Wysoce precyzyjne honowanie było tradycyjnie domeną dużych producentów , dysponujących wysoce wykwalifikowanym personelem. Dzięki zastosowaniu technologii B&R, firma KADIA wprowadziła przełomowe zmiany w zakresie użyteczności swoich urządzeń do honowania. Urządzenia te są teraz bardziej efektywne w użyciu, a ich stosowanie jest coraz częściej opłacalne już w przypadku mniejszych serii.
Zwiększenie bezpośredniego wtrysku paliwa jest dobrą wiadomością dla kierowców Formuły 1 i fanów tego sportu, a jeszcze lepszą dla firmy KADIA. Produkowany przez firmę wysoce specjalistyczny sprzęt do honowania jest tym, co zapewnia otworom cylindrów we wnętrzu układu wtrysku paliwa "końcowy szlif". Dzięki takiej obróbce, tłoki i cylindry spełniają ekstremalne wymogi w zakresie jakości powierzchni i poprawności kształtu, co pozwala uzyskać ciśnienia robocze do 500 bar.
"Mówimy o precyzji sub-mikrometrycznej – sięgającej granic tego, co jest fizycznie możliwe w zakresie obróbki mechanicznej", podkreśla dyrektor zarządzający firmy KADIA, Henning Klein. "Wielu producentów wymaga określonego prześwitu pomiędzy tłokiem a wewnętrzną ścianką cylindra – na przykład 10 mikrometrów, z tolerancją mniejszą niż 1 mikrometr." Spełnienie tak rygorystycznych wymagań w zakresie tolerancji wymaga zastosowania statystycznych miar możliwości procesu oraz precyzji rzędu zaledwie kilkuset nanometrów.
Ostateczne wyzwanie: honowanie dopasowujące
Kluczem do takiego wzajemnego dopasowania części, jakie wymagane jest w przypadku pomp wtryskowych jest proces obróbki skrawaniem nazywany honowaniem dopasowującym. Proces obejmuje pomiar średnicy zewnętrznej gotowego tłoka i przekazywanie wyniku do sterownika honowania wraz z danymi identyfikacyjnymi obrabianego przedmiotu. Sterownik honowania przelicza ostateczne wymiary otworu, który ma być honowany, z uwzględnieniem wymaganego prześwitu. Z kolei otwór obudowy poddawany jest obróbce na sześciu nawet stanowiskach honowania – każda obróbka poprzedzona jest wewnątrzprocesową kontrolą wymiarową – aż do uzyskania ostatecznych wymiarów. Na koniec, obrabiany otwór jest wyraźnie oznaczany i przypisany na stałe do odpowiedniego tłoka.
W skonstruowanej przez firmę KADIA nowej honownicy obrotowej serii R – wielokrotnie nagrodzonej za rozwiązanie projektowe – wykorzystano nowatorską technologię sterowania oraz zamontowany na wysięgniku panel sterowania z firmy B&R. (Źródło: KADIA)
Poprzednie rozwiązania z poważnymi ograniczeniami
Do niedawna firma KADIA stosowała w swoich ultraprecyzyjnych maszynach sterownik dostosowany do wymagań standardowych obrabiarek. "Są pewne istotne różnice w porównaniu do tradycyjnych procesów obróbki skrawaniem, jak frezowanie i toczenie, np. liczba wrzecion i ilość danych wymienianych między stanowiskami honowania i pomiaru" – zauważa Klein. "Przed użyciem sterownika w naszych honownicach musieliśmy wprowadzić w nim znaczne modyfikacje". Podobnych trudności doświadczyła firma z dostosowaniem dostarczonej ze sterownikiem aplikacji interfejsu (HMI). "Mimo naszych intensywnych wysiłków, ograniczenia systemu HMI spowodowały, że dysponowaliśmy nieintuicyjnym interfejsem użytkownika, którego opanowanie zabierało operatorom sporo czasu" – mówi Klein.
Prosta obsługa usprawnia proces pracy
Podjęcie współpracy z nowym partnerem w zakresie automatyzacji i całkowite przeprojektowanie sterowania i interfejsu HMI przyniosły istotne usprawnienia. "Nowy, zainspirowany smartfonem interfejs użytkownika, oparty na technologii B&R, jest wyjątkowo prosty w obsłudze" – mówi Klein. Jury konkursów Red Dot i IF Design zgodnie uhonorowały firmę KADIA licznymi wyróżnieniami. Specjalnie zaprojektowana aluminiowa obudowa terminala kryje urządzenie HMI klasy przemysłowej z odpornym na zarysowania i na działanie oleju 19-calowym ekranem dotykowym. Urządzenie współpracuje z komputerem Automation PC 910, służącym jako platforma sterowania maszyną i aplikacją HMI.
Dzięki zainspirowanej smartfonem konstrukcji, eleganckiej stylizacji i ergonomicznej obsłudze terminalu operatora HMC100, sterowanie nową honownicą firmy KADIA jest niezwykle łatwe i intuicyjnie proste. (Źródło: KADIA)
Sieć łączności POWERLINK uwalnia zasoby
Dzięki procesorowi Intel Core i5, komputer Automation PC 910 jest w stanie obsłużyć ogromne ilości danych generowanych w toku stałych pomiarów i regulacji będących częścią procesu honowania. "Rozwiązanie firmy B&R oferuje wiele usprawnień technicznych, które decydują o przewadze nowego sterownika HMC100" – twierdzi Roland Regler, główny projektant firmy KADIA. "Kluczem jest sieć łączności POWERLINK. Dzięki niej napędy B&R mogą zdalnie obsługiwać funkcje sterowania i komunikować się ze sobą bezpośrednio, bez pośrednictwa sterownika."
W zależności od konfiguracji danej maszyny, seria R jest wyposażona w sieć POWERLINK z maksymalnie 28 chłodzonymi cieczą serwonapędami ACOPOSmulti . Aż pięć z nich kontrolują ruch posuwisty gładzaków LH2/LH3 skonstruowanych przez firmę KADIA wraz z nowym systemem sterowania. Napędy wyposażone w bezpieczny system sterowania ruchem firmy B&R, zapewniają ochronę operatorom podczas konfigurowania urządzenia. Pracujące na wspólnej szynie DC napędy mogą wspólnie korzystać z nadmiaru energii kinetycznej, która w przeciwnym razie byłyby niewykorzystana, co zapewnia istotne korzyści, jeśli chodzi o gospodarkę cieplną, zużycie energii i koszty eksploatacji maszyn.
Opanowanie opcji maszyny w środowisku Automation Studio
Aby umożliwić przyszłą aktualizację sterownika HMC100 oraz dodawanie nowych systemów, firma KADIA zaprojektowała go w taki sposób, aby obsługiwał maksymalnie 40 osi. Ponieważ liczba i rodzaj operacji honowania i stanowisk pomiarowych są różne w przypadku różnych maszyn, zespół firmy KADIA przewidział pełen zakres wariantów, które oprogramowanie sterujące musi uwzględnić.
"To kolejna korzystna funkcja, w której zastosowano rozwiązanie firmy B&R. Oferowane przez nią zintegrowane środowisko programistyczne Automation Studio umożliwia tworzenie niestandardowych układów sterowania i aplikacji HMI przy użyciu plików konfiguracyjnych" – wyjaśnia główny projektant. "W ten sposób, jesteśmy w stanie przedstawić niezliczone możliwości konfiguracji maszyny w jednym projekcie oprogramowania, bez korzystania z dodatkowych programów". Eliminuje to w przyszłości potrzebę zlecania technikom korzystania z określonych narzędzi rozwoju oprogramowania lub wykonywania prac programistycznych na miejscu.
Wysiłki firmy KADIA mające na celu umożliwienie przyszłej aktualizacji HMC100 znajdują dodatkowe wsparcie w postaci CNC i funkcje robotyki oferowanych w środowisku Automation Studio.
Roland Regler, Główny projektant, KADIA
"Funkcje SPT i sieć komunikacyjna POWERLINK decydują o możliwościach nowego sterownika HMC100. Dzięki tym mechanizmom napędy B&R mogą zdalnie obsługiwać funkcje sterowania i komunikować się ze sobą bezpośrednio, bez pośrednictwa sterownika." (Źródło: F. Rossmann)
Pełne wsparcie ze strony B&R
Firma KADIA tylko będzie mogła korzystać z możliwości przewidzianych dla sterownika HMC100 tak długo, jak długo ma dostęp do odpowiedniego sprzętu. "Z tego właśnie względu, niezależnie od wszelkich wymagań technicznych, długoterminowa dostępność była jednym z kluczowych kryteriów naszego wyboru partnera ds. automatyzacji" – twierdzi Klein. "Firma B&R spełniła ten wymóg i zapewniła nam pełne wsparcie w trakcie całego projektu".
Wspólne działania z pewnością przyniosły pożądany efekt. Wszyscy czołowi producenci pomp wtryskiwaczy paliwa są już przekonani o zaletach nowego sterownika, a model HMC100 zyskał miano najpopularniejszego rozwiązania firmy KADIA w zakresie sterowania. Entuzjastyczna konkluzja Reglera: "Nasze osiągnięcia są absolutną rewolucją w dziedzinie urządzeń do honowania."
Henning Klein, Dyrektor Naczelny, KADIA
"Niezależnie od wszelkich wymagań technicznych, długoterminowa dostępność była jednym z kluczowych kryteriów naszego wyboru partnera ds. automatyzacji. Firma B&R spełniła ten wymóg i zapewniła nam pełne wsparcie w trakcie całego projektu".