Staafvoedsystemen: Meester worden in onderdelen langer dan uw draaibank

De staafvoeder wordt meestal gezien als een apparaat voor het bewerken van veel onderdelen uit een lengte voorraad. De draaibank snijt de staaf in stukken (specifiek, in werkstukken) terwijl de staafvoeder de voorraad stap voor stap in de ene bewerkingscyclus na de andere duwt.

Maar stel je de staafvoeder voor als een apparaat dat de draaibank in staat stelt om een enkel heel lang onderdeel te verwerken—een onderdeel vele malen langer dan de draaibank zelf. De staafvoeder duwt het onderdeel door de draaibank en aan de andere kant uit, zodat de draaibank het kan bewerken terwijl het doorgaat. Een opstelling als deze zou een staaflosser vereisen die even lang is als de staafvoeder om het onderdeel aan de andere kant te ontvangen.

J.F. Berns heeft recent zo'n systeem ontworpen. Het bedrijf is een specialistische machinebouwer en staafvoeder accessoire leverancier in Cincinnati, Ohio. Het staafvoeder- en staaflossysteem dat het rondom een klantendraaicentrum ontwierp, kan onderdelen van 7/8 tot 2-1/2 inch in diameter en zo lang als 40 voet verwerken.

De lange onderdelen zijn zware buizen van staal. Ze dienen als schakels in een systeem dat elektronica kabels diep in olieputten draagt. Elk van deze bewerkte schakels vereist draaiwerk aan beide uiteinden en dwarsgatboren over de hele lengte. Dankzij het custom systeem kan een 40-voet werkstuk worden bewerkt op een Okuma Macturn 350W draaicentrum dat een maximale afstand van 76 inch heeft tussen de hoofspindel en subspindel. Met andere woorden, niet meer dan ongeveer 15 procent van het onderdeel is op een gegeven moment in de werktuigmachine. Volgens J.F. Berns president Joe Berns: "Het ondersteunen van het werk op deze lengte is een ding, maar het voeden en ondersteunen ervan is iets anders."

Duwen en Trekken

Het systeem voedt het lange werk in drie stadia:

1. Binnen de staafvoeder duwt de eerste van twee servo-aangedreven duwers het werk door de hoofspindel van de werktuigmachine en in de werkzone. De duwer stopt wanneer het einde van het onderdeel door de hoofspindel reikt en in de machine net ver genoeg is voor de tegenovergestelde subspindel om het te grijpen.

2. De subspindel voedt dicht bij de hoofspindel om het einde van het onderdeel te klemmen. De subspindel voedt dan weg om het onderdeel verder in de werkzone te trekken, en bewerking wordt uitgevoerd op de lengte die binnen de machine getrokken wordt. De subspindel laat het onderdeel los, voedt naar de hoofspindel om de staaf verder nog vast te klemmen, en voedt uit om de volgende sectie in de machine te trekken. Bewerkte sectie wordt door de beweging van de subspindel in de losser geduwd. Bewerking blijft op deze manier doorgaan—de subspindel uitvoerend klemmen, trekken, loslaten, klemmen, trekken, loslaten—totdat het einde van het onderdeel bereikt is.

3. Aan het einde van het onderdeel is geen voorraad meer over voor de hoofspindel om te grijpen. De subspindel kan daarom het onderdeel niet de rest van de weg door trekken. Dus een tweede duwer cyclest in positie binnen de staafvoeder. Deze duwer heeft een staaf bevestigd, met een kop gemeten aan de diameter van de staaf. De staaf is lang genoeg om helemaal door de werkzone en door beide spindels te reiken, het werk de rest van de weg door de subspindel en volledig in de losser duwend.

Korte Onderdelen Ook

Als het niet was voor de lengte van de tweede duwer, dan zou één duwer voldoende zijn, zegt Gary Wildt. De heer Wildt is J.F. Berns's engineering manager. Het systeem zou met slechts één duwer kunnen werken, maar dan zou de behoefte aan de lange staaf in stadium 3 de lengte (en vloerruimte) van het totale staafvoedsysteem vergroten. De twee-duwer benadering laat de lange duwer aan één kant van het werk houden en alleen gebruiken wanneer het grootste deel van het onderdeel al in de draaibank is gegaan.

De duwer met de lange staaf stelt dit systeem ook in staat om korte werkstukken te verwerken, zegt hij. Dat was nog een vereiste van het systeem: het moest niet alleen de 40-voet staven verwerken, maar een reeks staafmaten tot een lengte van slechts 3 voet.

De heer Berns deed de besturings- en programmeerwerk. Hij zegt dat de Okuma machine's THINC besturing het totale systeem aanzienlijk veelzijdiger en foutvrijer maakte dan het anders zou zijn geweest. De staafvoeder en een hoogdruk koelvloeistofsysteem van Chipblaser interfacen allebei met de besturing. Een andere CNC had wellicht meer restrictieve dataverbindingen geboden, zegt hij, wat hem zou hebben gedwongen om te minimaliseren hoeveel informatie hij de machine en staafvoeder liet delen. Maar de openheid van het THINC systeem stelde hem in staat om vrije hoeveelheden data te vangen, inclusief status en positie feedback door de cyclus heen.

Als resultaat bevestigen redundante systemen dat (bijvoorbeeld) de invoer van de staaflosser veilig uitgebreid is tot zijn juiste positie ten opzichte van de huidige positie van de subspindel.

De hoeveelheid positie feedback laat hem ook de staafvoeder en de draaibank samen in staat stellen om bewerking vanaf elk tussentijdpunt in de cyclus te hervatten. Dit bespaart tijd, zegt hij—het stelt de operator in staat om te herstellen van een toolbreuk of vergelijkbare fout zonder het hele onderdeel vanaf het begin te hoeven herhalen.