Vysoce výkonný 11osý CNC systém od společnosti NUM umožnil výrobci obráběcích strojů, společnosti Sicmat, vytvořit honovací stroj pro ozubená kola, který představuje v rámci odvětví nový standard pro dokončování na čisto po zpevnění. Díky inovativnímu honovacímu kotouči s externími zuby a extrémně přesnému CNC programu vyvinutému speciálně pro dané použití společností NUM umožňuje stroj Grono 250 přesnost ševingování ozubených kol – avšak v rámci procesu, jenž se provádí poté, co bylo ozubené kolo již povrchově zpevněno – a odstraňuje potřebu fází ševingování a broušení.
Společnost Sicmat je předním výrobcem obráběcích strojů pro konečnou úpravu ozubených kol pro automobilový průmysl a automobilový dodavatelský průmysl. Tato společnost se až do relativně nedávné doby specializovala výhradně na stroje využívající k dosažení potřebné konečné úpravy ozubených kol technologii broušení. Tento druh konečné úpravy je ve velké míře používán ve společnostech vyrábějících ozubená kola střední až vysoké kvality určená pro automobilový průmysl. Nicméně, ševingování je třeba obecně provádět před tím, než je obrobek povrchově zpevněn tepelným zušlechťováním a jakákoliv deformace způsobená působením tepla musí být poté odstraněna broušením nebo honováním. Společnost Sicmat si proto vytyčila za cíl vyvinout výkonný honovací stroj, který by pomohl výrobcům ozubených kol zvětšit výrobní kapacitu snížením počtu fází procesu.
11 os pro řízení pohybu umožňuje stroji Grono 250 přizpůsobit se celé řadě druhů a velikostí ozubených kol.
Až do současnosti používala automatizace honování ozubených kol vysoce specializované obráběcí stroje, zahrnující kruhové prstencové sestavy, které mají na své vnitřní čelní straně vyříznuté zuby. Tyto nástroje jsou drahé a jejich seřízení je časově náročné. Společnost Sicmat věřila, že použitím honovacího kotouče s vnějšími zuby by bylo možné zlepšit přesnost celého procesu do té míry, že by mohl v mnoha oblastech použití nahradit ševingování ozubených kol. Navíc by to znamenalo výhodu nižších nákladů na obráběcí zařízení a mnohem snadnější seřizování. Počáteční výzkum prováděný ve spolupráci s technickou fakultou Polytechnické univerzity v Turíně (Turin Polytechnic University) – což je přední italská technická univerzita – potvrdil použitelnost této nově navrhované metody v praxi. Klíčovým požadavkem na automatizaci honování je extrémně vysoká mechanická odolnost pro zajištění přesných a opakovatelných výsledků. Společnost Sicmat se proto rozhodla založit svůj nový honovací stroj na osvědčené mechanické platformě svého stroje na ševingování ozubených kol RASO TP 250. Vývoj této platformy trval mnoho let a vyznačuje se výjimečnou tvrdostí a odolností vůči vibracím. Její základová deska je vyrobena z elektricky svařované oceli vyplněné protivibračními spojkami a hlava, rám a koník jsou vyrobeny z litiny. Prostorové řešení platformy nabízí vynikající přístupnost při obsluze a údržbě a vertikální nastavení polohy obrobku usnadňuje integraci s ostatní automatizací výrobní linky.
Stroj Grono 250 má osm os pro řízení pohybu a další tři na přidruženém robotickém podavači. Všechny tyto osy jsou řízeny CNC systémem NUM Flexium. Motory všech 11 os pohánějí servomotory NUMDrive C s vysokou hustotou výkonu a celý systém je vybaven dvěma stabilizovanými napájecími zdroji NUM MDLL 3050. Každý z napájecích zdrojů je dimenzovaný na stejnosměrný proud 50 kW a využívá pro maximalizaci účinnosti rekuperační brzdění. Hlavní obráběcí osy jsou poháněny motory s přímým pohonem, zatímco honovací kotouč a osy obrobku jsou poháněny vysokovýkonnými motory s vysokým krouticím momentem. Jejich synchronizaci a řízení zajišťuje software vyvinutý pro dané použití společností NUM.
Stroj Grono 250 využívá inovativní honovací kotouč pro ozubená kola s externími zuby.
Dle Marca Battistottiho, ředitele italského závodu společnosti NUM, byla schopnost společnosti vyvíjet software na zakázku klíčovým faktorem v rozhodování společnosti Sicmat o dodavateli CNC systémů. „Pro toto použití společnost Sicmat potřebovala specializovaný řídicí software nabízející extrémně přesnou synchronizaci honovacích os stroje. Chtěli se také spojit se společností zabývající se CNC, která by byla dobře obeznámená s vysoce integrovanou architekturou strojů a zároveň připravená zvládat strojírenskou výrobu na zakázku vedle svých vlastních vývojových snah, které představují jednu z klíčových silných stránek společnosti NUM. Úspěch naší spolupráce byl patrný okamžitě po provedení prvních testů stroje. Dokončená ozubená kola se vyznačovala výjimečně vysokou kvalitou.“
Každá z fází honovacího procesu na stroji Grono 250 je z důvodu efektivity automatizovaná. Při normálním použití je povrchově zpevněný obrobek odstraněn z dopravního pásu výrobní linky robotickým podavačem/upínací jednotkou. Ten identifikuje druh ozubeného kola ověřením jeho vnějšího průměru a poté jej přemístí do integrované předprocesní měřicí stanice. Zde je obrobek synchronizován s kolečkem vačkového hřídele, a poté uveden do záběru a otočen o celou otáčku. Při tom je nepřetržitě prováděno měření vychýlení mezi oběma osami, aby se stanovilo, kolik suroviny je třeba z obrobku odstranit. Tyto údaje jsou vkládány do CNC systému Flexium.
Po provedení měření přesune další robotický podavač obrobek do honovací fáze. Zde je nejprve označen a poté dosáhne plné rychlosti otáčení a je synchronizován s ozubeným honovacím brusným kotoučem. Honovací kotouč je poté uváděn postupně do záběru s obrobkem. Obě osy pracují v jedinečné konfiguraci master–slave, která se vyznačuje nulovým opožděním osy slave. To vyžadovalo, aby společnost NUM vytvořila pro motor obrobku druhou osu master. Velmi přesné řízení rychlostí obou těchto os a dílčí odchýlení jedné vůči druhé usnadňují jemné seřízení honovacího procesu. Stroje současné generace Grono 250 dokážou vyvinout rychlost vřetena 7000 ot./min. Společnost Sicmat navíc již pracuje na vývoji stroje s rychlostí vřetena až 10 000 ot./min, jenž nabídne ještě přesnější řízení procesů. Po ukončení honování je obrobek uvolněn z honovacího kotouče a roztočen, aby se odstranila chladicí látka. Poté jej robotický podavač přemístí zpět na výrobní linku.
Společnost Sicmat se zúčastnila letošní mezinárodní přehlídky výrobních technologií (International Manufacturing Technology Show) v Chicagu. Sicmat jste mohli navštívit na stánku N-6924, kde technici společnosti probrali jedinečné úspory, jež přináší honovací stroj pro ozubená kola Grono 250. Společnost NUM měla na IMTS 2012 také velký stánek – E-5135, kde předvedla své odborné schopnosti vývoje CNC softwaru na zakázku pro OEM a výrobce strojů.