Mózg współczesnej obrabiarki

©

Udostępnij:

Sedno współczesnej obróbki to sterowanie CNC i jego nieograniczone możliwości zastosowania. To właśnie dzięki sterowaniom CNC, które stanowią „mózg” każdej nowoczesnej obrabiarki, najbardziej złożone projekty w magiczny sposób nabierają realnych kształtów. Niezawodność i precyzja tych systemów stanowią o sile i możliwościach zaawansowanej obrabiarki.

Trudno sobie wyobrazić współczesny przemysł bez obrabiarek sterowanych numerycznie, zwanych także centrami obróbczymi CNC (ang. Computerized Numerical Control). Są to maszyny zautomatyzowane, wyposażone w numeryczny układ sterowania, który steruje w sposób programowy wszystkimi ruchami
w procesie obróbki, jej parametrami i czynnościami pomocniczymi. Dzięki temu możliwe jest bezproblemowe i dokładne odtworzenie kształtów zaprojektowanych w programach graficznych (typu CAD/CAM) w technice trójwymiarowej. Pozwala to zachować dużą dokładność i powtarzalność obróbki, co minimalizuje koszty związane z odpadami poprodukcyjnymi i wadliwymi partiami towarów. Wykorzystując obrabiarki CNC, można kształtować różne materiały, w tym metal, drewo czy tworzywa sztuczne.



Garść historii

Pomysł rozwiązania bazującego na przetwarzaniu informacji cyfrowej i generowaniu sygnałów sterujących ruchem maszyn lub urządzeń pojawił się około połowy ubiegłego wieku. Nastąpiło to niedługo po powstaniu zautomatyzowanych maszyn zdolnych do wykonywania określonych sekwencji ruchów. Zrodził się on z pilnej potrzeby wytwarzania przedmiotów o skomplikowanych geometrycznie kształtach. Dotychczasowe obrabiarki ze względu na swoje ograniczenia nie pozwalały na ich realizację.

Przełom nastąpił w 1949 roku, kiedy to na zlecenie Sił Powietrznych USA (USAF) zbudowano i po raz pierwszy zastosowano obrabiarkę numeryczną. Publiczna prezentacja tej maszyny nastąpiła dopiero kilka lat później – w 1952 roku. Człowiekiem, którego uważa się za pomysłodawcę numerycznej obrabiarki, jest John T. Parsons, który wraz ze swoim pracownikiem Frankiem Stulenem po raz pierwszy zastosował komputerowe metody obróbki w procesie wytwarzania skomplikowanych łukowych kształtów łopat silnika helikoptera. Komputerem w owym czasie była maszyna licząca, pracująca w oparciu o taśmę perforowaną. Sterowała ona silnikami dodanymi do zwykłej obrabiarki, które pozwalały na swobodną obróbkę w trzech osiach kartezjańskiego układu współrzędnych. Tak działające urządzenie było w całości obsługiwane przez człowieka, a komputer jedynie obliczał, jak ustawić narzędzia, by uzyskać pożądany kształt.

Pomysł Parsonsa był rozwijany przez współpracujące ze sobą dwie instytucje: IBM i MIT (Massachusetts Institute of Technology). To dzięki ich dalszym pracom w 1952 roku udało się opracować niezawodny sterownik serwomechanizmu oraz w 1956 roku język programowania APT (Automatic Programmed Tool) - narzędzia stanowiące podwaliny obróbki CNC. Z ich zastosowaniem opracowano system, który na podstawie funkcji matematycznych opisujących kształt przedmiotu ustalał ciąg zapisanych binarnie
(w systemie dwójkowym, ang. NBS - Natural Binary System) poleceń pozwalających na wykonanie opisywanego przedmiotu i po ich przesłaniu do urządzenia na uzyskanie odpowiedniego ruchu maszyny. Pojawiający się w tym procesie ciąg informacji sterowniczych w postaci zakodowanych znaków alfanumerycznych nazwano programem NC (z ang. Numerical Control). Pierwsze obrabiarki miały niewiele możliwości, lecz w latach 80. nastąpił ich szybki rozkwit. Pierwsza w pełni sterowana numerycznie obrabiarka (CNC) powstała w 1981 r.

Dużo zalet, (prawie) brak wad

Korzyści z zastosowania maszyn CNC można dostrzec w codziennej produkcji: bardzo wysoka precyzja wytwarzania, idealnie zgodna
z założeniami konstrukcji, szybkość obróbki i zwiększenie wydajności, uniwersalność (maszynę można łatwo przezbrajać do produkcji różnych detali, podczas tej samej zmiany), bezpieczeństwo oraz oszczędność czasu i pieniędzy. Wpływa to na konkurencyjność wyborów firm stosujących maszyny sterowanie numerycznie, a co za tym idzie na ich sprzedaż i zyski z niej. Wadą jest wysoki koszt zakupu centrów obróbczych, który jednak dość szybko zwraca się dzięki lepszej jakości produkowanych elementów.

Rozwój sterowań numerycznych zaowocował powstaniem wielu układów sterujących obrabiarek NC, których programowanie może różnić się i to czasami bardzo istotnie. Wybór odpowiedniego oprogramowania wpływa na pracę obrabiarki i jej elastyczność procesową.

GENMITSU – dokładność, ścisłość i perfekcjonizm
Jednym z wiodących dostawców systemów CNC na światowe rynki jest FANUC. Technologia FANUC miała znaczący wpływ na rozwój technologii CNC, a także swój bezpośredni udział w procesie zmian światowego sektora produkcji. Firma ta już od niemal 60 lat przyczynia się do ogólnoświatowego procesu automatyzacji przedsiębiorstw – od pojedynczych urządzeń do automatyzacji całych linii produkcyjnych. Główną dewizą koncernu FANUC jest GENMITSU – dokładność, ścisłość i perfekcjonizm. To właśnie decyduje o tym, że produkty FANUC są wciąż doskonalone i jeszcze lepiej dopasowywane do zmieniających się potrzeb lokalnych odbiorców na całym świecie. Ich konstrukcja z pozoru się nie zmienia, ale we wnętrzu maszyn następują znaczące zmiany. W szczególnie dużym stopniu dotyczy to sterowań CNC FANUC. Rozwój tych systemów zmierza w kierunku uzyskania coraz większych dokładności, szybkości i oszczędności w zakresie zużycia energii. Jedna trzecia pracowników firmy FANUC w Japonii zajmuje się wyłącznie pracami badawczymi, które stanowią podstawę do tego, aby sterowania CNC FANUC mogły być nieustannie wyposażane w nowe, jeszcze bardziej zaawansowane funkcje.

Do tej pory na świecie zostały zainstalowane ponad 3 miliony sterowań CNC FANUC oraz 12,7 milionów silników FANUC. Są to najczęściej wybierane sterowania na naszym globie. Leszek Setman, inżyniera FANUC Polska, wyjaśnia przyczyny tego powodzenia u klientów: – FANUC tworzy swoje układy sterowania w oparciu o najnowsze rozwiązania technologiczne, szybkie i energooszczędne układy scalone oraz procesory. Dzięki stosowaniu nanometrowej rozdzielczości w całym systemie, uzyskują największą z możliwych dokładność – począwszy od wewnętrznych obliczeń CNC i dokładności zapisu wartości wewnętrznych obliczeń, poprzez interpolację, do napędów posuwowych i wrzecionowych oraz urządzeń o dużej rozdzielczości pomiaru położenia wirników silników. Sterowania FANUC mają także najniższy TCO (całkowity koszt posiadania) i nie są oparte na środowisku PC, co niweluje zagrożenie wirusami komputerowymi.

www.fanuc.pl

Udostępnij:

Drukuj




MM




TOP w kategorii






Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również