O ile do produkcji pudełek, rynienek i organizerów do szuflad, które są głównym produktem tczewskiej firmy VEKI, początkowo wystarczał ploter wycinający dowolne kształty w różnych materiałach, to z czasem wzrost asortymentu i zamówień skłonił do zakupu centrum obróbczego Rover K. Jednak gdy rozpoczęto realizację drewnianych elementów stanowiących wyposażenie polskiego pawilonu wystawienniczego EXPO w Dubaju, zdecydowano się na zakup kolejnego centrum.
Od plotera do Rovera
Od paru miesięcy w zakładzie produkcyjnym Veki w Raciąskim Młynie, między Tucholą a Chojnicami, eksploatowane jest nowe, pięcioosiowe centrum obróbcze sterowane numerycznie ROVER A FT SMART 1536 ze stołem o długości 3,7 m, włoskiej firmy Biesse, dostarczone przez firmę TEKNIKA INDUSTRY TECHNOLOGIES SA z Opaczy-Kolonii k. Warszawy.
– W krótkim czasie odbyliśmy drogę od plotera do Rovera – opisuje hasłowo postęp techniczny firmy Zbigniew Owsiak, prezes spółki Veki. – Nowe centrum uruchomiono u nas, gdy w ramach projektu „Dubaj” mieliśmy do wykonania 600 m2 desek elewacyjnych z modrzewia syberyjskiego, a w nich… 60 000 frezowanych gniazd pod soczewki ledowe. Aby wykonać te otwory, centrum musiało pracować 37 dni na trzy zmiany, wykonując w deskach idealne, powtarzalne frezowane stożkowe otwory.
Grube blachy to większa dokładność
Centrum obróbcze Rover A FT Smart ma korpus wykonany z grubej, elektrycznie spawanej stali, odpowiednio wzmocnionej w miejscach poddawanych największym obciążeniom. Górna belka, ruchoma w kierunku wzdłużnym osi X, wykonana jest ze stali spawanej elektrycznie o strukturze bramowej. Grube blachy stalowe i wzmacniające elementy poprzeczne zapewniają większą sztywność i pozwalają uzyskać maksymalną dokładność.
Natomiast wózki – poprzeczny w osi Y i pionowy w osi Z są wykonane z lekkiego stopu aluminium, które jest stabilizowane, a następnie obrabiane przy jednorazowym pozycjonowaniu dla zapewnienia maksymalnej precyzji.
Przesuw w osiach kontrolowanych zapewniają w centrum Biesse silniki Brushless, kontrolowane przez cyfrowe sterowniki. Gwarantują one wyższe prędkości robocze, jako że ścieżka narzędzia jest częściowo kontrolowana przez sterownik, wyższą precyzję pracy, dzięki szybszemu przetwarzaniu danych, wyższą niezawodność przez zmniejszenie ilości okablowania powodującego oddziaływania elektryczne typowe dla układów analogowych. Dostrzegalna jest także redukcja zatrzymań i przestojów maszyny, dzięki diagnostyce błędów z wiadomościami objaśniającymi, widocznymi bezpośrednio na panelu obrabiarki.
Posuw zespołu roboczego wzdłuż osi X i osi Y realizowany jest przez system zębaty ze spiralnymi zębami i precyzyjnym reduktorem. Zarówno listwa, jak i koła zębate wykonane są w wysokiej klasie dokładności. Ruchoma górna belka ma dwa niezależne silniki, po jednym z każdej strony ramy maszyny.
Natomiast zespół roboczy przemieszcza się w pozycji pionowej poprzez system śrub kulowych z wstępnie napiętą nakrętką do kompensacji luzu i powtarzalności w precyzji pozycjonowania. Ruch jest przenoszony na śrubę przez elastyczne połączenie.
Ruch we wszystkich osiach jest realizowany po stalowych prowadnicach liniowych, za pomocą łożysk kulkowych ze wstępnym napięciem. Każde łożysko kulkowe jest wyposażone w cztery przesuwne uszczelki – dwie wewnętrzne i dwie zewnętrzne, w celu zabezpieczenia przed przedostawaniem się pyłu i wiórów.
Automatyczne smarowanie i krzywkowa pompa
Choć w standardzie wyposażenia tego centrum jest ręczny system centralnego smarowania z dwoma punktami smarowania, pozwalającymi za pomocą pompy na ręczne przenoszenie smaru na łożyska kulkowe osi, mechanizmy zębate do przemieszczania w osi X i Y oraz nakrętki śruby kulkowej do przemieszczania w osi Z, a potrzeba smarowania jest sygnalizowana na ekranie monitora, to centrum w firmie Veki posiada automatyczny system smarowania maszyny. Za każdym razem, w przerwach programowanych przez komputer, smar jest za pomocą pompy automatycznie doprowadzany do ruchomych komponentów maszyny, bez konieczności przerywania pracy czy interwencji operatora. Kiedy ilość smaru w zbiorniku osiągnie poziom minimalny, na monitorze pojawi się wiadomość ostrzegawcza.
Pięć osi i długi stół
Stół roboczy ma długość 3765 mm i szerokość 1560 mm. Wykonany jest z warstw fenolu i wyposażony w podciśnieniowy system mocowania elementów, wraz z siatką o podziałce 30 mm, dla szybkiego mocowania uszczelek lub modułów mocujących za pomocą odpowiedniego adaptera. Cały stół roboczy pokryty jest kanalikami dostarczającymi podciśnienie, wraz z opatentowanymi zatyczkami, z możliwością szybkiego wymontowania. Istnieje możliwość konfigurowania stołu, w zależności od potrzeb, do mocowania szablonów lub innego wyposażenia mocującego.
Maszyna posiada jeden obszar roboczy z dwoma lewymi punktami bazowymi, z przodu i z tyłu. Zderzaki bazujące aktywowane są pneumatycznie, gwarantując maksymalną precyzję pozycjonowania. W wersji podstawowej znajdują się dwa kołkowe zderzaki bazujące dla tylnej części lewego obszaru, trzy kołkowe zderzaki bazujące dla przedniej części lewego obszaru oraz dwa lewe zderzaki boczne. Zderzaki są automatycznie podnoszone na podstawie wyboru bazy. Elementy, które mają być wykonane na właściwej bazie, są blokowane przez naciśnięcie pedału umieszczonego w pobliżu obszaru, który ma być aktywowany. Na wyposażenie centrum A FT Smart składają się dwa tylne zderzaki dla prawego obszaru, trzy przednie zderzaki dla prawego obszaru i dwa boczne zderzaki dla prawego obszaru. Uruchomienie programu dla obszaru prawego odbywa się na klawiaturze sterującej. Dodatkowe zderzaki, z pneumatycznym opuszczaniem, tworzą dwie dodatkowe bazy dla prawidłowego bazowania elementów. Zderzaki są automatycznie podnoszone na podstawie wyboru bazy. Elementy, które mają być wykonane na właściwej bazie, są blokowane przez naciśnięcie pedału umieszczonego w pobliżu obszaru, który ma być aktywowany. Wewnątrz stołu jest zamontowany rząd sześciu dodatkowych zderzaków zamontowanych w odległości ok. 470 mm od przodu i dwa dodatkowe zderzaki boczne. Dodatkowy rząd zderzaków tworzy dwa dodatkowe punkty bazowe wewnątrz stołu, jeden po każdej stronie maszyny. Każdy zespół roboczy może do niego dojechać. Centrum ma osiem niezależnych stref, z których każda jest automatycznie aktywowana przez komputer w oparciu o zaprogramowane wymiary dotyczące obrabianego panelu. Pozwala to na doskonałe zoptymalizowanie systemu blokowania elementu, minimalizując zapotrzebowanie na podciśnienie.
Stały poziom podciśnienia
Instalacja podciśnieniowa potrzebna do blokowania elementów zawiera komorę buforową, która zapewnia stały i wysoki poziom podciśnienia, zapewniając szybkie jego rozprzestrzenienie na stole roboczym podczas cyklu blokowania i maksymalną siłę podciśnienia w trakcie obróbki. Stół roboczy jest podzielony na dwie strefy blokowania w celu optymalizacji blokowania płyt o mniejszych rozmiarach. Blokowanie podciśnieniowe jest aktywowane przez pedał nożny. Zastosowany system pomocniczy sprężonego powietrza do zasilania pneumatycznego układu blokującego obejmuje 8 połączeń pneumatycznych – po cztery dla lewego i prawego obszaru. System jest aktywowany za pomocą przycisku. Po włączeniu główny układ próżniowy maszyny utrzymuje szablony na stole roboczym, również po zakończeniu programu, podczas gdy pedały działają tylko na układ pomocniczy. Podwójny system ciśnienia to bardzo bezpieczne rozwiązanie.
W CNC zainstalowane są dwie bezolejowe krzywkowe pompy próżniowe, każda o wydajności 290 m3/h. Dzięki bezkontaktowym krzywkom zapewniają one wysoką wydajność bez konieczności smarowania.
Dla bezpieczeństwa pracy
Obudowa zespołu roboczego wykonana jest z płyt strukturalnych i ochronnych z przednim przezroczystym panelem z odpornego poliwęglanu i tylnych bocznych drzwi do kontroli zespołów roboczych. Rozbudowany jest system zapewniający bezpieczeństwo pracy przez przyciski awaryjne zainstalowane w kilku miejscach. Ponadto, zderzaki, umieszczone na obudowie maszyny, wraz z prędkością osi X ograniczoną do 25 m/min, pozwalają operatorowi wejść do obszaru roboczego w sposób bezpieczny.
Sterowane numerycznie centrum posiada otwierane przednie drzwi dla obudowy ochronnej maszyny w zamian stałego panelu zainstalowanego w maszynie podstawowej. Zwiększa to dostępność operatora do przednich zespołów roboczych maszyny. Urządzenie zabezpieczające zapobiega uruchomieniu maszyny, gdy drzwi są otwarte. Natomiast przezroczysty tylny panel z poliwęglanu, w miejsce pokrywy z blachy zainstalowanej na maszynie podstawowej, zwiększa widoczność zespołów roboczych i magazynka narzędzi z tyłu maszyny.
Dotrze do zakamarków
Zespół roboczy o mocy 13 kW z 5 interpolowanymi osiami i adapterem HSK F63 chłodzony jest cieczą. Pozwala na numeryczną kontrolę interpolacji elektrowrzeciona w pięciu osiach. Silnik bezszczotkowy kontrolowany jest przez cyfrowy sterownik i zespół redukcyjny Harmonic Drive z kasacją luzów, który kontroluje położenie zespołu roboczego.
Pięcioosiowy zespół roboczy jest zamontowany bezpośrednio na pionowym wózku w osi Z, bez wewnętrznych ruchów aktywowanych pneumatycznie, tym samym bez dodatkowych tolerancji, które mogłyby negatywnie wpłynąć na sztywność zespołu i precyzję obróbki. Dzięki niewielkim gabarytom zespół może dotrzeć do części elementu roboczego, do których inne pięcioosiowe nie potrafią dotrzeć. Elektrowrzeciono jest wyposażone w dwa przednie oraz dwa tylne ceramiczne łożyska, które mogą pracować przy bardzo wysokich prędkościach obrotowych. System nadciśnieniowy chroni je przed ingerencją pyłu, a dmuchawa czyści uchwyt narzędziowy w trakcie wymiany. Odprowadzenie ciepła wytworzonego przez elektrowrzeciono w trakcie pracy jest dokonywane przez płyn chłodzący.
Jednostka chłodzenia wrzeciona cieczą jest wyposażona we wskaźnik poziomu cieczy, może schłodzić dwa elektrowrzeciona lub jedno elektrowrzeciono i głowicę wiertarską z przystosowaniem do chłodzenia cieczą. Zapewnia ona dłuższą żywotność zespołów roboczych, nawet w trakcie wykonywania najcięższych operacji roboczych, utrzymując temperaturę na normalnym poziomie.
Zespół wyposażony jest w trzy dysze sprężonego powietrza, które z powodzeniem wspierają pracę agregatu okleinującego, kopiałów oraz pozostałych agregatów.
Maksymalna prędkość obrotowa wrzeciona wynosi 24 000 obr./min. W osiach B i C możliwy jest nieprzerwany obrót w zakresie 360o, przy prędkości obrotowej 16 obr./min. Maksymalny kąt podcięcia wynosi -10o.
25 narzędzi do głowicy
W osi Z dla przednich zespołów roboczych zainstalowany jest sterowany – którego ruch jest kontrolowany pneumatycznie – dodatkowy wózek, na którym może być zamocowany zespół wiertarski i/lub urządzenie do pomiaru grubości elementu. Zespół wiertarski jest zamocowany bezpośrednio na przednim wózku osi Z.
Procesy wiercenia wykonywane są przez głowicę wiertarską BH25L. Zespół roboczy można wyposażyć w 25 niezależnych narzędzi do pojedynczego i wielokrotnego wiercenia na pięciu bokach panelu oraz w piłkę do rowków w kierunku osi X na górnej powierzchni panelu. Wrzeciona mają naprzemienny obrót RH/LH i są napędzane precyzyjnymi przekładniami zębatymi, co zapewnia minimalną emisję hałasu i maksymalną dokładność obróbki. Głowica wiertarska jest wyposażona w ręczny układ smarowania oraz jest chłodzona powietrzem. Jednostka składa się z 18 niezależnych pionowych wrzecion o skoku 32 mm (11 wrzecion wzdłuż osi X i 7 wrzecion wzdłuż osi Y), w trzy niezależne wrzeciona poziome z podwójnym wyjściem o skoku 32 mm, w tym dwa zorientowane wzdłuż osi X i jedno wzdłuż osi Y, piłkę o średnicy 120 mm do rowków o maksymalnej głębokości cięcia 25 mm wzdłuż osi X. Wrzeciona napędzane są silnikiem o mocy 1,7 kW sterowanym falownikiem.
Centrum posiada na narzędzia magazynek listwowy i rewolwerowy. Ten pierwszy zainstalowany jest po lewej stronie ramy maszyny i pozwala na dostęp do 13 lub 16 narzędzi, dostępnych w razie potrzeby, co skraca czas wymiany narzędzia. Natomiast magazynek rewolwerowy pozwala przechowywać do 8 narzędzi o średnicy 110 mm i umieszczony jest na wózku osi X.
Uchwyt narzędziowy z adapterem HSK F63 wyposażony jest w kołnierz o średnicy 100 mm dla piły tarczowej. Kierunki obrotu to lewy lub prawy, zgodnie z tym, jak piła została zamontowana. Piła o średnicy 300 mm i grubości 3,2 mm mocowana jest do uchwytu z kołnierzem.
System programowania
Programowanie obróbki, która wymaga kątowego pozycjonowania zespołu pięcioosiowego, może być wykonywane za pośrednictwem systemu programowania bSolid, który pozwala na określenie „wirtualnej” płaszczyzny wraz z określeniem położenia w przestrzeni i programowanie obróbki na tej płaszczyźnie oraz określenie położenia zespołu i kątowe pozycjonowanie. Także programowanie obróbki, która wymaga interpolacji 5 osi zespołu roboczego, może być wykonywane poprzez bSolid, ale ze specjalnym modułem dla 5 osi. Oprogramowanie to kontroluje także kątowe pozycjonowanie zespołu, a w trakcie wykonywania programu, bSolid automatycznie sprawdza możliwe do wystąpienia kolizje zespołu pięcioosiowego ze stołem roboczym. Jako że nie ma aktualnej kontroli na realnie pracującym stole, operator musi sprawdzać możliwość wystąpienia kolizji osobiście.
Warto także wspomnieć o ssawach do montażu na płycie podkładowej, o różnych wymiarach, które są blokowane i odblokowywane za pomocą podciśnienia płyty podkładowej, a obrabiany element jest blokowany i odblokowywany za pomocą ciśnienia pomocniczego.
Do pomiaru kontaktowego długości narzędzi o średnicy do 130 mm służy cyfrowe urządzenie Presetter z czujnikiem o średnicy 130 mm. Sprawdza ono długość narzędzi i aktualizuje wartości w kontroli numerycznej.
Szafa z klimatyzatorem
Szafa elektroniczna znajduje się obok podstawy maszyny, a jednostka sterowania jest ruchoma w pobliżu szafki elektrycznej maszyny. Klimatyzator szafy elektrycznej zapewnia perfekcyjne funkcjonowanie wszystkich komponentów elektronicznych wewnątrz szafy elektrycznej, nawet przy bardzo wysokich temperaturach, oraz pracę w środowisku pozbawionym pyłu.
Dzięki nowej technologii Biesse WRT (Windows Real Time), która rozszerza funkcje systemu operacyjnego Windows, uzdalniając go do przetwarzania w czasie rzeczywistym, kontrola maszyny jest przeprowadzona bezpośrednio przez komputer z pamięcią 8 GB. W związku z tym producent nie pozwala na instalowanie dodatkowego, nieautoryzowanego oprogramowania, pod groźbą utraty gwarancji.
Zainstalowane oprogramowanie umożliwia szeroki zakres gromadzenia ogólnych informacji o zdarzeniach maszyny w celu monitorowania wydajności i niezawodności w czasie, z możliwością wybrania przez użytkownika, które zdarzenia mają być rejestrowane.
Dla eliminowania strat
Interesująca w tym CNC jest funkcja powrotu do przerwanej obróbki, pozwalająca operatorowi na ponowne uruchomienie obróbki przerwanej z powodu zatrzymania awaryjnego. Program zostaje zrestartowany dokładnie od momentu, w którym został przerwany, postępując zgodnie z ustaloną procedurą. Obróbka może zostać zrestartowana po zatrzymaniu awaryjnym, które nastąpiło w trakcie cyklu frezowania z elektrowrzecionem, wiercenia z głowicą wiertarską, cięcia za pomocą piły i automatycznej wymiany narzędzia oraz każdego ruchu wykonywanego z zaprogramowanymi instrukcjami ISO. Zapobiega ona konieczności odrzucenia na wpół wykończonych komponentów, które często są wykonywane z wartościowych materiałów, oraz pozwala operatorowi zaoszczędzić czas w trakcie realizacji długich programów.
Jednostka UPS, zainstalowana dla nieprzerywalnego dostarczania zasilania do komputera, pozwala w przypadku awarii zasilania na obsługę komputera przez 7-10 minut w celu zapisania danych.
Natomiast zainstalowana funkcja obliczająca żywotność narzędzia powoduje, że komputer zapamiętuje odległość pokonaną przez każde narzędzie frezujące i porównuje wartości z ustalonymi przez operatora. Po osiągnięciu ustalonej wartości, na monitorze zostaje wyświetlona wiadomość alarmowa.
Teleserwis pozwala na natychmiastowy i bezpośredni dostęp do maszyny poprzez sieć. Możliwe jest sprawdzenie danych maszyny, programów użytkownika, sygnałów wejścia/wyjścia i zmiennych systemu, oraz zainstalowanie aktualizacji, gwarantując tym samym interwencję serwisu w czasie rzeczywistym, szybsze rozwiązywanie problemów, redukcję przestojów maszyny oraz aktualizację oprogramowania w czasie rzeczywistym.
Firmowe oprogramowanie
Maksymalna prędkość obróbek w osi X wynosi 25 m/min, w Y – 60 m/min, a w Z – 20 m/min. Skok w osi Z w pięciowrzecionowym centrum wynosi 488 mm.
Monitor dotykowy bTouch, w połączeniu z interfejsem bSuite 3.0, zoptymalizowany do użycia dotykowego, gwarantuje pełne wykorzystanie funkcji oprogramowania Biesse przez proste i intuicyjne korzystanie z oprogramowania zainstalowanego w urządzeniu. Ekran dotykowy gwarantuje bezpośrednią interakcję między użytkownikiem a urządzeniem.
W szczególności możliwe jest tworzenie dowolnego programu CAD, w tym geometrii i obróbki, powiększanie, przesuwanie i obracanie obiektów, przygotowanie maszyny do prawidłowego pozycjonowania obrabianego przedmiotu, wysyłanie listy roboczej, zmiana parametrów i ich wysyłanie do obrabiarki sterowanej numerycznie w celu dalszego przetwarzania.
Monitor dotykowy bTouch ma 21,5-
-calowy wyświetlacz. W połączeniu z interfejsem bSuite 3.0, zoptymalizowanym do użycia dotykowego, gwarantuje pełne wykorzystanie funkcji oprogramowania Biesse. W szczególności możliwe jest tworzenie dowolnego programu CAD, powiększanie, przesuwanie i obracanie obiektów, przygotowanie maszyny do prawidłowego pozycjonowania obrabianego przedmiotu oraz wysyłanie listy roboczej, zmiana parametrów i wysyłanie do obrabiarki w celu dalszego przetwarzania.
~Janusz Bekas
