Revolutionaire Slijpmachine Verbetert Efficiëntie met Innovatieve Kinematica

Productie gaat over constante verbetering. Net als machinefabrieken hard werken om de snelheid te verbeteren waarmee ze onderdelen uit de deur krijgen zonder kwaliteit te verliezen, hebben OEM's duizenden mensen gewijd aan het verbeteren van productieapparatuur om hun klanten het leven lichter te maken. In deze innovatiewerveling is de meest gangbare benadering om bestaande oplossingen voor problemen te verbeteren: de stevigheid van een vijf-as tafel verhogen, meer gereedschapslevensduur uit een frees halen of anders de technologie die momenteel in gebruik is verbeteren.

Maar dan zijn er soms pogingen tot volledig nieuwe oplossingen ook.

Een voorbeeld van het laatste is het Eccentric Positioning System van Coventry Associates, een volledig nieuwe slijpmachine die drie cirkelvormige draaitafels bovenop elkaar gebruikt in plaats van lineaire glijdersystemen. Deze draaitafels hebben verschuwde centra ten opzichte van elkaar, wat hen in staat stelt samen de lineaire en hoekpositie van het slijpwiel voor binnen-slijp-toepassingen precies te sturen, zoals getoond in de video. Dit ontwerp is volledig elektrisch, wat de noodzaak voor hydraulica en de daarbij horende onderhoudskosten elimineert.

Circulaire Logica Gebruiken

Door het slijpwiel op de draaitafels te plaatsen, stelt Coventry de gebruiker in staat om de positie ervan in zowel de X- en Z-assen, alsmede in een rotatie-as te controleren. Deze hoge graad van controle stelt precieze, complexe passes in, en het ontbreken van hydraulische systemen stelde het bedrijf in staat om deze bewegingscontrole te creëren met een voetafdruk van 1.448 × 1.702 mm. "We hebben eigenlijk een paar oude Heald size-1 slijpmachine-basen gebruikt en de EPS daarin gebouwd," zegt Coventry Associates-president Craig Gardner. "Die basis heeft eigenlijk meer ruimte dan we nodig hebben, dus we kunnen de voetafdruk makkelijk met 40% verkleinen om aan klantbehoeften te voldoen." Daarnaast zegt Gardner dat het schaalbaar is naar grotere formaten.

"Met een werkbereik dat ruwweg twee keer zo groot is als een Heald 2CF-machine, is deze machine ontworpen om lagers tot 610 mm in diameter te slijpen," zegt Gardner. De EPS positioneert binnen een cirkel van 216 mm diameter, waardoor de machinebeweging een rechthoek kan inscriberen met 76 mm X-verplaatsing en 203 mm Z-verplaatsing. Het overige positioneringsgebied kan gebruikt worden voor het vormen van complexe vormen in slijpwielen met de diamant-dresser. Echter, Gardner anticipeert dat het bedrijf in de toekomst meer oplossingen met het EPS-ontwerp kan bieden.

Ondanks zijn kleine grootte is de machine naar zeggen comparatief stevig, volgens het bedrijf. "De compacte grootte van de EPS betekent dat we een erg korte krachtpad hebben," zegt Gardner. "Het korte krachtpad geeft ons een systeem met zeer hoge stevigheid."

Een uniek kenmerk van de EPS is zijn vermogen om het slijpwiel te vormen zonder speciaal gereedschap of gevormde diamantrollen. Omdat de machine zo'n hoge graad van controle over de X-, Z- en hoekpositie van het wiel handhaaft, kan het het wiel vormgeven met een standaard enkelpunt of rotatieve diamant-schijf-dresser, het wiel langs de dresser bewogen om het de gewenste vorm te geven. Door de noodzaak voor rol-vorm-dressen te elimineren, elimineert het systeem niet alleen een kostenpost die verbonden is met slijpen, maar maakt het de winkel die het gebruikt ook meer adaptief, aangezien er geen behoefte is om te wachten op gevormde diamantrollen voordat men op een klantonderdeel begint.

Daarnaast hoeft de EPS niet noodzakelijkerwijs het wiel aan de draaitafels te bevestigen. Coventry heeft ook een MultiTool-versie ontwikkeld die het onderdeel op de draaitafels plaatst en drie of meer stationaire slijpspindels eromheen heeft. Het EPS-systeem voedt het werkstuk in de stationaire slijpspindels. "Deze benadering stelt de gebruiker in staat om meerdere operaties met één opstelling uit te voeren," zegt Gardner. "Je kunt bijvoorbeeld de boor, baan en rib van een kegelvormige rollerlager-kegel in één opstelling slijpen." Deze benadering bevrijdt machine-operateurs met betrekkelijk weinig ancillaire automatisering.

Gardner beveelt de SingleTool EPS met een enkel slijpwiel aan voor hoog-productie, laag-volume werk, terwijl hij de MultiTool-opstelling prefereert voor high-mix, laag-volume werk.

Aanpasbare Besturingen voor Precisieslijpen

De Sinumerik 840D CNC van Siemens levert bewegingscontrole. Gardner zegt dat aanpasbaarheid een rol speelde in deze keuze. "Voor een systeem zo nieuw als dit, hadden we een besturing nodig die een grote mate van aanpassing biedt," zegt hij. "De 840D bood ons de tools die we nodig hadden om software voor onze unieke kinematica te ontwikkelen."

De software die het bedrijf ontwikkelde was het Maximizer Slijpproces, wat functies omvat als Adaptive Force Control (AFC), die constante normale kracht tijdens het slijpen handhaaft. Volgens het bedrijf verhoogt constante normale kracht slijpen de metaalverwijderingssnelheid en vermindert de slijpcyclus-tijd met tot 30%. "Studies hebben getoond dat de metaalverwijderingssnelheid direct evenredig is met de normale slijpkracht," zegt Gardner. "Je wilt slijpen bij de hoogste normale slijpkracht die het spindelvermogen toestaat, mits je het onderdeel niet brandt."

Een ander groot kenmerk van Coventry's Maximizer-software is de Real-Time Deflectie-compensatie. Deze functie compenseert voor de spindel- en machinedeflecties die resulteren in kegelvormigheid en onderdeel-tot-onderdeel-maatvariatie. "Onze real-time deflectie-compensatie stelt ons systeem in staat om in-proces-maatstoleraties te handhaven zonder een in-proces-metaalinstrument." zegt Gardner.

Deel van de opwinding die velen in Coventry voelen is dat ze slechts de oppervlakte aankraten van de reeks mogelijkheden die beschikbaar worden gemaakt door de EPS. "Wat we hier hebben is een volledig nieuwe oplossing voor iets zo basis als hoe je het gereedschap positioneert (in het geval van SingleTool) of het werkstuk (voor MultiTool)," zegt Gardner. "Dat is een fundamentele verandering, wat betekent dat we slechts de oppervlakte aankraten van de reeks oplossingen die deze verschuiving in benadering zal brengen."