Wycinarka drutowa AgieCharmilles CUT E

2017-11-14 12:00
Ilustracja 1.: Wycinarka drutowa AgieCharmilles CUT E 350

Obróbka elektroerozyjna (ang. EDM – Electro Discharge Machining) to powszechnie stosowana metoda niekonwencjonalnego kształtowania przedmiotów o skomplikowanych kształtach, wykonanych z materiałów o dużej twardości, a także trudnoobrabialnych (formy i matryce w przetwórstwie tworzyw sztucznych, obróbce plastycznej, przemyśle lotniczym, narzędzi chirurgicznych).

GF Machining Solutions jako wytwórca maszyn dla EDM i WEDM posiada kilkudziesięcioletnie doświadczenie w rozwijaniu obróbki elektroerozyjnej, co stanowi istotny atut w zakresie projektowym jak i technologicznym. Dział badawczo-rozwojowy EDM liczy 150 osób z rocznym budżetem na poziomie 30 mln CHF.

Konstrukcja

Rodzina elektroerozyjnych wycinarek drutowych AgieCharmilles CUT E (ilustracja 1) została wprowadzona do oferty w roku 2016 w ramach wycinarek uniwersalnych. Cechują się niewielkimi gabarytami co pozwala na zaoszczędzenie nawet 30% powierzchni niezbędnej do instalacji obrabiarki (4 m2).  Uzyskano to w wyniku przyjęcia założenia o kompaktowej konstrukcji obrabiarki.

Żeliwny korpus wycinarek drutowych CUT E został zaprojektowany w kształcie leżącego T w celu zapewnienia pełnego podparcia stołu na całej długości jego przesuwu oraz w celu możliwości obróbki przedmiotów o dużej masie. Konstrukcja stołu (jeden stalowy element w formie zamkniętej ramy) również została opracowana pod kątem obróbki przedmiotów o dużej masie (do 1000 kg). Kinematyczne odseparowanie osi X i Y podwyższa zaś dokładność pozycjonowania. Dodatkowo osie są wyposażone w liniały optyczne realizujące bezpośredni odczyt pozycji.

System zapewnia pozycjonowanie osi liniowych z prędkością do 3 m/min. Pozwala to na maksymalne skrócenie fazy pomiarów i przygotowania procesu cięcia.

Jakość obróbki zależy m.in. od stabilności temperaturowej samej obrabiarki. W tym celu wycinarki CUT E mogą być włączane automatycznie z określonym wyprzedzeniem w celu zapewnienia termostabilizacji, w tym także korpusu.

Generator IPG

Ilustracja 2.: Cyfrowy generator IPG: dużo mocy, duże możliwości

W wycinarkach drutowych AgieCharmilles CUT E zastosowano najnowocześniejszy generator impulsów IPG – DPS (Direct Power Supply), który umożliwia osiąganie żądanej jakości powierzchni obrobionej (Ra 0.2 um) oraz dokładności obróbki.

Generator o tej konstrukcji jest tzw. generatorem bezkablowym. Konstrukcja ta obniża impedancję obwodu mocy co pozwala na stosowanie krótszych impulsów prądowych w porównaniu do generatorów konwencjonalnych. Dzięki temu czas polaryzacji szczeliny iskrowej jest ponad dwukrotnie krótszy, osiąga się większą wydajność cięcia oraz lepszą jakość powierzchni (więcej impulsów w krótszym czasie). Efekt zmniejszenia impedancji ma tym większe znaczenie w przypadku maszyny o dużych rozmiarach, gdzie długość kabli jest znacząca. Ponadto, odpowiedni kształt impulsu generowanego przez generator pozwala na wyeliminowanie niepożądanych zjawisk takich jak elektrolizy oraz powstawania tzw. warstwy białej na powierzchni przedmiotu obrabianego. Brak elektrolizy pozwala na cięcie m.in. takich materiałów jak: stal, węglik, aluminium, miedź, grafit. GF Machining Solutions jest jedynym na świecie producentem generatorów bezkablowych w technologii DPS.

W zakresie spełniania norm związanych z certyfikatem CE zastosowano automatyczne opuszczanie drzwi wraz z kratą bezpieczeństwa. Zastosowane rozwiązania umożliwiają skuteczne odgrodzenie operatora od strefy obróbkowej w trakcie operacji technologicznej oraz pełny, swobodny dostęp w trakcie obsługi wycinarki drutowej.

Sterowanie procesem wycinania

IV Rewolucja Przemysłowa określana mianem Przemysł 4.0 jednoznacznie wskazuje na znaczenie automatyzacji i informatyzacji zakładów produkcyjnych. Inteligentna fabryka docelowo ma być zdolna do realizacji procesów produkcyjnych z minimalnym udziałem ludzi. Wymaga to m.in. szerokiego wykorzystywania rozwiązań informatycznych, w tym internetu, analizy danych produkcyjnych, automatyzację stanowisk obróbkowych, monitorowanie procesów produkcyjnych, w tym obróbkowych, współdzielenie danych na różnego rodzaju platformach, stosowanie inteligentnych rozwiązań w układach sterowania.

Sterowanie najnowszej generacji AC CUT zapewnia intuicyjną obsługę oraz wsparcie w ramach inteligentnych funkcji. Poniżej wymieniono szereg modułów, które w wydatny sposób wspierają sterowanie procesem wycinania elektroerozyjnego. Układ sterowania AC CUT zapewnia zdolność zarządzania strukturą folderów i plikami programów obróbkowych, raportów z obróbki. Zaimplementowany program CAD/CAM AC CAM EASY oferuje możliwość syntezy geometrii cięcia oraz dobór parametrów technologicznych generatora. Standardowo układ sterowania AC CUT oferuje szerokie możliwości programowania, monitorowania przebiegu obróbki, a także konfiguracji i wsparcia przy czynnościach konserwacyjnych. Komfort obsługi zapewnia duży 19 calowy kolorowy monitor z ekranem dotykowym i funkcjami zoom, pan, rot i swipe analogicznymi do smartfonów.

Moduły inteligentne

Ilustracja 3.: ICP - zintegrowana ochrona antykolizyjna

Układ sterowania wsparty rozwiązaniami modułów inteligentnych w znaczący sposób podnosi efektywność obróbki i poszerza zdolności technologiczne.

PART EXPRESS – obróbka elektroerozyjna cechuje się wydłużonym czasem obróbki w odniesieniu do obróbki skrawaniem. Niejednokrotnie zachodzi konieczność realizacji innego zamówienia, którego waga realizacji jest bardzo istotna. Układ sterowania  AC CUT umożliwia zapamiętanie ustawień dla obróbki aktualnej, przerwanie jej realizacji, przeprowadzenie obróbki innej, a następnie powrót do wcześniejszego zadania technologicznego i jego przeprowadzenie dalej od punktu, w którym je przerwano. Podobna funkcjonalność jest stosowana w ramach opcji AUTO RESTART, która jest przydatna w przypadku zaniku zasilania. Punkt programu, w którym nastąpiła przerwa w obróbce zostaje zapamiętany i po przywrócenie zasilania możliwe jest wznowienie obróbki od tego punktu.

ICP (Integrated Collision Potection) – zintegrowana ochrona przeciwkolizyjna – ochrona przedmiotu obrabianego. Pierwszy na świecie i ciągle jedyny system aktywnego zabezpieczenia geometrii maszyny przed skutkami kolizji.

POWER-EXPERT – ochrona drutu przed zerwaniem. Warunki obróbki są monitorowane co pozwala adaptować moc impulsu do zmieniającej się geometrii przedmiotu. W przypadku nagłej zmiany wysokości przedmiotu obrabianego moduł POWER-EXPERT dokonuje modyfikacji parametrów obróbki w celu ochrony drutu przed zerwaniem.

Ilustracja 4.: TAPER-EXPERT kontrola pochylenia drutu umożliwiająca cięcię pod kątem do 30º

TAPER-EXPERT – kontrola pochylenia drutu umożliwiająca cięcie pod kątem w zakresie od 0 do 30º. Opcja zawiera prowadniki o specjalnej konstrukcji oraz cykl pomiarowy do ich kalibracji. W trakcie obróbki wykorzystywana jest cykliczna kontrola, która umożliwia korekcję położenia drutu. Efektem są precyzyjne cięcia (dokładność wymiaru kątowego do 1 minuty oraz chropowatość powierzchni).

WIRE-EXPERT -  moduł wykorzystywany do kompensacji beczkowatości obrobionych ścian oraz zmiany średnicy drutu, wynikającej z jego zużycia, podczas przechodzenia przez przedmiot. Uzyskuje się prostoliniowość ścian bocznych w zakresie TKM 2 µm.

Program EDM EXPERT zapewnia opracowanie optymalnej technologii cięcia na podstawie zadeklarowanych kryteriów, jak rodzaj materiału i jego wysokość, chropowatość końcowa i wymagana precyzja. Możliwe jest skrócenie czasu obróbki nawet o 18%. Dostępne są gotowe sekwencje z nastawami generatora i drutu. Inżynierska baza wiedzy dostępna w programie zawiera dane dotyczące wielu materiałów oraz stosowanych drutów. Odpowiedni dobór drutu do cięcia ma istotne znaczenie ze względu na wydajność, dokładność cięcia i chropowatość powierzchni obrobionej. W przypadku niewłaściwego doboru drutu czas trwania obróbki może być wydłużony o 15%.

Strategia ochrony naroży ma za zadanie dopasowywanie parametrów obróbki podczas zmian kierunków cięcia, co pozwala na dokładne odwzorowanie żądanego kształtu (ostre kąty i małe promienie).

Thermocut – system przygotowania drutu, który oferuje cykle wyżarzania oraz rozciągania drutu wraz z możliwością obcinania bez konieczności stosowania noża oraz automatyczne nawlekania drutu poprzez oczkowe, bezluzowe prowadniki diamentowe. System nawlekania zapewnia niezawodność i krótki czas tej czynności, bez względu na średnicę zastosowanego drutu (od Ø0,1 do Ø0,3 mm).

Ekologia

Zastosowanie wysokiej ochrony strefy obróbkowej wraz z opuszczanymi drzwiami pozwala na minimalizowanie oddziaływania szkodliwych ubocznych produktów procesu obróbki elektroerozyjnej (substancje lotne, których 69% to cząsteczki metalu). W przypadku cięcia drutem wykorzystywana jest przede wszystkim dejonizowana woda, która uznawana jest za substancję o najmniejszej szkodliwości dla środowiska.

Kompleksowe podejście producenta prowadzi do zdolności zapewniania użytkownikom wysokowydajnych elektroerozyjnych wycinarek drutowych niezależnie od ich przeznaczenia. Postęp technologiczny i podwyższane wymagania powodują konieczność rozwoju środków produkcji, w tym wycinarek drutowych.

Wróć

O GF Machining Solutions