Krzesła i stoły Marcus Design łączą w sobie piękno drewna i precyzję rzemieślniczego wykonawstwa najwyższej klasy, realizowanego obecnie z wykorzystaniem trzech centrów obróbczych FANUM.
Po 16 latach działalności firmy MARCUS DESIGN w Chełmży (Kujawsko-Pomorskie) wciąż aktualna pozostaje idea właściciela – Marka Okońskiego – o „przekształcaniu w fabrycznych wnętrzach naturalnego piękna drewna w nieprzeciętną formę nowoczesnego mebla”.
Formy tych mebli – krzeseł, stołów i ławek z litego drewna dębowego i orzecha amerykańskiego – dostarczanych głównie na rynki zagraniczne, są rzeczywiście atrakcyjne. Ale i bardzo skomplikowane. Tak jakby partnerzy handlowi zmówili się i obróbkę najbardziej skomplikowanych geometrycznie elementów drewnianych zlecali właśnie tej firmie. I to od lat! To najlepiej jednak potwierdza spełnianie oczekiwań przez producenta, który ze skromnego zakładu drzewnego, założonego w 2006 r. i zatrudniającego pięciu pracowników, rozwinął się i przekształcił w producenta ekskluzywnych mebli.
W cenie rzemiosło i CNC
Zmieniają się modele mebli, ale w pewnej części także zapatrywania właściciela na sposób ich produkcji. Dzisiaj w fabrycznej hali Marcus Design stoją obok siebie i pracują trzy centra obróbcze SIGMA firmy FANUM z Wielopola Skrzyńskiego, choć przed kilku laty właściciel mówił, że w procesie produkcyjnym mebli z drewna litego nie nowoczesne maszyny są najważniejsze, chociaż znacznie ułatwiają, usprawniają i przyspieszają pracę. Kiedy przed laty pojawiło się pierwsze, używane centrum włoskiego producenta, uważał, że najistotniejszymi elementami produkcji mebli są: pasja tworzenia, umiejętność pracy i obchodzenia się z drewnem, znajomość jego właściwości, potrzeb i wymagań oraz pełne zaangażowanie przy najdrobniejszym procesie produkcyjnym i staranna obróbka elementów, dbałość o detale i precyzja wykończenia. Dzisiaj nadal uważa, że najbardziej liczą się doskonałe umiejętności rzemieślników, ale wszystko wskazuje na to, że w tym roku pojawi się w firmie czwarte CNC z Fanum, natomiast o fachowców coraz trudniej, choć firma bardzo zaangażowała się w rozwój szkolnictwa zawodowego. Szeroko otworzyła bramę dla praktyk uczniów stolarstwa, tapicerstwa i obsługi CNC, z nadzieją, że zainteresuje ich profil produkcji i powiększą ponad 100-osobową załogę.
przy średnioseryjnej i jednostkowej produkcji elementów krzeseł i stołów.
Fot. Janusz Bekas
Wielofunkcyjne, precyzyjne i niezawodne
Eksploatowane od paru lat centra obróbcze przekonały właściciela, że nie tylko można, ale i trzeba je wykorzystywać do produkcji mebli, łączących nowoczesny wygląd z ergonomią i funkcjonalnością. Nowe maszyny są wielofunkcyjne, precyzyjne, praktycznie niezawodne, a obróbka wydajniejsza niż wykonywana standardowymi maszynami stolarskimi, których się nie uniknie. Jednak przeróżne kształty nóg, siedzisk czy oparć krzeseł drewnianych lub stanowiących połączenie drewna z metalową konstrukcją, efektywniej jest obrabiać na CNC, którego głowica robocza z trzema czy czterema narzędziami, w jednym zamocowaniu, szybko i precyzyjnie w każdym elemencie dokona cięć pod różnymi kątami, wywierci otwory i wyfrezuje zaplanowane gniazda.
Stoimy właśnie przed centrum Sigma z sześcioma osiami interpolowanymi, którego głowica obrabia na jednym stole nogę ekskluzywnego krzesła. Wykonanie kilku operacji, wraz z obrotami głowicy z narzędziami i przesuwem na kolejne pozycje nie trwa dłużej niż pół minuty. Ledwie można nadążyć z fotografowaniem tych operacji na jednym stole obróbczym. A ponieważ centrum ma dwa stoły robocze, to standardowo, w tym czasie młody operator na drugim stole układa kolejny element drzewny do obróbki.
Tym razem jest krótki, ale centrum ma możliwość skoku poprzecznego w osi X – 3400 mm, w osi wzdłużnej Y – 2300 mm i w osi pionowej Z – 1000 mm. Zakres obrotu głowicy wokół osi pionowej C wynosi 720°, a wokół osi poziomej A jest nieograniczony. Maksymalna szybkość obrotu to 50 obr./min. Godne uwagi są też szybkości ruchu głowicy. W osiach X i Y to 60 m/min, a w osi Z – 40 m/min.
Centrum o takich parametrach z głowicą roboczą P4MAN i czterema niezależnymi elektrowrzecionami o mocy po 7,5 kW zostało zakupione w 2019 r. Natomiast dwa lata wcześniej pojawiło się w zakładzie w Chełmży centrum obróbcze Sigma z systemem wspomagania projektowania obróbki o siedmiu osiach roboczych, ale o podobnych parametrach, z głowicą roboczą P3AUT-ES789 i dwoma elektrowrzecionami o mocy 7,5 kW, z ceramicznymi łożyskami, o maksymalnej szybkości obrotowej 24 000 obr./min.
Zadowolenie z dwóch centrów Sigma spowodowało, że w zeszłym roku pojawiło się w Marcus Design trzecie centrum Sigma o sześciu osiach roboczych, o analogicznych parametrach i z dwoma stołami obróbczymi.
skomplikowanych obróbek elementów mebli.
Fot. Janusz Bekas
– Wytwarzane modele krzeseł są bardzo skomplikowane, więc szybko przekonaliśmy się, jak bardzo pomocne są centra obróbcze – mówi Marek Okoński. – To one powodują w dużej części, że dostarczamy naszym zagranicznym klientom nowoczesne meble z litego drewna oraz kolekcje spełniające najwyższe oczekiwania pod względem funkcji, materiału, konstrukcji i technologii produkcji. Wszak… żyjemy z eksportu i… chwalimy maszyny Fanum.
Maszyny sprzedaje… serwis
Interesująca wydaje się historia znajomości obu firm. Przed siedmiu laty producent z Chełmży dokonał zakupu używanego centrum obróbczego włoskiego producenta. To był istny krok milowy w produkcji, ale… tego centrum już nie ma!
– Maszyna znanego włoskiego producenta co drugi miesiąc się psuła, co bardzo zakłócało nam rytm produkcyjny – wspomina właściciel. – Najgorsze, że obsługująca serwisowo maszynę firma z Warszawy nie potrafiła rozwiązać problemów. Przypadkowo dostałem od znajomego informatyka kontakt do firmy Fanum, której przedstawiciel przyjechał do nas i w cztery godziny uporał się z awarią włoskiego centrum, którą dwa tygodnie bezskutecznie usiłował uruchomić serwis producenta. Odpowiednio ustawił, skalibrował, wyzerował osie i maszyna zaczęła dobrze pracować. Później rozmawialiśmy o maszynach produkowanych w Fanum. Pomyślałem, że skoro w serwisie krajowego producenta mają takich fachowców, to i ich centra obróbcze muszą być dobre.
Po zapoznaniu się z produkcją Marcus Design, przedstawiciel Fanum zaproponował zakup bramowego centrum obróbczego Sigma, jednego z podstawowych modeli w programie produkcji firmy specjalizującej się w budowie pięcioosiowych centrów obróbczych. Do zakupu doszło w 2017 r., potwierdzając powiedzenie, że maszyny sprzedaje… serwis.
– Nie mieliśmy z nią żadnych znaczniejszych problemów eksploatacyjnych, więc po dwóch latach kupiliśmy następną, a w 2021 – trzecią – wylicza rozmówca. – W tym roku planujemy zakup w Fanum czwartego centrum obróbczego, bo posiadane maszyny mają co robić, a pojawiają się większe potrzeby produkcyjne. Centra są dobre jakościowo, nie ustępują CNC innych producentów. Fanum buduje maszyny od podstaw, zaś serwisanci uczestniczą w procesie montażu, więc doskonale znają maszyny i szybko orientują się, co może być powodem usterki. Przyznam, że po doświadczeniach z włoską maszyną, dla mnie najważniejsze jest, że serwis polskiego producenta działa doskonale, wręcz niezawodnie. Na bardzo wysokim poziomie jest także obsługa sprzedażowa, szkolenie, szybki montaż maszyn. A ponadto dysponują odpowiednim wyposażeniem i jak coś zawodzi, to wiedzą, jaka niedoskonałość kryje się za numerem usterki, pokazywanym na ekranie monitora. I reakcja jest w ciągu 2-3 dni, a nie 2-3 tygodni, jak doświadczaliśmy poprzednio. Fanum nie prowadzi z klientem zabawy w kotka i myszkę, więc mając ich trzy maszyny i planując zakup kolejnej, mogę stwierdzić, że firma, tak jak jej maszyny, jest godna polecenia.
Uniwersalne konstrukcje Sigma
Podstawowe modele, zakupione przez producenta z Chełmży, znajdują zastosowanie przy średnioseryjnej i jednostkowej produkcji elementów krzeseł i stołów. Główną cechą centrów Sigma jest bowiem uniwersalność konstrukcji i staranność wykonania. A cechą wspólną poszczególnych modeli jest nieruchoma, bardzo solidna brama i poruszające się po odrębnych łożach dwa stoły robocze belkowe.
Konstrukcje ogólne bramy i podstawy stołów wykonane są ze stalowych profili o przekroju zamkniętym i innych elementów stalowych, ze wzmocnieniami i wewnętrznym użebrowaniem, spawanych i odpowiednio odprężonych cieplnie.
Na zespół obróbczy z głowicą roboczą składa się suport głowicy roboczej, wykonany z płyty i kształtowników stalowych oraz odlewów aluminiowych. Poziomy ruch wózka suportu odbywa się po prowadnicach szynowych z łożyskami liniowymi, z napędem przez serwomotor. Przeniesienie napędu odbywa się przez przekładnię zębatkową z zębami o zarysie helikalnym. Mechanizm pionowego ruchu suportu składa się z układu ruchu łożysk liniowych i prowadnic szynowych. Przeniesienie napędu realizowane jest przez układ: śruba – nakrętka kulowa.
Głowica robocza w pierwszym dostarczonym CNC ma korpus z odlewu aluminiowego, interpolowane osie obrotowe, napęd przez serwomotory, a przeniesienie napędu realizowane jest przez bezluzowe przekładnie cykloidalne. Jedno elektrowrzeciono wyposażone jest w system szybkiej wymiany narzędzi z chłodzeniem cieczą, natomiast dwa elektrowrzeciona mają system ręcznej wymiany narzędzi z chłodzeniem powietrznym.
Rewolwerowy magazynek narzędzi ma 15 gniazd i jest zamocowany obok kolumny bramy.
i przesuwem na kolejne pozycje, nie trwa dłużej niż pół minuty.
Fot. Janusz Bekas
Centrum wyposażone jest w sondę pomiarową produkcji Fanum, która służy do pomiaru długości narzędzia. Wraz z sondą w komplecie zostało dostarczane odpowiednie oprogramowanie sterujące.
Stoły robocze w wykonaniu standardowym mają po dwie przesuwne belki aluminiowe o wymiarach 1200 x 120 x 75 mm, o płaskiej strukturze powierzchni, i rowki „T” na powierzchni górnej i bocznych, wkładki stalowe z gwintem wewnętrznym w powierzchni górnej.
Centrum posiada centralny, automatyczny układ smarowania maszyny z regulacją progresywną wielkości smarowania dla każdego punktu. Sterowanie jest programowane za pomocą sterownika NC.
Sigma, tak jak wszystkie maszyny produkowane przez Fanum, jest wyposażona w profesjonalną szafę elektryczną, zawierającą wszelkie elementy i podzespoły elektryczne i elektroniczne potrzebne do sterowania pracą maszyny. Chłodzenie szafy zapewnia klimatyzator z wymiennikiem ciepła i filtrem przeciwpyłowym. Panel operatora, zamontowany na czołowej ścianie szafy, zawiera przyciski i przełączniki sterownicze oraz wyłącznik awaryjny. Przenośna kaseta sterownicza , czyli „pilot” do ręcznego, zdalnego sterowania maszyną podczas przeprowadzania testów, zawiera przyciski wyboru funkcji, potencjometr do płynnej regulacji szybkości posuwu i wyłącznik awaryjny. Na wyposażenie składa się komputer PC do komunikacji i przechowywania programów roboczych, monitor kolorowy 17”, klawiatura typu PC i mysz komputerowa.
Układ oszczędzania energii
Wszystkie trzy centra wyposażone są w układ „Safety Power”, wyłączający wszystkie podzespoły elektryczne i elektroniczne, których aktywność nie jest wymagana, gdy maszyna nie wykonuje obróbki. Czas reakcji układu jest ustawiany programowo i jego odliczanie zaczyna się od chwili zakończenia wykonywania ostatniej operacji lub użycia interfejsu maszyny przez operatora. Jeśli w założonym czasie nie zostanie rozpoczęta praca, układ spowoduje przejście maszyny w stan „uśpienia”. Maszyna powraca do stanu aktywności po uruchomieniu jakiejkolwiek funkcji przez operatora.
Cyfrowe sterowanie i czytelny interfejs
Wszystkie centra obróbcze Fanum posiadają w pełni cyfrowy system sterowania, który zapewnia możliwość prowadzenia wydajnej i dokładnej obróbki elementów o skomplikowanych kształtach. Napędy osi interpolowanych z bezszczotkowymi serwomotorami wyposażone są w układy kompensacji luzów i elektroniczną korekcję. Zastosowane enkodery do odczytu pozycji osi interpolowanych typu absolutnego, z indywidualnym podtrzymaniem pamięci pozycji powodują, że maszyna nie wymaga przeprowadzania tzw. zerowania, czyli operacji ustalania punktów początkowych osi interpolowanych każdorazowo po jej uruchomieniu.
Operatorzy chwalą sobie czytelny interfejs użytkownika, który jest intuicyjny i prosty, i pozwala na szybki dostęp do najważniejszych opcji maszyny. Cenne są rozbudowana diagnostyka maszyny, zaawansowana obsługa sond pomiaru narzędzi i przedmiotów obrabianych oraz szybkie sprawdzanie przekroczeń limitów osi w programach ISO.
System programowania maszyny pozwala na wykorzystanie dowolnego oprogramowania CAD/CAM i odpowiedniego postprocesora. Natomiast system programowania maszyny jest zgodny z normami ISO, a układ sterowania maszyny umożliwia wykorzystanie podstawowych programowanych funkcji obróbki, takich jak: sterowanie w systemie wielu osi interpolowanych, umożliwiających interpolację prostoliniową, kołową oraz śrubową, korekta narzędzia 3D, wygodne programowanie przebiegu obróbki, kontrola zakresu ruchu narzędzia dzięki wizualizacji na ekranie monitora, kompensacja promienia oraz długości narzędzia w obszarze roboczym oraz programowanie w pięciu osiach, w odniesieniu do środka czoła narzędzia. Możliwa jest także symulacja obróbki przy użyciu napisanego programu w celu przetestowania jego prawidłowego działania.
Oprogramowanie zintegrowane z maszyną
Fanum wykorzystuje w swoich centrach obróbczych oprogramowanie zintegrowane z maszyną. Każda z nich jest wyposażona w personalizowaną wersję oprogramowania FANUM VisioCNC, wspomagającego projektowanie produkcji. Umożliwia ono optymalizację ruchów jałowych głowicy roboczej, możliwość wykrywania ewentualnych kolizji, symulację i wizualizację pracy maszyn, obliczanie czasu wykonywania obróbki za pomocą sprawdzanych programów roboczych, określanie możliwości obróbczych maszyny z uwzględnieniem limitów osi interpolowanych, szybką zmianę kolejności operacji w programie roboczym.
Możliwe jest także bardzo szybkie i łatwe zaprogramowanie powtarzalnych operacji obróbkowych, takich jak czop, gniazdo na czop, otwór, operacje cięcia czy wykonywanie złącza miniwczepowego.
Wszystkie CNC w Marcus Design wyposażone są w systemy bezpieczeństwa oraz w ogrodzenie zewnętrzne, chroniące obsługującego maszynę przed przypadkowym dostępem do pola roboczego i przed odłamkami mogącymi powstać podczas obróbki. W skład każdego ogrodzenia wchodzą ściany wykonane z profilowanych paneli z blachy stalowej, przesłony z poliwęglanu zawieszone wewnątrz obudowy dla odgrodzenia przestrzeni dostępu do obu stołów, dwie sztuki drzwi dwuskrzydłowych w przedniej ścianie ogrodzenia, odsuwane na boki za pomocą siłowników pneumatycznych, dla załadunku i rozładunku elementów obrabianych, drzwi oraz dwie sztuki drzwi serwisowych w ścianach bocznych, wyposażone w mikrowyłączniki bezpieczeństwa, które posiadają szyby z płyt poliwęglanowych.
Centra podobne, ale z nowościami
Ze względu na szeroki i różnorodny zakres obróbki elementów dębowych czy z orzecha amerykańskiego, pracujące CNC różnią się parametrami głowic roboczych i liczbą elektrowrzecion oraz sposobem wymiany narzędzi. W nowszych maszynach pojawiają się nowszego typu sterowniki i falowniki oraz procesory. Najnowszy posiadany model pozwala na obróbkę 3D w systemie pięciu osi interpolowanych. Posiada sześć w pełni interpolowanych osi CNC i dwuosiową skrętno-uchylną głowicę roboczą.
Wielowrzecionowe głowice umożliwiają w Sigmie bardzo wydajną obróbkę elementów meblowych, także elementów przestrzennych. Dlatego to CNC jest bardzo uniwersalne, a tym samym bardzo dobrze dostosowane do potrzeb krajowego rynku, gdzie w takich niewielkich firmach jak Marcus Design zachodzi potrzeba obróbki na maszynie różnych elementów w niewielkich ilościach. Producent wziął pod uwagę potrzeby szybkiego przezbrajania, tak aby maszyny umożliwiały realizację zleceń zarówno seryjnych, jak też jednostkowych.
Fanum jest producentem, który pomaga klientom nie tylko na etapie zakupu maszyny, ale także jej działania. Oferuje sprawny serwis i opiekuje się klientem. Połowa sprzedawanych przez Fanum maszyn to urządzenia, które są kupowane jako kolejne dla przedsiębiorstw już korzystających z jego technologii.
– Jesteśmy przykładem firmy, która współpracuje z Fanum od dłuższego czasu – podsumowuje Marek Okoński. – Każde z posiadanych CNC ma zaawansowany program sterujący oraz najwyższej jakości narzędzia do precyzyjnej obróbki. Wprowadzając odpowiedni program, jesteśmy w stanie wykonać z prostego kawałka drewna element o spektakularnym kształcie. A to pozwala nam i zagranicznym partnerom tworzyć wysokiej jakości meble.
Do eksploatowanych centrów dostosowuje się w Chełmży infrastrukturę związaną z odpylaniem, gromadzeniem pyłów, magazynowaniem surowca drzewnego. Teren dawnego Zakładu Doskonalenia Zawodowego zmienia się z każdym rokiem.
Wytwarzane modele są bardzo skomplikowane i trudne w realizacji. Kiedyś wymagały przygotowania wzorników odpowiednich dla wykonania skomplikowanych operacji, skoro np. każda z czterech nóg krzesła czy stołu ma inne kąty. Obróbka na CNC wyeliminowała drewniane wzorniki na rzecz cyfrowego projektowania kształtów i sposobów obróbki. Centra Sigma są bowiem bardzo elastyczne w zakresie możliwości skomplikowanych obróbek elementów mebli, a nade wszystko pozwoliły zwiększyć liczbę mebli wykonywanych każdego dnia. Skrócenie czasu obróbki idzie w parze z idealną dokładnością i powtarzalnością elementów.
~Janusz Bekas
