Meningkatkan CNC Multi: Wawasan dari EMO 2017
Kunjungan ke EMO harus menjadi prioritas utama siapa saja untuk melihat teknologi pemesinan terbaru. Ini adalah pameran manufaktur skala besar, terakhir diselenggarakan pada September 2017 di Hannover, Jerman. Untuk mesin produksi multi-spindel, Hall 17, yang khusus untuk mesin alat multi-spindel, adalah tempat yang harus dilihat bagi semua penggemar teknologi pemesinan produksi, termasuk jurnalis dari seluruh dunia.
Saya mengambil waktu cukup untuk menjelajahi hall massal ini dan berhenti di booth Schütte, di mana bagian rotasi kompleks diproduksi dengan pemotongan kering pada penambahan terbaru perusahaan ke portofolio mesinnya, AC10-36 multi. Mesin baru menawarkan delapan spindel untuk produktivitas lebih untuk bagian hingga 40 mm diameter. Ini menarik perhatian saya, bukan karena kompleksitasnya yang tinggi, tetapi karena kecepatan tempat ia memproduksi bagian. Dalam tiga detik, bagian lengkap, termasuk operasi pemesinan depan dan belakang, keluar dari mesin, selesai dan siap dikirim ke pelanggan.
Delapan spindel membuatnya mungkin. Schütte’s AC10-36 menawarkan delapan spindel dan hingga dua counter-spindles untuk backworking. "Untuk pemesinan belakang, yang dapat menjadi botol neck dalam produksi jika beberapa operasi diperlukan untuk menyelesaikan bagian dengan counter-spindle, AC10-36 menawarkan dua counterspindle yang dapat bekerja secara bersamaan pada dua workpiece," jelas manajer pemasaran Schütte, Wilfried Rupp. "Jika keputusan adalah untuk menjalankan double backworking, kami memiliki solusi. Terdapat delapan posisi cross slide tersedia, masing-masing dengan kemampuan untuk memiliki beberapa alat. Dua dari delapan cross slide dapat di-alat untuk kerja pada posisi spindel utama atau counterspindles untuk memberikan backworking simultan. Ketika operasi pemesinan depan selesai, kedua counterspindle meraih satu bagian masing-masing dari posisi tujuh dan delapan dan dua bagian selesai secara bersamaan.
Dan itulah rahasia di balik waktu siklus 3 detik untuk bagian yang divisualisasikan di booth perusahaan. Setelah beberapa operasi pemesinan pada spindel utama termasuk turning diameter dalam dan luar, profile turning, grooving, dan drilling, bagian dipindahkan ke counterspindles untuk operasi pemesinan belakang.
High-Tech Bertemu Desain Tradisional
Sementara 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 dari pengembangan berkelanjutan dari mesin automatik multi-spindel enam spindel CNC generasi SCX perusahaan, yang diperkenalkan pada 2006. Untuk mengetahui lebih banyak, saya mengunjungi pusat kantor Schütte di Cologne, Jerman, untuk mengalami mesin dalam produksi secara langsung.
Didirikan pada 1880, bisnis keluarga ini telah memproduksi mesin automatik multi-spindel sejak 1937. Pada 1940, multi-spindel automatik pertama dengan longitudinal slide yang dikontrol independen—prinsip yang nantinya akan dikenal sebagai "Schütte Design"—dibangun. Schütte Design memuat susunan terpisah dari unit pemesinan untuk pemesinan longitudinal dan cross pada dua mesin stand, tuan rumah kami, Mr. Rupp, menjelaskan. Spindel dan drive head dipasang pada dasar mesin gabungan mineral cast yang tahan torsi dan getaran dan terhubung oleh beam pendukung longitudinal yang kokoh. Ini menciptakan kerangka tertutup yang menjamin distribusi gaya optimal dan tingkat kekakuan tinggi. Desain ini memberikan mesin dengan tingkat stabilitas tinggi, yang tercermin tidak sedikit pada kapasitas pengangkatan material tinggi.
Ciri lain dari mesin automatik multi-spindel dari Schütte adalah 'Schütte-Block.' “Ini memberikan longitudinal slides kami tingkat akurasi dan keawetan yang tinggi dan membuat operasi drilling yang canggih mungkin”. Seringkali pelanggan yang tidak terlalu akrab dengan mesin kami, misalnya, mereka di China, bertanya mengapa perusahaan memilih desain tertentu ini. Responsnya adalah bahwa ini adalah desain tradisional yang terbukti yang memberikan mesin Schütte akurasi yang tak tertandingi dan sangat dihargai oleh pelanggan, kata Mr. Rupp.
Seiring waktu berlalu, produksi industri mencerminkan kebutuhan akan workpiece yang lebih kompleks dalam jumlah lebih kecil, siklus hidup lebih pendek dan lingkungan yang sangat kompetitif. Kebutuhan ini memfokuskan perusahaan untuk mengembangkan seri SCX enam spindel CNC multi-spindel. Dalam seri SCX mesin, semua yang tidak terkait langsung dengan produksi workpiece telah dihapus dari zona pemesinan. Tidak ada coolant, garis pelumasan atau kabel di dalam zona kerja untuk mengumpulkan chip. Selain itu, cross dan longitudinal slides dilengkapi dengan unit alat standar, masing-masing dengan kemampuan untuk menahan beberapa alat. Unit-unit yang dapat ditukar ini dapat mencakup unit untuk turning, drilling, milling, gear hobbing, spherical dan polygon turning atau hampir kebutuhan driven atau stationary lainnya.
Mengapa memakan waktu 10 tahun untuk merilis varian delapan spindel dari mesin automatik multi-spindel CNC sukses perusahaan seri SCX ke pasar? Mr. Rupp menjelaskan sebagai berikut: “Mesin delapan spindel jauh lebih kompleks daripada mesin enam spindel. Anda harus memprogram dan mengontrol hingga 85 sumbu, yang hanya mungkin menggunakan triple NCU di Siemens 840D Solution Line Series. Pada saat yang sama, Anda harus menawarkan antarmuka operator yang mudah digunakan yang pelanggan kami terbiasa dengan.”
Konfigurasi, operasi dan pemrograman mesin CNC ACX dilakukan dengan bantuan antarmuka pengguna SICS yang dikembangkan oleh Schütte. Ini disesuaikan secara optimal dengan rentang fungsi dari mesin automatik multi-spindel ACX. SICS menyediakan operator dengan menu input dan operasi yang telah ditentukan sebelumnya untuk tugas mereka. Koordinasi dan distribusi data ke sistem kontrol dan channel individual berjalan di latar belakang dan tidak terlihat oleh pengguna.
Bahan biasanya disuplai ke mesin ACX dalam bentuk batas material dengan diameter hingga 42 mm. Sebagai alternatif terhadap batas stok, pengiriman otomatis blanks atau bagian semi-jadi melalui alat pakan individu mungkin. Bagian jadi keluar dari mesin tergantung pada kebutuhan pelanggan melalui chute, conveyor pengeluaran atau disimpan secara berorientasi di palet. Stasiun pembersihan dan pengukuran dapat dikonfigurasi sesuai kebutuhan workpiece masing-masing dan diintegrasikan dalam sistem penanganan bagian jadi.
Keuntungan Delapan Spindel
Mesin ACX dirancang untuk pemesinan lengkap—depan dan belakang workpiece diselesaikan dalam satu siklus. Yang sangat penting adalah kemampuan kerja simultan delapan spindel utama dan hingga dua counter-spindles, Mr. Rupp menjelaskan. Semua spindel dilengkapi dengan direct drives yang dicairkan pendingin—menjaga pertumbuhan termal di carrier spindel ke minimum—yang memungkinkan kecepatan spindel yang dapat dipilih bebas secara independen satu sama lain. Dengan torsi 85 Nm, mereka memiliki dinamika dan traksi yang sangat tinggi.
Mesin dapat dioperasikan sebagai mesin delapan spindel untuk bagian rumit yang memerlukan pemesinan yang luas, atau sebagai mesin empat spindel ganda, di mana sebenarnya berjalan sebagai dua mesin yang bekerja bersama secara bersamaan pada satu platform. Setiap detik, sebuah stasiun alat selalu memiliki akses simultan ke alat yang sama. Sebagai hasil dari pemesinan empat spindel ganda, dua bagian jadi dihasilkan oleh mesin per rotasi drum. Dalam pemesinan belakang ganda, terdapat delapan posisi spindel yang tersedia untuk pemesinan depan workpiece dan dua posisi spindel untuk pemesinan belakang, dan semuanya bekerja secara bersamaan.
Peningkatan produktivitas lebih dapat dicapai dengan slide tambahan yang tersedia secara opsional pada posisi tujuh dan delapan di posisi part-off. "Fitur ini memungkinkan pengguna untuk menerapkan baik operasi pemesinan belakang tambahan serta pre-part-off simultan dari workpiece berikutnya selama pemesinan sisi belakang workpiece," kata Mr. Rupp.
Unit Pemesinan
Konstruksi dasar AC10-36 mengikuti konsep klasik dari automatik yang dikontrol cam, di mana delapan spindel diindex dalam drum spindel yang presisi yang terkunci dengan repeatabilitas tinggi oleh coupling Hirth yang kokoh. Cross slides untuk pemesinan OD memungkinkan pemesinan di sumbu X, Z dan Y pada posisi satu hingga delapan. Slide X bergerak radial ke garis pusat spindel pada linear guideways. Gerakan sumbu Z menggunakan desain quill hidrostatis yang berjalan sejajar dengan garis pusat spindel dan melewati carrier sumbu X pada 90 derajat. Kedua sumbu dirakit elektromekanis. Menggunakan interpolasi, ini memungkinkan gerak kontur X-Z di semua delapan stasiun.
Tool turret cross slide modular dapat membawa satu atau lebih alat ke dalam potong pada setiap delapan stasiun, potensialmente mengalikan jumlah alat yang dapat digunakan pada setiap stasiun tertentu. Fleksibilitas ini memungkinkan beberapa operasi dilakukan pada satu stasiun atau memberikan opsi untuk memiliki alat redundan yang ditempatkan untuk operasi tanpa pengawasan.
Setiap cross slide juga dapat menyediakan kemampuan pemesinan sumbu Y. Selain gerak liniernya, sumbu Z dapat diatur untuk berputar. Gerakan ini memungkinkan alat kedua atau ketiga atau lebih alat untuk diposisikan pada workpiece. Ini juga memungkinkan pemesinan milling sumbu Y oleh interpolasi antara sumbu X linier dan sumbu C rotary.
Coupling Hirth digunakan untuk menerima turret yang dikonfigurasi berbagai macam yang membawa alat potong yang digunakan untuk stasiun tertentu. Seperti pada seri SCX, turret standar ACX mencakup perangkat untuk (off-center) drilling, deep-hole drilling, thread cutting, angular drilling, cross drilling, contour milling, gear hobbing, dan multi-edge turning, spherical dan polygon turning (cross) serta cross slides (endworking) untuk driven dan stationary tools. Pentingnya: semua unit dapat digunakan secara independen satu sama lain di setiap posisi spindel.
Koneksi standar memungkinkan setiap turret diposisikan pada setiap cross slide. Desain modular ini cocok untuk stationary dan driven tools. Untuk driven tools, motor integral dipasang di quill sumbu Z dan menghasilkan 8.500 rpm. Garis coolant juga diarahkan melalui quill, menjaga zona kerja bersih. Coolant melalui tool hingga 100 bar tersedia.
Cross dan longitudinal slide turret menggunakan HSK atau Capto cutting toolholders untuk clamping kokoh dan pergantian cepat. Cutting tool interfaces standar dan akurat mendorong penggunaan offline tool presetters untuk mempercepat pergantian alat di mesin.
Area Pemesinan yang Dapat Diakses Bebas
Untuk mengakomodasi pergantian, apapun yang tidak terkait langsung dengan pemesinan bagian telah dihilangkan dari area kerja mesin. Area pemesinan yang tertutup tidak mengandung komponen drive atau guideways, garis pelumasan atau coolant, atau wiring. Ini adalah zona kerja bersih yang lebih memfasilitasi akses untuk pergantian alat yang cepat dan memungkinkan pengeluaran chip yang baik. Zona kerja terbuka dan bersih juga memberikan kebebasan kepada pengguna untuk menambah atau menghapus berbagai konfigurasi pemesinan.
"Jika terjadi akumulasi chip, tidak ada halangan di area pengangkatan material karena slide, attachment drive, kabel atau garis," Mr. Rupp menjelaskan. "Risiko kerusakan atau kerusakan kabel atau hos oleh chip panas atau selama setup mesin tidak lagi ada. Sarang chip juga menjadi hal yang sudah lampau. Ini jelas meningkatkan keandalan dan ketersediaan attachment dan secara signifikan mengurangi waktu tidak produktif yang diperlukan untuk menghapus chip dan sarang chip. Untuk banyak bengkel, ini sangat berharga karena operasi otomatis yang andal hanya dapat dicapai jika masalah pengeluaran chip terpecahkan. Dan semuanya dengan pengetahuan bahwa material yang sulit diproses semakin banyak digunakan. Ini bukan hanya tantangan nyata terkait kapasitas mesin, tetapi juga terkait chip, yang sering panjang dan oleh karena itu sulit dikeluarkan. Pengaturan sistem drive dan guide di luar area pemesinan juga secara efektif mencegah kontaminasi elemen-elemen penting ini dan oleh karena itu menghilangkan bahaya aus dini."
Seri ACX dari Schütte tersedia untuk distribusi global. Desain delapan spindelnya melayani kebutuhan produksi fleksibel, volume lebih rendah, campuran tinggi yang semakin ditemukan di bengkel pemlogaman logam. Selain itu, delapan spindel juga memenuhi kebutuhan produksi volume tinggi menggunakan kemampuan pemesinan tambahannya untuk bagian kompleks.
