces wordt daarmee transparant en de materiaalstroom kan als geheel worden gestuurd. Van halffabrikaat tot eindproduct is nu een optimaal proces mogelijk. Freesmachines van dit type kunnen perfect in de Smart Factory worden geïntegreerd.