Inteligentne komponenty zwiększają produktywność obrabiarek Obrabiarki są nieodłącznym elementem produkcji i mają ogromne znaczenie dla wartości dodanej wyrobów. W ramach pewnego unijnego projektu opracowano szereg przenośnych komponentów typu plug-and-produce, które pozwalają na uzyskanie nowych funkcji w istniejących maszynach, pomagając w zwiększeniu ogólnej produktywności i jakości procesów wytwórczych. Technologie przemysłowe © Thinkstock Na przestrzeni lat obrabiarki stały się skomplikowanymi systemami złożonymi z czujników i siłowników, które pozwalają dynamiczniej sterować skrawaniem. Mechanizmy sterujące często znajdują się jednak za daleko od miejsca skrawania, by skutecznie zapobiegać drganiom samowzbudnym. Naukowcy korzystający z dofinansowania UE opracowali metody inteligentnego sterowania dynamicznego z możliwością instalowania bardzo blisko punktu skrawania. Intensywne badania w ramach projektu DYNXPERTS (Plug and produce components for optimum dynamic performance manufacturing systems) zaowocowały stworzeniem sześciu nowych, gotowych do użycia podzespołów do wymagających zastosowań w obróbce skrawaniem, jak również złożeniem czterech wniosków patentowych i opracowaniem jednego produktu komercyjnego. Kluczowym wyzwaniem w przypadku frezowania było zwiększenie kontroli dynamicznej nad głowicą wrzecionową trzymającą narzędzie skrawające, natomiast w przypadku operacji wykonywanych na tokarce było to stabilizowanie elementu obrabianego podczas toczenia. Opracowano i przetestowano dwie różne głowice wrzecionowe ze sterowaniem aktywnym: jedną wykorzystującą sygnały inercyjne, a drugą wykorzystującą łożyska magnetyczne. Dzięki zastosowaniu tej nowej głowicy wrzecionowej wykorzystującej sygnały inercyjne udało się zwiększyć sztywność dynamiczną o 150% oraz czterokrotnie zwiększyć szybkość usuwania materiału. Jeżeli chodzi o drugą głowicę wrzecionową, poprawiono tłumienie o 40% oraz ośmiokrotnie zwiększono szybkość usuwania materiału. W ramach zwiększania skuteczności tłumienia na poziomie inteligentnych mocowań stworzono trzy aktywne urządzenia tłumiące (wykorzystujące ciecze magnetoreologiczne, elastomery magnetoreologiczne i prądy wirowe) i dwa aktywne urządzenia mocujące. Zdolność do adaptacji do dynamiki różnych dużych i elastycznych elementów obrabianych zwiększyła się o ponad 600%. Zespół opracował też dwa różne kalibratory dynamiczne i dowiódł ich potencjału w zakresie zwiększenia wydajności obróbki dzięki automatycznym pomiarom dynamicznych zachowań obrabiarek. Urządzenia te generują tabele stabilności i dostarczają w sposób automatyczny najlepszych parametrów procesu, gwarantując optymalną obróbkę i brak drgań. Szybkość usuwania materiałów zwiększono ponad trzykrotnie, a szorstkość powierzchni uległa zmniejszeniu o przeszło 50%. Ciekawostką jest fakt wbudowania we wrzeciono generatora, który wykorzystuje siłę drgań wrzeciona do zasilania systemu komunikacji bezprzewodowej umożliwiającego monitorowanie stanu maszyny z odległości sięgającej 10 m. Omawiane rozwiązania przyczyniają się do wzrostu innowacyjności sektora obrabiarek, a tym samym do rozwoju całej unijnej gospodarki. Słowa kluczowe Obrabiarka, produktywność, produkcja, plug-and-produce, dynamiczne sterowanie, DYNXPERTS
