Membawa CNC Multi ke Level Baru

Kunjungan ke EMO, harus berada di urutan teratas daftar siapa pun untuk melihat teknologi permesinan terbaru. Ini adalah pameran dagang manufaktur besar, terakhir diadakan pada September 2017 di Hannover, Jerman. Untuk mesin produksi multi-spindel, Hall 17, yang didedikasikan untuk peralatan mesin multi-spindel, harus dilihat oleh semua penggemar teknologi mesin produksi, termasuk jurnalis dari seluruh dunia.

Saya meluangkan cukup waktu untuk menjelajahi aula besar ini dan mampir ke stan Schütte, di mana bagian-bagian rotasi belok yang rumit sedang diproduksi dengan pemotongan kering pada tambahan terbaru perusahaan untuk portofolio mesinnya, AC10-36 multi. Alat berat baru ini menawarkan delapan spindel untuk produktivitas lebih tinggi untuk suku cadang dengan diameter hingga 40 mm. Itu menarik perhatian saya, bukan karena kerumitannya yang tinggi, tetapi karena kecepatannya dalam memproduksi suku cadang. Dalam tiga detik, bagian yang lengkap, termasuk operasi pemesinan depan dan belakang, dikeluarkan dari alat berat, selesai dan siap dikirim ke pelanggan.

Delapan spindel memungkinkan. AC10-36 Schütte menawarkan delapan spindel dan hingga dua spindel kontra untuk pengerjaan ulang. “Untuk pengerjaan mesin belakang, yang dapat menjadi hambatan dalam produksi jika beberapa operasi diperlukan untuk menyelesaikan bagian dengan counter-spindle, AC10-36 menawarkan dua counterspindle yang dapat bekerja secara bersamaan pada dua benda kerja, manajer pemasaran Schütte, Wilfried Rupp, menjelaskan . “Jika keputusannya adalah menjalankan double backworking, kami punya solusinya. Ada delapan posisi geser silang yang tersedia, masing-masing dengan kemungkinan memiliki beberapa alat. Dua dari delapan slide silang dapat digunakan untuk bekerja pada posisi spindel utama atau counterspindle untuk memberikan backworking secara simultan. Ketika operasi kerja depan selesai, kedua counterspindle masing-masing mengambil satu bagian dari posisi tujuh dan delapan dan dua bagian diselesaikan secara bersamaan.

Dan itulah rahasia di balik waktu siklus 3 detik untuk bagian yang didemonstrasikan di stan perusahaan. Setelah beberapa operasi pemesinan pada spindel utama termasuk pembubutan diameter dalam dan luar, pembubutan profil, grooving dan pengeboran, bagian tersebut dipindahkan ke counterspindle untuk operasi pemesinan belakang.

Teknologi Tinggi Memenuhi Desain Tradisional

Meskipun teknologi delapan spindel bukanlah hal baru – Schütte telah menawarkan delapan spindel pada mesin multi spindel seri G dan PC-nya selama bertahun-tahun. Mesin ACX, yang sekarang tersedia secara global, adalah hasil pengembangan berkelanjutan dari mesin bubut otomatis enam spindel, multi spindel CNC generasi SCX, yang diperkenalkan pada tahun 2006. Untuk mempelajari lebih lanjut, saya mengunjungi kantor pusat Schütte di Cologne, Jerman, untuk rasakan mesin dalam produksi secara langsung.

Didirikan pada tahun 1880, bisnis yang dijalankan keluarga ini telah memproduksi mesin bubut otomatis multi-spindel dari tahun 1937 dan seterusnya. Pada tahun 1940, multi-spindle otomatis pertama dengan slide longitudinal yang dikontrol secara independen—prinsip yang kemudian dikenal sebagai "Desain Schütte"—dibuat. Desain Schütte mencakup pengaturan terpisah dari unit pemesinan untuk pemesinan memanjang dan silang pada dua dudukan alat berat, tuan rumah kami, Mr. Rupp, menjelaskan. Spindel dan kepala penggerak dipasang pada dasar mesin kompon cor mineral tahan torsi dan getaran dan dihubungkan oleh balok penyangga longitudinal yang kuat. Ini menciptakan kerangka kerja loop tertutup yang menjamin distribusi gaya yang optimal dan tingkat kekakuan yang tinggi. Desain ini memberikan alat berat dengan tingkat stabilitas yang tinggi, yang tercermin paling tidak dalam kapasitas pemindahan material yang tinggi.

Karakteristik lebih lanjut dari multi-spindle otomatis dari Schütte adalah 'Schütte-Block.' “Ini memberikan slide longitudinal kami tingkat akurasi dan umur panjang yang tinggi dan memungkinkan operasi pengeboran yang canggih”. Seringkali pelanggan yang tidak terlalu akrab dengan mesin kami, misalnya yang ada di China, bertanya mengapa perusahaan memilih desain khusus ini. Tanggapannya adalah bahwa ini adalah desain tradisional yang telah terbukti yang memberikan akurasi tak tertandingi pada mesin Schütte dan sangat dihargai oleh pelanggan, kata Mr. Rupp.

Seiring berjalannya waktu, produksi industri mencerminkan kebutuhan akan benda kerja yang lebih kompleks dalam jumlah yang lebih kecil, siklus hidup yang lebih pendek, dan lingkungan yang sangat kompetitif. Kebutuhan tersebut menjadi fokus perusahaan untuk mengembangkan seri SCX dari enam mesin multi-spindel CNC. Dalam mesin seri SCX, segala sesuatu yang tidak terkait langsung dengan produksi benda kerja telah dikeluarkan dari area pemesinan. Tidak ada cairan pendingin, saluran pelumasan, atau kabel di dalam zona kerja untuk mengumpulkan chip. Selain itu, perosotan melintang dan membujur dilengkapi dengan unit alat standar, masing-masing dengan kemampuan untuk menampung banyak alat. Unit yang dapat dipertukarkan ini dapat mencakup unit untuk pembubutan, pengeboran, penggilingan, hobbing gigi, pembubutan sferis dan poligon atau sebagian besar kebutuhan penggerak atau stasioner lainnya.

Mengapa butuh 10 tahun untuk merilis varian delapan spindel dari seri SCX bubut otomatis multi-spindel CNC yang sukses dari perusahaan ke pasar? Mr. Rupp menjelaskan sebagai berikut:“Mesin delapan poros jauh lebih kompleks daripada mesin enam poros. Anda harus memprogram dan mengontrol sebanyak 85 sumbu, yang hanya mungkin dilakukan dengan menggunakan triple NCU di Siemens 840D Solution Line Series. Pada saat yang sama, Anda harus menawarkan antarmuka operator yang mudah digunakan yang biasa digunakan oleh pelanggan kami.”

Konfigurasi, operasi, dan pemrograman mesin CNC ACX dilakukan dengan bantuan antarmuka pengguna SICS yang dikembangkan oleh Schütte. Ini disetel secara optimal ke berbagai fungsi ACX otomatis multi-spindel. SICS memberi operator masing-masing input yang telah ditentukan sebelumnya dan menu pengoperasian untuk tugas mereka. Koordinasi dan distribusi data ke sistem kontrol individu dan saluran berjalan di latar belakang dan tidak terlihat oleh pengguna.

Material yang disuplai ke mesin ACX biasanya berupa material batangan dengan diameter sebanyak 42 mm. Sebagai alternatif untuk barstock, pasokan blanko otomatis atau suku cadang setengah jadi melalui perangkat pengisi individual dimungkinkan. Bagian yang sudah jadi meninggalkan mesin tergantung pada kebutuhan pelanggan melalui saluran, konveyor pelepasan atau disimpan dengan cara yang berorientasi pada palet. Stasiun pembersihan dan pengukuran dapat dikonfigurasi sesuai dengan persyaratan benda kerja masing-masing dan terintegrasi dalam sistem penanganan komponen jadi.

Keunggulan Delapan Spindle

Mesin ACX dirancang untuk pemesinan lengkap—sisi depan dan belakang benda kerja diselesaikan dalam satu siklus. Yang sangat penting adalah kemungkinan kerja simultan dari delapan spindel utama dan hingga dua spindel kontra, Mr. Rupp menjelaskan. Semua spindel dilengkapi dengan penggerak langsung berpendingin cairan – menjaga pertumbuhan termal dalam pembawa spindel seminimal mungkin – yang memungkinkan kecepatan spindel yang dapat dipilih secara bebas secara independen satu sama lain. Dengan torsi 85 Nm, mereka menampilkan dinamika dan traksi yang sangat tinggi.

Mesin dapat dioperasikan sebagai mesin delapan spindel untuk bagian rumit yang memerlukan pemesinan ekstensif, atau sebagai mesin empat spindel ganda, di mana ia benar-benar berjalan sebagai dua mesin yang bekerja bersama satu sama lain secara bersamaan pada satu platform. Setiap detik, stasiun alat selalu memiliki akses simultan ke alat yang sama. Sebagai hasil dari pemesinan empat spindel ganda, dua bagian jadi diproduksi oleh mesin per putaran drum. Dalam pemesinan ujung belakang ganda, ada delapan posisi spindel yang tersedia untuk pemesinan depan benda kerja dan dua posisi spindel untuk pemesinan ujung belakang, dan semuanya bekerja secara bersamaan.

Peningkatan produktivitas lebih lanjut dapat dicapai dengan slide tambahan yang tersedia secara opsional di posisi tujuh dan delapan di posisi setengah mati. “Fitur ini memungkinkan pengguna untuk mengimplementasikan operasi pemesinan bagian belakang tambahan serta pre-part-off simultan dari benda kerja lanjutan selama pemesinan benda kerja sisi belakang,” kata Mr. Rupp.

Unit Mesin

Konstruksi dasar AC10-36 mengikuti konsep klasik dari cam-controlled automatic, di mana indeks delapan spindel dalam drum spindel yang dibuat secara presisi yang dikunci dengan pengulangan yang luar biasa oleh kopling Hirth yang kuat. Slide silang untuk pemesinan OD mengizinkan pemesinan pada sumbu X, Z, dan Y pada posisi satu hingga delapan. Geser sumbu X bergerak secara radial ke garis tengah spindel pada guideways linier. Gerakan sumbu Z menggunakan desain pena bulu hidrostatik yang bergerak sejajar dengan garis tengah spindel dan melewati pembawa sumbu X pada 90 derajat. Kedua sumbu digerakkan secara elektromekanis. Menggunakan interpolasi, ini memungkinkan gerakan kontur X-Z di delapan stasiun.

Turret alat geser silang modular dapat membawa satu atau lebih alat ke dalam pemotongan di salah satu dari delapan stasiun, berpotensi mengalikan jumlah alat yang dapat digunakan di setiap stasiun tertentu. Fleksibilitas ini memungkinkan beberapa operasi dilakukan di satu stasiun atau memberikan opsi untuk memiliki alat yang berlebihan untuk operasi tanpa pengawasan.

Setiap slide silang dapat memberikan kemampuan pemesinan sumbu Y juga. Selain gerak liniernya, sumbu Z dapat diatur untuk berputar. Gerakan ini memungkinkan pahat kedua atau ketiga atau lebih untuk diposisikan pada benda kerja. Ini juga memungkinkan penggilingan sumbu Y dengan interpolasi antara sumbu X linier dan sumbu C putar.

Kopling Hirth digunakan untuk menerima berbagai konfigurasi turret yang membawa alat pemotong yang digunakan untuk stasiun tertentu. Seperti pada Seri SCX, turret standar ACX mencakup perangkat untuk pengeboran (off-center), pengeboran lubang dalam, pemotongan ulir, pengeboran sudut, pengeboran silang, penggilingan kontur, hobbing roda gigi, dan pembubutan multi-tepi, pembubutan sferis dan poligon (cross) serta cross slide (endworking) untuk alat penggerak dan stasioner. Pada dasarnya penting:semua unit dapat digunakan secara independen satu sama lain di setiap posisi spindel.

Koneksi standar memungkinkan turret apa pun untuk diposisikan pada slide silang apa pun. Desain modular ini cocok untuk alat stasioner dan alat penggerak. Untuk perkakas yang digerakkan, motor integral dipasang di pena bulu sumbu Z dan menghasilkan 8.500 rpm. Saluran cairan pendingin juga disalurkan melalui pena bulu, menjaga zona kerja tetap bersih. Melalui alat pendingin tersedia hingga 100 bar.

Turret geser melintang dan memanjang menggunakan pemegang alat pemotong HSK atau Capto untuk penjepitan padat dan penggantian cepat. Antarmuka pahat potong yang standar dan akurat mendorong penggunaan prasetel pahat offline untuk mempercepat penggantian pahat di alat berat.

Area Pemesinan yang Dapat Diakses Secara Gratis

Untuk mengakomodasi pergantian, segala sesuatu yang tidak terkait langsung dengan suku cadang pemesinan dihilangkan dari area kerja mesin. Area pemotongan tertutup tidak berisi komponen penggerak atau jalur pemandu, saluran pelumas atau pendingin, atau kabel. Ini adalah zona kerja bersih yang memfasilitasi akses dengan lebih baik untuk penggantian perkakas yang cepat dan memungkinkan pelepasan chip yang baik. Zona kerja yang terbuka dan bersih juga memberikan kebebasan kepada pengguna untuk menambah atau menghapus berbagai konfigurasi pemesinan.

“Dalam kasus akumulasi chip, tidak ada penghalang di area pemindahan material karena slide, attachment drive, kabel atau saluran,” Mr. Rupp menjelaskan. “Risiko kerusakan atau kehancuran kabel atau selang melalui chip panas atau selama penyetelan mesin tidak ada lagi. Sarang keripik juga sudah ketinggalan zaman. Ini jelas meningkatkan keandalan dan ketersediaan attachment dan secara signifikan mengurangi waktu tidak produktif yang diperlukan untuk melepas chip dan sarang chip. Bagi banyak toko, ini sangat berharga karena operasi otomatis yang andal hanya dapat dicapai jika masalah pelepasan chip diselesaikan. Dan semua ini dengan pengetahuan bahwa bahan yang sulit untuk dikerjakan semakin banyak digunakan. Ini bukan hanya tantangan nyata terkait dengan kapasitas mesin, tetapi juga terkait dengan chip, yang seringkali panjang dan dengan demikian sulit untuk dilepaskan. Pengaturan sistem penggerak dan pemandu di luar area pemesinan juga secara efektif mencegah kontaminasi elemen penting ini dan dengan demikian menghilangkan bahaya keausan dini.”

Seri ACX dari Schütte tersedia untuk distribusi di seluruh dunia. Desain delapan porosnya melayani kebutuhan akan produksi campuran yang fleksibel, volume lebih rendah, dan lebih tinggi yang semakin banyak ditemukan di toko pengerjaan logam. Selain itu, delapan spindel juga memenuhi kebutuhan akan produksi volume tinggi menggunakan kemampuan pemesinan tambahannya untuk suku cadang yang kompleks.