Wdrożony system sterowania w koncepcji Industry 4.0

Wdrożony system sterowania w koncepcji Industry 4.0

Konfiguracja centrum obróbczego 5AXIS PRO+ 4.0 umożliwia zaimplementowanie go do rozbudowanego, zautomatyzowanego parku maszynowego zarządzanego w koncepcji Industry 4.0, lecz będzie też doskonałym wyposażeniem rozwijającego się zakładu stolarskiego.

Nagrodzone Złotym Medalem MTP na targach Drema 2022 centrum obróbcze 5AXIS PRO+ 4.0 to nowość w ofercie firmy SERON. Maszyna została zaprojektowana dla potrzeb branży drzewnej, szczególnie dla stolarki otworowej. Jest to 5-osiowe centrum obróbcze, które pozwala na obróbkę z każdej strony detalu. 5AXIS PRO+ 4.0 jest w pełni zautomatyzowane, przygotowane do współpracy z robotem, umożliwiając tym samym kompleksową optymalizację kosztów produkcji poprzez ograniczenie zasobów ludzkich oraz zminimalizowanie błędów produkcyjnych.

Innowacyjna budowa

Centrum obróbcze 5AXIS PRO+ 4.0 zaprojektowane zostało w oparciu o konstrukcję maszyn najwyższej serii PRO+, która została dodatkowo wzmocniona. Korpus maszyny, wykonany ze spawanych profili stalowych, jest użebrowany i wzbogacony dodatkami kompozytowymi, następnie poddawany jest procesowi odprężania i obróbki z jednego mocowania.

Innowacyjna budowa supportu jezdnego oparta jest na stalowej, także żebrowanej konstrukcji, połączona z elementami wykonanymi z metali lekkich oraz kompozytów, pozwala na uzyskanie wysokiej dynamiki oraz prędkości roboczych i przejazdowych skutkujących maksymalizacją wydajności maszyny. Zastosowane zostały również prowadnice liniowe o zwiększonej obciążalności.

Tak przygotowana konstrukcja jest kluczowym elementem wpływającym na wieloletnią precyzję i dokładność obrabiarki, to z kolei jest podstawowym warunkiem wdrożenia innowacyjnych rozwiązań. Zastosowany model elektrowrzeciona posiada specjalną budowę, która umożliwia pracę przy niskiej wysokości osi Z. Dzięki pracy z uchylno-obrotowym wrzecionem, dającym możliwość pracy w osiach A i C, maszyna może wykonać skomplikowane detale kilkakrotnie szybciej niż obrabiarki 3- i 4-osiowe, a także zrealizować projekty niemożliwe do wykonania na prostszych maszynach.

Energooszczędność przy maksymalnej wydajności

W centrum obróbczym 5AXIS PRO+ 4.0 zastosowano napędy serwo AC Omron oparte na komunikacji Ethercat. Zapewniają one wysoką dynamikę, przyśpieszenia o wartości oraz szybkie przejazdy. Szybkie łącze Ethercat daje możliwość jeszcze większej kontroli parametrów pracy w czasie rzeczywistym. Synchronizacja systemu sterowania z instalacją napędową pozwala kontrolować m.in.: występujące na silnikach obciążenia, prędkości i przyśpieszenia, co wpływa na optymalizację ich pracy i zwiększanie żywotności.

Zaimplementowany system napędowy został opracowany z myślą o podniesieniu energooszczędności obrabiarki, dzięki zastosowaniu wspólnej szyny DC, przy której energia oddana przez napęd hamujący może być wykorzystana przez napęd w danym momencie przyśpieszający.

Zarządzanie maszyną

Przemyślane rozwiązania technologiczne zostały oparte na profesjonalnym systemie do kompleksowego zarządzania parkiem maszynowym. Sterowanie wykorzystuje dwukierunkowy protokół komunikacji w zgodzie z Industry 4.0, co pozwala na zdalne monitorowanie pracy maszyny, kontrolę parametrów obróbki, analizę przestojów oraz przesyłanie i kolejkowanie plików wykonawczych.

Stosowany system sterowania przeznaczony jest do zaawansowanych maszyn przemysłowych pracujących w płynnych aplikacjach wieloosiowych. Interpolator oparty jest na zegarze czasu rzeczywistego z zaawansowaną, dynamiczną analizą trajektorii. Zastosowany interpolator o czasie cyklu poniżej 1 ms gwarantuje dynamiczną realizację skomplikowanych kształtów przy zachowaniu najwyższej jakości obróbki.

Sterowanie wyposażone jest w intuicyjne rozwiązania, które sprawiają, że obsługa jest prosta, natomiast interfejs jest przyjazny i czytelny.

Automatyzacja procesów produkcyjnych

Seria maszyn 5AXIS PRO+ 4.0 może być zintegrowana z robotem. Takie połączenie pozwala na pełną automatyzację procesu produkcji. Zsynchronizowane z jednostką obróbczą ramię robota z doskonałą precyzją umiejscawia detale, np. skrzydło drzwiowe, policzek schodowy, front meblowy, korpus i wiele innych, w polu roboczym, które następnie są poddawane obróbce.

Urządzenie po skończonej operacji pobiera z maszyny detal i odkłada go w wyznaczone miejsce, a następnie powtarza zadany cykl. Istnieje możliwość zintegrowania podstawy i kontrolera w cokole, co nie tylko oszczędza miejsce w hali, ale i ułatwia transport i instalację maszyny.

Zarządzanie kluczowymi komponentami

Centrum obróbcze 5AXIS PRO+ 4.0 zostało uzbrojone w wydajne uchylno-obrotowe elektrowrzeciono Hiteco 17 kW Orbital K Plus. Duża moc elektrowrzeciona oraz wydajne chłodzenie cieczą zapewniają efektywną pracę w najbardziej wymagających materiałach i typach obróbki. Ma to szczególne znaczenie, gdy detale obrabiane są narzędziami o dużej powierzchni skrawania. Wbudowany akcelerometr wieloosiowy pozwala na wychwycenie przeciążeń czy niebezpiecznych prędkości rezonansowych i przekazanie sygnału do sterowania, które automatycznie koryguje parametry obróbki lub sygnalizuje taką potrzebę operatorowi.

Zdalna pomoc techniczna

Zastosowane protokoły komunikacji umożliwiają zdalną aktualizację oprogramowania oraz dostęp serwisowy i korektę parametrów, nie tylko sterowania głównego, ale również wszystkich kluczowych komponentów maszyny, takich jak sterowniki, napędy, falowniki czy wyspy zaworowe. Poza tym technicy mają możliwość monitorowania stanu głównych podzespołów w czasie rzeczywistym oraz mają dostęp do historii raportowych. Umożliwia to ograniczenie wizyt serwisu aż o 90 proc., co wpływa także na zminimalizowanie czasu przestojów maszyny.

Zaprezentowane rozwiązania stanowiące innowacje technologiczne sprawiają, że centrum obróbcze 5AXIS PRO+ 4.0 śmiało konkuruje z obrabiarkami światowych marek, pozostawiając klientowi możliwość elastycznej konfiguracji – podsumowuje Kasjana Siembida, koordynator ds. rozwoju w firmie Seron. – Choć możliwości tych maszyn doskonale wpisują się w potrzeby potężnych zakładów produkcyjnych, to pozostają przystępnym cenowo rozwiązaniem nawet dla małych, rozwijających się przedsiębiorców dopiero wkraczających na rynek.  

~ tekst i fot.: Małgorzata Gackowska