Frézovací stroj

Frézovací stroj pre Smart Factory
Frézovací stroj pre Smart Factory

Frézovací stroj pre Smart Factory

Sériová výroba vo vysokej rýchlosti do výrobnej dávky 1

Kompaktná štvorosá CNC fréza je malý zázrak na hospodárnu výrobu malých a veľkých sérií. V modulárne zloženej inteligentnej továrni umožňuje automatizovanú výrobu malých kovových súčiastok vo vysokej rýchlosti – s automatickou výmenou nástrojov a upínacou kockou osadenou obrobkami.

Stroj bol vyvinutý spoločnosťou Firma Marquart engineering GmbH, nemecko-čínskou vývojárskou spoločnosťou na obrábanie hliníka, nehrdzavejúcej ušľachtilej ocele a skla.

Koncepcia stroja je navrhnutá na zreťazenie viacerých strojov a umožňuje komunikáciu s nadriadenými systémami. Vďaka použitiu našej techniky je vertikálne a horizontálne zosieťovanie jednoduché a flexibilne implementovateľné. Frézu preto môžete používať ako stavebný prvok systémov Industrie 4.0.

Predstavujeme vám dôležité prvky tohto riešenia, ktorých súhra zaisťuje tieto výhody. Máte nejaké otázky? Kontaktujte nás: fraesmaschine@balluff.de

  • Vysoká presnosť pri monitorovaní polohy a otáčok

    Merací systém pre všetky osové aplikácie

    Mimoriadne presné monitorovanie polohy a otáčok zaručujú naše magneticky kódované systémy merania dráhy BML s vysokým rozlíšením na rôznych polohách: obrábacie osi x, y, z a B.

    Vysoko presné magneticky kódované systémy merania dráhy, zložené zo snímacej hlavy a meracieho telesa, merajú bezdotykovo, neopotrebovávajú sa a na rozdiel od drahých optických systémov nepotrebujú žiadne ochranné opatrenia. Sú veľmi robustné a na prach, oleje a usadeniny necitlivé zariadenia zaručujú vysokú prevádzkovú bezpečnosť za nízku cenu. Sú vhodné na veľké rýchlosti a necitlivé na vibrácie a kmitanie. To bolo rozhodujúce pre konštruktérov.

    Pre strojárov bolo mimoriadne atraktívne používať jeden merací systém na všetky osové aplikácie. Pretože konečná montáž jednotlivých komponentov systému sa riadi rovnakým princípom a výrazne tak zjednodušuje sériovú výrobu, ako aj sprevádzkovanie stroja.

    Vysoká presnosť pri monitorovaní polohy a otáčok

    Magneticky kódované systémy merania dráhy ponúkajú vysokú prevádzkovú bezpečnosť.

  • Zaručenie presného otáčania nosiča obrobkov

    Optimálna kvalita regulácie pre nastavovací motor

    Na efektívne obrábanie obrobkov sa používa štvorstranný nosič obrobkov, ktorý prináša obrobky na každej strane. Aby sa obrobky správne polohovali jeden po druhom na frézovanie, nekonečne sa otáča o 360 stupňov prostredníctvom nastavovacieho motora. Indukčný väzbový člen k tomu prenáša energiu bez dotyku cez vzduchovú medzeru. Opotrebovanie a pretrhnutie káblov tak nepripadá do úvahy.

    Vysoko dynamické, superrýchle a presné pohyby pojazdu kontroluje inkrementálny BML S1F s kruhovým meracím telesom, ktoré je integrované do uloženia otočnej osi. Jeho vysoko presné výsledky meraní umožňujú optimálnu kvalitu regulácie a poskytujú tak presnú spätnú väzbu o polohe, aby mal pohon maximálne pokojný chod.

    Konštruktér profituje z kompaktného konštrukčného tvaru, veľkej vzdušnej vzdialenosti snímacej hlavy a meracieho pásma a magnetizácie na špecifickom funkčnom dieli zákazníka. Vďaka optimálnej integrácie do konštrukcie stroja sa realizuje veľký rádius merania, a tým aj veľmi vysoké rozlíšenie.

    Zaručenie presného otáčania nosiča obrobkov

    Nastavovací motor zabezpečuje otáčanie nosiča obrobkov.

  • Bezpečné zaistenie a uvoľnenie držiaka nástrojov

    S elektromotorom: výkonné, energeticky úsporné a jednoduché monitorovanie

    V elektromotore, ktorý uvoľňuje držiak nástrojov, sa v upínacom prípravku nachádza absolútna podložka. Jeho presný absolútny merací signál, ktorý je k dispozícii okamžite po zapnutí, ukazuje presnú polohu upínacieho prípravku bez referenčného pohybu.

    Aby nebola potrebná žiadna hydraulika ani pneumatika, stavilo sa na elektrickú pohonnú techniku. Tá ponúka veľký výkon, energetickú úspornosť a súčasne sa dobre monitoruje.

  • Monitorovanie upínacej dráhy nástroja

    Pre automatizovanú výmenu nástrojov a bezpečný obrábací proces

    Monitorovanie upínacej dráhy nástroja preberá náš indukčný systém na meranie pozície BIP. Ten monitoruje aktuálny stav upnutia prostredníctvom oceľového terča. Vďaka tejto bezprostrednej informácii je držiak nástrojov vždy bezpečne zaistený.

    Na znečistenie ponúka necitlivý systém merania polohy aj bezpečnú kontrolu polohy s vysokou presnosťou opakovaní aj pri vysokých rýchlostiach pohybov. Spoľahlivo sa tak zaistí automatická výmena nástrojov a bezpečný obrábací proces.

    Toto riešenie je hospodárne a na prvý pohľad presvedčivé.

    Monitorovanie upínacej dráhy nástroja

    Systém merania polohy ponúka bezpečnú kontrolu polohy s vysokou presnosťou opakovaní.

  • Bezdotykový prenos energie pre senzoriku a ventilový ostrov

    Pre vysokú dostupnosť zariadenia

    O prenos energie a signálu sa stará indukčný väzbový člen BIC. Jeho prostredníctvom sa monitorujú indukčné snímače a riadia ventilové ostrovy v nosiči obrobkov.

    Náš indukčný väzbový člen je ideálny na pohybované diely stroja. Pretože bezdotykový prenášač bezpečne odosiela energiu aj signály bez opotrebovania cez vzduchovú medzeru a podporuje tak vysokú dostupnosť zariadenia.

    Prostredníctvom rozhrania IO-Link funguje obojsmerne a prenáša dáta v oboch smeroch. Vďaka tomu je možné aktivovať aktoriku aj zbierať signály snímačov súčasne.

    Keďže s ľahko odpojiteľnými jednotkami so systémom Plug-and-Play sa ľahko manipuluje, nové požiadavky, ako výmena nástroja, sa dajú implementovať v krátkom čase. Umožňuje to vysoké taktovacie rýchlosti a zvyšuje to flexibilitu procesov.

  • Polohovanie nosiča obrobkov k obrábacím osiam

    Optimálna kvalita regulácie pre lineárny pohon

    Magneticky kódované meracie systémy BML S1F zaručujú optimálnu kvalitu regulácie lineárneho motora na presné polohovanie nosiča obrobkov k trom obrábacím osiam.

    Kompaktné systémy dokáže konštruktér strojov okrem toho aj rýchlo a flexibilne namontovať. Pretože manipulácia je jednoduchá a umožňuje veľkú vôľu. Ďalšia výhoda systému: Meracie pásma sa dajú dokonca individuálne našiť na mieru na mieste.

  • Presné polohovanie osí meniča nástrojov

    Pre rýchlu výmenu nástrojov

    Presné polohovanie meniča nástrojov na osi x, y, z monitoruje inkrementálny lineárny systém merania dráhy BML S1F. Umožňuje to rýchlu a spoľahlivú výmenu nástrojov. Pretože vždy sa zaistí správna požadovaná poloha na výmenu.

    Ak sa priamy merací systém BML skombinuje s jednoduchou guľôčkovou skrutkou a ozubeným remeňom, umožní to vysokú precíznosť za veľmi dobrú cenu.

    Presné polohovanie osí meniča nástrojov

    Vysoká presnosť riešená hospodárne: Merací systém sa skombinuje s jednoduchou guľôčkovou skrutkou a ozubeným remeňom.

  • Zaistenie prívodu chladiva a maziva

    Plynulé zaznamenávanie hodnoty stavu náplne

    Ultrazvukové snímače stavu (hladiny) náplne s rozhraním IO-Link zaisťujú spoľahlivý prívod chladiva a maziva do fréz. Snímače kontinuálne zaznamenávajú presnú hodnotu hladiny náplne procesných kvapalín a odosielajú ju digitálne vo vysokej kvalite signálu do riadenia. Spoľahlivo sa tak dodržia hodnoty min a max.

    Vďaka rozhraniu IO-Link má obsluha stroja neustále prehľad. Pretože komunikačný štandard nepretržite poskytuje tak procesné dáta, ako aj diagnostické informácie.

  • Napájanie senzoriky a ventilového ostrova el. energiou

    S monitorovaním podmienok

    Vyhľadávač výrobkov

    Prívod el. energie preberá adaptér IP67 s rozhraním IO-Link, ktorý sa dá použiť priamo v teréne v drsných podmienkach, preto sa výborne hodí pre decentralizovanú inštaláciu bez rozvodnej skrine. Prostredníctvom rozhrania IO-Link sa dá adaptér pohodlne monitorovať z velína, takže sa môže namontovať aj na ťažko prístupné miesta.

    Vďaka funkcii Heartbeat® môže obsluha stroja plynulo monitorovať faktory opotrebovania. Ukazuje záťaž a zaťaženie (Stresslevel) ako aj prúdové zaťaženie (Loadlevel). Ukazovateľ životnosti navyše poskytuje informácie o zostávajúcej životnosti. Neočakávané výpadky pri prerušení výroby sú preto minulosťou.

  • Zobrazovanie a monitorovanie prevádzkových stavov

    Prídavná bezpečnosť pre obsluhu stroja

    Vyhľadávač výrobkov

    Aby bolo možné nepretržite monitorovať rôzne prevádzkové stavy a rôzne štádiá, rozhodnite sa pre signalizačný stĺpik LED SmartLight. Pretože jeho farebné spektrum umožňuje podrobné znázornenie informácií a signalizuje aj tenedencie a priebehy fyzikálnych veličín. Manipulácia je pritom jednoducho neporaziteľná. Módy a farby sa dajú meniť počas prevádzky, to znamená bez mechanických zásahov. A farby a zóny sú individuálne parametrizovateľné v počte, veľkosti a farebnom podaní. To všetko cez rozhranie IO-Link.

    SmartLight tak ukazuje, aký čas zostáva do najbližšej údržby stroja. Prostredníctvom frekvencie blikania sa dá zistiť, či sa v zásobníku obrobkov stále nachádza dostatok obrobkov na spracovanie. A ukazovateľ naplnenia signalizuje, koľko zostáva maziva a kedy sa musí doplniť zásobník. Získava sa tak prídavná bezpečnosť pri prevádzke stroja.

    Zobrazovanie a monitorovanie prevádzkových stavov

    Nastavenia sa dajú meniť počas prevádzky – bez mechanických zásahov.

  • Cenovo výhodné prepojenie a priebežná komunikácia až po snímač

    Vždy vedieť, čo sa deje

    Vysoký stupeň automatizácie stroja s množstvom snímačov vyžaduje výkonnú a súčasne hospodárnu koncepciu kabeláže. Aj keby konštruktér strojov chcel účinne prepojiť frézu s ostatnými strojmi daného typu, aby umožnil ich vzájomnú komunikáciu.

    Rozhranie IO-Link ponúka ideálne riešenie. Pretože na spojenie stačia cenovo výhodné trojžilové netienené priemyselné káble. A na pripojenie najrôznejších zariadení stačia jednoduché konektory M12. Cez univerzálne rozhranie je možné centrálne parametrizovať inteligentné snímače a prenášať digitálne informácie zo snímača do riadenia a digitálne procesné dáta s vysokou kvalitou signálu.

    Mimoriadne zaujímavé pre konštruktérov a prevádzkovateľov strojov: Kombináciou rozhraní IO-Link s výkonnou technológiou prevádzkovej zbernice sa dáta dajú spoľahlivo a flexibilné vymieňať medzi zariadeniami.

  • S účinnou a výkonnou sieťovou technikou

    Komunikácia nad rámec zariadenia

    Vyhľadávač výrobkov

    Na cenovo čo najvýhodnejší zber signálov snímačov využívajú konštruktéri strojov snímačový rozbočovač IO-Link so 16 ľubovoľne konfigurovateľnými vstupmi/výstupmi. Aktívne rozdeľovače v robustnom kovovom telese v IP67 sú zároveň mimoriadne vhodné do drsného prostredia frézovacích strojov. K tomu sa v rozvodnej skrini používajú snímačové rozbočovače IO-Link vo vyhotovení IP20 s ôsmimi ľubovoľne konfigurovateľnými vstupmi/výstupmi. Pretože ich konštrukcia sa dá dokonale integrovať do stiesnených priestorov.

    Tieto rozbočovače sa pripájajú systémom Plug-and-Play k 8-portovému master rozhraniu IO-Link, ktoré odosiela do riadenia informácie z až 16 snímačov na každom z ôsmich rozbočovačov. Ku každému uzlu sa teda dá pripojiť až 136 vstupov/výstupov. mimoriadne hospodárne pritom je: elektroprojektant pritom potrebuje len jednu zbernicovú adresu.

    Komunikácia nad rámec zariadenia účinnou výkonnou sieťovou technikou

    Účinné prepojenie a úspora zbernicových uzlov.

  • Plno automatizovaná správa nástrojov

    Jednoduchá správa dát a optimálne vyťažovanie nástrojov

    Jednoduchá správa dát bol dôvod, prečo konštruktérom strojov padla do oka automatizovaná správa nástrojov s technológiou RFID. O nič menej presvedčivá je vysoká hospodárnosť s optimálnym vyťažovaním nástrojov a údržbou. Vysoko účinné využívanie nástrojov zároveň prispieva k zvýšeniu produktivity.

    Pretože vďaka správe nástrojov je správny nástroj v správnej chvíli na správnom mieste. V reálnom čase sa na dátový nosič pevne spojený s nástrojom ukladajú všetky relevantné dáta nástrojov ako dostupnosť, stupeň opotrebovania alebo zostávajúca životnosť. Všetky dáta sa dajú kedykoľvek vyvolať. Tým sa vylúči ďalší výskyt chybného spárovania.

    Túto bezpapierovú spoľahlivú identifikáciu nástrojov s vysokým faktorom využitia hodnoty zaručuje náš vysokofrekvenčný systém BIS M s frekvenciou 13,56 MHz. Vďaka špeciálnemu uspôsobeniu do kovového prostredia absolútne vynikajúco zvláda vysoké rýchlosti v drsnom prostredí. Vďaka rozmanitosti dostupných komponentov sa vhodný systém rýchlo zloží, otestuje aj sprevádzkuje.

    Plno automatizovaná správa nástrojov

    Vďaka automatizovanej správe nástrojov je správny nástroj v správnej chvíli na správnom mieste.

  • Automatické priraďovanie a sledovanie obrobkov

    Transparentnosť pre celý výrobný proces

    Na zaistenie kvality a hospodárnosti by sa mali obrobky privádzať a sledovať úplne automaticky. Pri výbere techniky hrala dôležitú rolu tiež spätná sledovateľnosť výrobných procesov.

    Ako kľúčová sa pritom ukázala technológia RFID. Pretože RFID dokumentuje výrobnú históriu všetkých vyrobených dielov a všetkých použitých materiálov a prevádzkových prostriedkov – s časom, miestom, procesom – automaticky. Vďaka týmto informáciám v reálnom čase je možné vyradiť, opraviť a vrátiť chybné obrobky späť do výroby ešte v priebehu procesu.

    Každý obrobok dostane preto dátový nosič vysokofrekvenčného RFID systému BIS M. Tieto vysokorýchlostné dátové nosiče určené pre priemysel ponúkajú neobmedzené cykly zápisu/čítania a podporujú vysoké miery výťažnosti a rýchle taktovacie časy. Keďže sú navrhnuté do kovového prostredia, nijako im neublíži kovový prach ani voda alebo olej. Preto sú ideálne na identifikačné úlohy pri frézovaní drobných kovových súčiastok.

    Každý krok procesného reťazca sa zaznamená a dá sa spätne vysledovať. Celý výrobný proces je tým transparentný a tok materiálov sa dá riadiť nad rámec oddelenia. Umožňuje to optimalizovaný postup od surového dielu až po hotový produkt. Frézovacie stroje tohto typu sa tak dajú dokonale integrovať do systému Smart Factory.