СТАНКИ HERMLE - СОВЕРШЕНСТВО РЕШЕНИЙ ДЛЯ СОВРЕМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Валерий Аркадьевич Барский, Пролетарский завод, Санкт-Петербург
Николай Анатольевич Пиликов, фирма "Глосис", Санкт-Петербург

Посещение завода Hermle в день открытых дверей 24 апреля 2008 г. оказалось очень полезным и позволило выявить очень важные преимущества и особенности, которые имеют значение для принятия решения о приобретении станков.

1. Станки Hermle обладают исключительной точностью для фрезерного оборудования такого класса. Линейная точность возврата инструмента в область диаметром 5 микрон с перемещения в 1 м гарантирована благодаря последовательному применению следующих технических решений: полностью монолитной станине из гранитного минерального литья (гранитная крошка 92 % + эпоксидная смола 7,5 %). Литье заказное, обеспечивает жесткую конструкцию с исключительными демпфирующими свойствами - в 6…10 раз выше, чем у чугуна, предел прочности при сжатии 120 Н/мм2. Станина имеет очень низкую теплопроводность - в 25 раз меньше стали и практически исключает гигроскопические эффекты. Данное решение исключает какие-либо внутренние напряжения в конструкции станины; использованию элементов станины для посадки осей при литье на заводе-изготовителе. После отливки станины, в которую вставлены закладные детали со стандартной точностью, на заводе Hermle каждая станина проходит окончательную обработку на специальном крупногабаритном станке Waldrich Coburg с роботизированной подачей заготовок, где в термостабильном помещении происходит расточка и шлифовка посадочных мест для осевого редуктора и направляющих. Обработка производится за один установ на станке Waldrich Coburg от одних и тех же баз, что гарантирует финальную точность на предельном уровне для таких габаритов - несоосность в пределах ± 0,002 мм; изготовлению большинства собственных деталей станка непосредственно на заводе, для чего используются сами станки Hermle с роботизированной подачей паллет, что подтверждает пригодность станков для прецизионной работы. Процесс изготовления деталей полностью автоматизирован, сменщик паллет используется разработки и изготовления компании Hermle, а робот для внешней загрузки от компании Kuka Robotics; изготовлению по кооперации подлежат только детали и узлы со специальной обработкой - шаровинтовые пары, комплекты направляющих, редукторные пары с зубчатыми передачами. Входной контроль по всем комплектующим везде автоматизирован на базе измерительных комплексов Prismo фирмы Zeiss. Протоколы по замерам всех деталей сохраняются в электронном виде. По данным размерной аттестации производится оценка пригодности деталей, а также селективная сборка для тех случаев, когда заказчик станка выбрал опцию повышенной точности, которая обеспечивает возвратную точность до 2 мкм. применению на станке оптических линеек Heidanhain c разрешением 0,1 мкм. Линейка находится под избыточным давлением сжатого воздуха, очищенного и сухого, для исключения возможности внешнего загрязнения; симметричности конструкции станка, а также системы приложения сил перемещения по всем осям, что позволяет при помощи постоянного считывания данных с нескольких температурных датчиков устанавливать необходимые значения корректировки для осей. Расчет значений коррекции производится автоматически.

2. Станки Hermle специализированы и принципиально сконструированы под сложную пятиосевую обработку. Эти возможности заложены непосредственно в самой конструкции станины, основательно приспособленной для динамического изменения положения стола. Очень важным фактором для станков с пятиосевой обработкой является возможность удержания тяжелой заготовки при наклонном положении стола. Конструкция стола предусматривает расположение плоскости стола ниже оси качания, что позволяет приблизить центр тяжести заготовки к оси вращения и снижает нагрузку на редукторы привода качания стола.

3. Рабочая зона станка является изолированной благодаря применению вертикальных опорных стоек. Все приводы и направляющие при таком расположении находятся вне рабочей зоны, что практически исключает их загрязнение и контакт с агрессивной средой и как следствие продлевает срок службы и сохранение точностных параметров на долгие годы.

4. Конструкция шпинделя запатентована. Соответственно, головки шпинделя производятся прямо на заводе Hermle, после чего собирается единый с электромотором моноблок, обладающий целым рядом полезных свойств: внутренняя подача СОЖ от 40 до 80 бар; обдув сухим воздухом; подача масла для обработки в масляном тумане (смешивание снаружи); подача СОЖ, воздуха, масла может происходить как по отдельности, так и в различных комбинациях; защита от вертикального удара с контролем столкновения (патент Hermle); водяное охлаждение моторов шпинделя переменного тока, выполненных в виде двигателей полого вала; агрегат для охлаждения шпиндельного двигателя; автоматическая продувка конуса.

5. Корпусные листовые детали также производятся непосредственно на заводе. Технология их производства полностью автоматизирована, на всех операциях используются раскройные и гибочные высокоточные автоматы фирмы Trumpf. Покраска и гальваника выполняются по кооперации, обработанные детали комплектами подаются прямо на сборку.

6. Для управления работой станка применена оптическая цифровая шина архитектуры PROFIBUS и цифровые приводы. В станке не используются аналоговые сигналы, а применена цифровая система управления, что позволяет исключить необходимость использования медных проводов большого сечения. Данное решение перспективно и создает целый ряд преимуществ: высокая скорость и надежность обмена информацией на уровне импульсной передачи цифровых сигналов; исчезла проблема помех и взаимного влияния магистралей управления и электропитания друг на друга; по имеющейся статистике неисправности электроконтактов у станков новой архитектуры отсутствуют полностью; легкость и прозрачность операций диагностики, так как все эти операции теперь выполняются на цифровом уровне с применением специальных программных алгоритмов; операции диагностики в принципе могут производиться дистанционно, что создает основу для существенной экономии средств и времени; операции станка, выполняемые после получения цифровых команд и сообщений, могут протоколироваться, что позволяет в случае необходимости восстановить весь сеанс работы и проконтролировать правильность действий оператора; модификация управления станком в дальнейшем, стыковка его с другими цифровыми устройствами (сканеры штрих-кодов, DNC-терминалы, сетевые адаптеры и т.д.) во многом будет определяться обновлением программного обеспечения, то есть может осуществляться легко, так как не будет требовать нового монтажа.

7. Сборка узлов и окончательный монтаж производятся на нескольких этажах по материалам в электронном виде. На рабочих местах смонтированы терминалы с авторизацией доступа по персональным чип-картам штрих-кодовыми сканерами. Все необходимые данные для проведения операция выдаются по требованию, для мелочей и документов в бумажном виде рабочие места оборудованы пневмопочтой. Контроль движения материалов по рабочим местам автоматизирован повсеместно. Детали и узлы промаркированы штрих-кодами, кроме того, они снабжаются документами или бирками, закрепленными магнитными фиксаторами. Практически все станки изготавливаются на заказ и каждая сборка уникальна, но при такой технологии работы ошибки комплектации исключены.

8. Акционеры компании Hermle вкладывают большую часть прибыли в новые разработки. Благодаря этому этого станки постоянно совершенствуются, появляются новые решения, которые защищены патентами. Примерами могут служить: опорная конструкция станины с третьей направляющей. В отличие от классической конструкции "Гентри", конструкция станины является портальной монолитной, где правая и левая стойка станины жестко связаны по двум плоскостям основанием и задней стенкой, что обеспечивает большую жесткость. Каретка, которая является несущей для пиноли шпинделя и одновременно используется для перемещения по оси Х, перемещается по двум направляющим, закрепленным на верхней траверсе, причем верхняя направляющая смещена в сторону центра симметрии траверсы, что позволяет уменьшить плечо опрокидывающего момента и, таким образом, обеспечить высокую точность позиционирования и динамику перемещений; патент Hermle, обеспечивающий защиту шпинделя от вертикального удара. Это позволяет в аварийном случае заменять не сам моноблок, а только алюминиевые втулки, которые деформируются при ударе, тем самым предохраняя моноблок. Вся операция замены втулок занимает 2…3 часа; обрабатывающий центр нового типа Hermle C40 Alchemy, позволяет производить сложные высокоточные монолитные детали с внутренними полостями самой сложной конфигурации методом послойного синтеза металлокомпозитов или металлополимеров. Послойный синтез основного композита сочетается в каждом слое с растворимым заполнителем. При этом сопло работает в паре с фрезерной головкой, которая "подправляет" границы между материалом и заполнителем. После обработки заполнитель растворяется, и сформированные каналы и полости готовы к использованию. Эта технология позволяет создавать плоские корпусные детали со сложными внутренними каналами, которые могут быть применены в гидравлических узлах. Другим способом получить закрытые каналы внутри параллелепипеда невозможно.

9. Благодаря глубокому внедрению системы управления SAP R/3 компания Hermle представляет собой предприятие с высочайшей технологической и управленческой культурой, что позволяет на данном этапе выпускать примерно 800 заказных станков в год при наличии около 700 работников.

10. Hermle можно рассматривать как надежного партнера, у которого присутствует огромный потенциал для дальнейшего роста, несмотря на текущие сложности экономического положения Евросоюза. Hermle имеет целый рад представительств в России (Москва, Санкт-Петербург, Самара, Тольятти) и отличную динамику продаж благодаря организации хорошего сервиса и технической поддержки работы станков.

Перечисленные особенности позволяют смело применять станки для изготовления сложнейших высокоточных деталей, быстро окупать станок на таких изделиях как сложные пресс-формы, штампы, турбинные лопатки, корпуса двигателей и других механических агрегатов и т.д. Вложения в станок представляются выгодным делом, так как окупаемость гарантируется высоким качеством конструкции станка, отменной точностью и динамикой в процессе обработки, компактностью станка и экономичностью работы. Примененные решения создают возможность работы станков в трех-сменном режиме без потери точности и производительности на протяжении многих десятков лет.