Mikron MILL S 200 U - Obróbka precyzyjna małogabarytowa.

2020-04-27 08:00

Jednym z problemów obróbki mniejszych detali takich jak np. elektrody robocze do obróbki elektroerozyjnej, implanty stomatologiczne, czy nawet mniejsze gabarytowo formy dla wyprasek z tworzyw sztucznych, jest niewykorzystanie potencjału zastosowanych obrabiarek. W takim ujęciu zagadnienia istotną rolę odgrywają dwa aspekty. Pierwszy to gabaryty i zajmowana przez obrabiarkę powierzchnia w hali produkcyjnej. Drugi to niewykorzystanie mocy napędu głównego oraz niekorzystny bilans energetyczny procesu technologicznego.

GF Machining Solutions - frezarka Mikron MILL S 200 U.

Drugi to niewykorzystanie mocy napędu głównego oraz niekorzystny bilans energetyczny procesu technologicznego. Sztywność masywnego korpusu związana z masą poszczególnych składowych korpusu, choć pożądana, szczególnie w obróbkach szybkościowych HSM, przy obróbce małych detali wymaga większych mocy napędów liniowych niż wynikałoby to z samego zadania technologicznego. Zużywa się więcej mocy na przesunięcia mas korpusu z napędem głównym, stołu roboczego (w tym przyspieszenia i hamowania) niż wynika to z występujących sił skrawania i obciążeń poszczególnych osi. W przypadku, gdy obróbka małych detali jest dominująca lub jedyna w asortymencie obrabianych części, mamy do czynienia z większym niż jest to rzeczywiście konieczne zużyciem energii elektrycznej.

Mikron MILL S 200 U jako frezarskie centrum obróbkowe pięcioosiowe  w kontekście swojej konstrukcji i możliwości instalacji wpisuje się strategię optymalnego dopasowania środków produkcji do realizowanych zadań technologicznych.

Zastosowania

Obróbka implantów stomatologicznych.

Mikron MILL S 200 U stanowi najmniejsze frezarskie centrum obróbkowe CNC w ofercie firmy GF Machining Solutions w ramach segmentu zaawansowanych obrabiarek do HSM. Maksymalne przesuwy w osiach X i Y to 160 mm. Maksymalne wymiary przedmiotu obrabianego w formie kostki to 100x100x100, a w przypadku pręta to wałek o średnicy Ø148 i wysokości 100 mm.

Mikron MILL S 200 U sprawdza się przy obróbce małych precyzyjnych części. Obrabiarki te są stosowane przy:

  • wytwarzaniu implantów stomatologicznych – precyzyjna obróbka pięcioosiowa o wysokiej dokładności geometrycznej;
  • obróbce elektrod roboczych, zarówno miedzianych jak i z grafitu, dla potrzeb obróbki EDM;
  • wytwarzaniu komponentów dla przemysłu samochodowego, w tym części pomp paliwa.
  • produkcji części dla przemysłu zegarmistrzowskiego – formy, koperty, precyzyjne i bardzo małe geometrie;

Powyższa lista nie wyczerpuje branż, które wykorzystują centra frezarskie Mikron MILL S 200 U, a do których zalicza się także przemysł lotniczy, ICT, czy opakowaniowy.

Konstrukcja

Konstrukcja Mikron MILL S 200 U.

Zwarta konstrukcja stanowi o zaletach tego centrum obróbkowego. Bardzo dużą sztywność uzyskano dzięki zastosowaniu polimerobetonu jako materiału bazowego korpusu. Materiał ten cechuje się m.in. lepszym tłumieniem drgań.

Jak pokazano na ilustracji obok, założenia konstrukcyjne co do gabarytów przedmiotów obrabianych pozwoliły na zastosowanie zwartej konstrukcji korpusu z polimerobetonu o znacznej masie własnej. Zespół napędu głównego wraz z napędami poszczególnych osi cechuje się krótkim łańcuchem kinematycznym, który sprzyja realizacji dynamicznej obróbki szybkościowej. Taka obróbka jest możliwa dzięki wysokiej sztywności dynamicznej liniowych napędów bezpośrednich.

Stabilność procesu obróbki zależy także od stabilności termicznej, a warunki do jej zapewnienia uzyskano poprzez zastosowanie chłodzenia wodą napędów we wszystkich osiach: X, Y, Z, B i C. Ograniczono przewodność termiczną między korpusem a zespołem napędowym. Wszystkie prowadnice znajdują się powyżej obszaru obróbkowego, co dodatkowo zmniejsza negatywne oddziaływanie termiczne wynikające z procesu skrawania.

Zwartość konstrukcji oraz przyjęte konfiguracje umożliwiają transport frezarek Mikron MILL S 200 U przez typowe drzwi o szerokości 90 i wysokości 180 cm. Takie rozwiązanie stanowi istotny czynnik ułatwiający wdrożenie takiej obrabiarki.

Precyzja obróbki

Przykłady komponentów do budowy zegarków.

Osiągnięcie wysokiej precyzji obróbki nie byłoby możliwe bez uwzględnienia zjawisk statycznych i dynamicznych w UOPN. W GF Machining Solutions wdrożono kompleksową kontrolę jakości o wysokim reżimie spełnialności warunków zgodnie z przyjętymi procedurami. Każda frezarka produkowana przez GF Machining Solutions przechodzi precyzyjną kontrolę techniczną w klimatyzowanej hali. Zachowanie stałych warunków środowiskowych stanowi nie tylko o precyzji pomiarów, ale także o ich porównywalności.

Obrabiarki Mikron MILL S 200 U wykorzystują bezpośredni odczyt położenia w osiach liniowych i obrotowych.

Wysokiej klasy elektrowrzeciona Step-Tec HSK E-32 zapewniają osiągnięcie maksymalnej prędkości obrotowej 50'000 obr/min w ciągu 2 sek od 0 obr/min. Producenci elektrowrzecion Step-Tec znaczną wagę przywiązują do stabilności termicznej. W tym celu stosuje się ceramiczne łożyska toczne. W celu maksymalnego uszczelnienia końcówki wrzeciona zastosowano bezkontaktową trójkomorową labiryntową barierę uszczelniającą.

Przy obróbce szybkościowej ważne jest by i przy mniejszych prędkościach obrotowych napędu głównego możliwe było uzyskanie pełnego momentu obrotowego. Tak też jest w przypadku frezarek Mikron MILL S 200 U po zastosowaniu sterowania wektorowego.

Konfiguracja

Frezarki Mikron MILL S 200 U można skonfigurować w zależności od rodzaju obrabianego materiału. Podczas obróbki materiałów stomatologicznych oraz grafitowych elektrod roboczych na potrzeby EDM efektem procesu skrawania jest powstawanie pyłu. W przypadku obróbki metali mamy do czynienia z wiórami.

Pył uznawany jest za niebezpieczny dla zdrowia operatorów, a pył grafitowy dodatkowo stanowi zagrożenie dla urządzeń elektrotechnicznych i elektronicznych. Nagromadzenie pyłu grafitowego w urządzeniach elektrotechnicznych oznacza możliwość wystąpienia spięć i tym samym poważnych i kosztownych awarii.

GF Machining Solutions oferuje frezarki Mikron MILL S 200 U w konfiguracji dla obróbki metali oraz dla obróbki materiałów pylących. W pierwszym przypadku stosuje się szufladę na opadające wióry. W drugim strefa obróbkowa jest szczelnie zabudowana i zastosowany jest wymuszony obieg powietrza, przechwytujący pył i kierujący go do filtrów.

W przypadku tych centrów frezarskich znaczną uwagę skierowano na zapewnienie jak największej czystości w przestrzeni roboczej. W zakres zastosowanych rozwiązań wchodzi nie tylko obsługa pyłów i wiórów, ale także obsługa chłodziwa i emulsji z wykorzystaniem wysokowydajnych filtrów.

Automatyzacja

Frazarka Mikron MILL S 200 U wraz z magazynem palet.

Frezarskie centra obróbkowe Mikron MILL S 200 U, jak wszystkie maszyny technologiczne produkowane przez GF Machining Solutions, są zaprojektowane z myślą o efektywnej automatyzacji procesu produkcyjnego. Podstawą jest System 3R w szerokim zakresie swojej konfiguracji uchwytów obróbkowych oraz magazynów palet i narzędzi. Liczba narzędzi w zależności od zastosowanego magazynu może wynosić: 30, 60, 140.

Smart Machine

Automatyzacja w warstwie sprzętowej to jeden aspekt szeroko rozumianego optymalizowania procesu obróbkowego. Innym obszarem jest stosowanie zaawansowanych układów sterowania i inteligentnych modułów wspierających.

Przykładem jest moduł ISM (ang. Intelligent Spindle Monitoring) do zaawansowanej kontroli wibracji między narzędziem a detalem w czasie rzeczywistym we wszystkich trzech osiach X, Y, Z. Moduł ten zapewnia również kontrolę temperatury wrzeciona. Technolog i operator mają dostęp do danych w czasie rzeczywistym oraz zapisów archiwalnych. Dzięki temu możliwe jest zoptymalizowanie procesu technologicznego z kryterium kosztów narzędzi, ale także trwałości obrabiarki, poprawy dokładności obróbki z jednoczesną redukcją czasu maszynowego głównego. Moduł ISM umożliwia ustawienie zakresów referencyjnych wybranych wielkości w celu zapewnienia bezpieczeństwa procesu obróbkowego. Komunikaty z ostrzeżeniami, włącznie z alarmem o zatrzymaniu obróbki, są wysyłane do zadeklarowanych odbiorców poprzez RNS (ang. Remote Notification System) w ramach modułu Smart Machine.

W dziedzinie oszczędzania zapotrzebowania na energię elektryczną oraz ochronę przy zaniku zasilania zastosowano wspomniany powyżej APS, a także Power Fail Protection oraz CAMplete TruePath System.

W celu podniesienia precyzji obróbki wdrożono takie moduły jak:

    • ITC do kompensacji rozszerzalności cieplnej wrzeciona.;

    • OSS do automatycznej optymalizacji parametrów pracy frezarki.;

Oczywiście w ramach realizacji idei Przemysłu 4.0 frezarki Mikron MILL S 200 U są zintegrowane z centralną platformą komunikacyjną rConnect firmy GF Machining Solutions, która umożliwia zdalne monitorowanie maszyn technologicznych i sterowanie nimi.

Wróć

O GF Machining Solutions