Son teknoloji ürünü lazer işleme. Düşük maliyetli mekanik transmisyon tasarımlarını içeren son sürüm makine-jenerasyonu

Chennai'de yerleşik olan Proteck yaklaşık yirmi beş yıl önce kurulmuştur ve şu an Hindistan'ın önde gelen üretim makineleri tedarikçisidir; yerel piyasasında ve dünya çapında 20'den fazla ülkede çeşitli basım makineleri, makine aletleri, metal kesme & biçimlendirme ekipmanları ve CAD/CAM yazılımları dağıtmakta, tedarik etmekte ve üretmektedir. Üretimdeki iştirak şirketi Proteck Precision, hızla gelişen Hindistan üretim endüstriyelleri için yeni ekonomik çözümler sağlayan ve Asya ötesine ihraç edilen rekabetçi fiyatlara sahip makineler geliştiren genç, dinamik ve oldukça nitelikli mühendislerden oluşan iş gücüne sahiptir. Teknolojiye dayalı yönetim şekli ile şirket üretim, kalite kontrol ve mühendislik lojistik bölümlerini Avrupa modeline göre uyarlamıştır ve Chennai'da tamamen en son teknoloji CAD/CAM, MRP sistemleri ve güncel ISO akreditasyonları içeren iki adet modern üretim tesisine sahiptir.

Proteck, küresel hareket sistemi tedarikçilerinin kendi piyasalarına dağıttığı Alman CNC işleme tezgahlarına dahil olan servo motorları ve sürücüleri alanındaki etkileyici performansı ve güvenilir deneyiminin ardından Kollmorgen EU ile yakın bir şekilde çalışmaya başlamıştır. Öğrenme eğrisi ve yakın ilişki Kollmorgen Avrupa'nın ve Mumbai'de konuşlanmış olan ekibinin üretim ve geliştirme tesislerine dayanan ürün eğitimi ve yakın uygulama desteği ile geliştirilmiştir.

Kollmorgen'in Ratingen tesisinde Proteck Mühendisleri kapsamlı bir eğitim almaktadırlar. Proteck, özel amaçlı lazer kesim ve CNC işleme tezgâhı çeşitlerini geliştirdikçe, üretici ortak olarak Kollmorgen yerini sağlamlaştırmaktadır. Proteck İdari Müdürü Sn. K. Bala bu konuda şunları paylaşmıştır: “Yirmi yılı aşan işleme tezgahı teknolojilerini tedarik etme ve destekleme deneyimimiz ve aynı zamanda hizmet için tasarım ve üretim kapasitemiz ile en yeni lazer profil çıkarma ve işleme tezgâhlarımız geliştirilmiştir. Bunların ikisini de önemli etkenler olarak değerlendirdiğimiz için temel teknoloji sağlayıcı ve değerli bir ortak olarak Kollmorgen'e güvenebilmekteyiz.”

Proteck ürün çeşitliliği

Proteck'in kendi makineleri ile üretime geçişi, çeşitli düz metal levha malzemesine hitap eden uçucu optik içeren yüksek nitelikli CO2 içeren 3-eksenli lazer kesme makineleri ile olmuştur. Bu küçük alan kaplayan makineler aslında dökme demir yataklar ve 2.5 x 1.5 metre boyutlarındaki düz levhalar için üç taraflı erişim sağlayan tekli düşük eksen geometrisi içermekteydi. Proteck'in oldukça gelişmiş MetaCAM CAD/CAM yazılımı ile entegre olan Bosch Rexroth veya Siemens CNC kontrolör seçenekleri her türlü metal levha kesimi için kullanımı kolaylaştırmaktadır. Bu makinenin bir gelişimi olarak Proteck işleme ve fabrikasyon dükkanları için bir önceki makinelerin tüm seçeneklerini içeren ancak çok daha hafif ve düşük maliyetli kaynak çerçeve yapısı kullanan 'Tak ve Oynat' modelini sunmuştur. Teknoloji lideri, çığır açan lazer kesme makinesinin bir ofis lazer yazıcısından daha karışık olmaması gerektiğini ileri süren piyasa kavramını ortaya koymuştur.

Tasarımcılar devam eden girişimin bir parçası olarak transmisyon mekaniklerini detaylı bir şekilde incelemiştir. 2.5 metrelik aralığa yönelik hassas bilyalı cıvata masrafları pahalıdır ve tek-eksen/tek-vidalı tasarım ve üstten asılan yük yeterli destek için daha kuvvetli ve maliyetli bir doğrusal hareket direksiyon yatağı gerektirmektedir.

Ayrıca iyi bir dinamik performans sunması ve yüksek dönme hızı için bilyalı cıvataların boyut olarak büyük olması gerekmektedir ve bu da servo motor ve servo sürüş boyutunu arttırmaktadır. Daha uzun düz levha işi sunabilecek olan daha yüksek makine üretme ihtiyacı ile Proteck ve Kollmorgen EU bazı önemli sorulara yanıt aramaya başlamışlardır:

• Makineler için gerekli olan +/- 10 mikron çok yönlü tekrarlanabilirlik performansı ve 110 m/dk maksimum doğrusal hızı nasıl koruyabiliriz?

• Güç gereksinimlerini nasıl düşürebilir ve verimliliği nasıl arttırabiliriz?

• Aktarım organlarına ait maliyetleri daha fazla nasıl düşürebiliriz?

Sonuç olarak makinenin uzun düşük ekseni için 3-eksenli köprü lazer işleme merkezine yönelik rampa Y-eksenini ve dikey Z-eksenini destekleyen iki adet senkronize düşük X-ekseni içeren yenilikçi bir rak ve pinyon sürüş sistemi sunulmuştur.

Doğrudan sürüş motoru ve yenilikçi ön yük içeren rak ve pinyon

İlk kavram uzun çift senkronize X eksenli doğrusal motor teknolojisini ele almıştır ancak bunun maliyetinin Proteck'in makine için hedeflediği piyasa için yüksek olduğu anlaşılmıştır. Bu nedenle, geri tepme ve tekrarlanabilirlik performansının yeni bir yaklaşım ile elde edilebileceğini gösteren Proteck'in düşük maliyetli rak ve pinyon tasarım konsepti geliştirilmiştir. Özel ön yük mekanizması, pinyonu ve motorunu tam yüz teçhizat teması sağlayan ve kayıp hareketleri ve gecikmeyi en aza indiren yerinde ayar sağlayan eksantrik pilot dairesi ve çark dişli geometrisi üzerine monte ederek gerçekleştirilmiştir. Bu durum fiili rak ve pinyon yüzeyinde gerekenden daha da iyi bir performans göstermiştir - ancak yükü yürütmek için gereken torku oluşturmak için gezgin dişli kutusu gerektiren standart döner servo motor ile birleştirildiğinde - dişli kutusunun geri tepmesinin küçük olmasına rağmen yine de engelleyici olmuştur. Bu alanda çözüm, Kollmorgen KBM serisi doğrudan sürüş motorunun etrafına pinyondan-raka aktarım tasarlamak olmuştur.

Doğrudan birleştirilmiş

KBM'nin ayrı rotor ve statör paketleri takım halinde ve doğrudan Proteck tarafından kendi rulman sistemi ve koruyucu kaplaması ile ve dahili güç ve enkoder konnektörleri ile birlikte makine üzerine monte edilmiş bir şekilde tedarik edilmektedir. Kurulum düzenlemesi doğrudan büyük çaplı pinyon şaftını rotora tek katı bir kurulum olarak bağlamaktadır, esnek bir kuplajın meydana getirebileceği kayıp hareket ve istenmeyen muhtemel harmonikleri kısıtlamaktadır. Son tasarımın oldukça düşük geri tepmeye ve doğrusal servo motor performansına oldukça yakın olan dinamik ve verimli özelliğe sahip olduğu kanıtlanmıştır. Rak ve pinyon sistemi aynı zamanda kirliliğe karşı oldukça dayanıklıdır ve doğrusal motor sisteminin lazer işleme ortamı için gerektirdiği koruma derecesine gerek duymaz.



KBM motorları, modüler tasarımları sayesinde servo eksen alanlarını optimize ederek ayarlama özgürlüğü sunmaktadır.

Kısaca belirtmek gerekirse Proteck rak ve pinyon sistemi, Kollmogren'in doğrudan sürüş KBM motorları ile birleştiğinde daha az parçaya sahip olmakta, daha enerji tasarruflu hale gelmekte ve daha yüksek hız ve hassasiyet sunmaktadır, ayrıca geri tepmeyi ve kayıp hareketi istenilen değerin oldukça altına indirmektedir. Tasarımın asıl parçalarından biri olarak, birden çok dönüt kapasitesi olan Kollmorgen S700 servo sürücüleri KBM motoru üzerine yer değiştirme için kurulmuş olan çözücü dönütler hem de pozisyon döngüsüne yönelik manyetik doğrusal ölçekler için kullanılmaktadır. Dönüt protokolü, tüm S700 sürücülerinde yer alan EtherCAT üzerindeki ayarlama ve gözetleme ile CNC kontrolörleri seçeneğine uyması için SSI absolute, EnDAT veya alternatif olarak BiSS olmaktadır. Gelişmiş servo sürücülerinin isteğe bağlı özelliklerinin çoğu makine şartnamesine eklenebilir.
Bunlar SIL 2 ve 3 güvenlik standartları için STO (Güvenlik Tok Kapalı) ve ayarlama ve gözetleme için Ethernet bağlantısını içermektedir. EtherCAT aynı zamanda eksen senkronizasyonu için gelecekteki makinelere entegre edilebilecektir.

Proteck'in KBM ve AKM motorlarına yönelik performans ve güvenilirlik başarısını diğer gelişmeler takip etmiştir.

3.1 x 1.6 metrelik maksimum levha boyutu ile, yeni jenerasyon düz levha kesme makineleri de Y ekseni ve frenli Z ekseni için Micron™ serisi gezgin dişli çarkı içeren Kollmorgen AKM serisi döner servo motorlar kullanmaktadır. S700 sürücüleri, eksiksiz uyumluluk için makinenin her yerinde kullanılmaktadır. Bu makine aynı zamanda gelecekte Alman kesme makinesi uzmanı olan ve aynı zamanda Kollmorgen EU ile yakın bir şekilde çalışan Eckelmann'ın maliyeti optimize edilmiş CNC kontrol çözümünden de yararlanacaktır.

Doğrudan sürüş başka avantajlar da sağlamaktadır

Düz yatak ve 3-eksenli köprü rampası makinesinden geliştirilen Proteck'in en yeni lazer kesme makinesi, Sl2530 dikey ve açılı şekillendirilmiş parçaların lazer kesimini sağlayan gelişmiş uçan optik başlık tasarımı içeren 7-eksenli büyük 'yürüyen' işleme merkezidir. Büyük üç-boyutlu üretilmiş levha parçaları sabit merkezli bir masaya konulmaktadır ve çok-döngüsel lazer başlığı mükemmel kesme için her zaman optimum dikey açıyı koruyacak şekilde yönetilmektedir. Proteck'in yenilikçi rak ve pinyon mekanizmalarını içeren KBM, doğrudan sürüş motorları makinenin 1.6 x 3.3 x 0.7 metrelik bir alanı kaplayan ana yatay eksenleri için kullanılmaktadır. Ayrıca delik milli KBM motoru da çok-döngüsel uçuş optik sisteminin ana sürüşü için kullanılmaktadır - lazer tesliminin üzerinden beslemeyi sağlamakta ve tamamen senkronize ikiz döngüsel eksen sağlamak için esnekliği ve hassasiyeti korurken sistem üzerine odaklanmaktadır, nX360 derece ve +/3 135 derece döngüsel darbeler içermektedir. Makine aynı zamanda AKM servo motorlarının uyumlu S700 sürüşlerinin yanı sıra diğer akslar için de bir tamamlayıcı kullanmakta, Proteck ve müşterilerinin yedek parça ve envanter maliyetlerinin azaltılmasını sağlamaktadır.


S700 Servo sürücüleri dolap içerisinde daha az alan kaplıyor.

Diğer gelişmeler ve gelecek projeler

Proteck'in KBM ve AKM motorlarıyla deneyimlediği performans ve güvenilirlik başarısının yanısıra diğer gelişmeler de takip edilmektedir. BMT 125 son zamanlarda standart döngüsel servo motor sürüşlerinin ve geri tepmeye yatkın dişli kutularının KBM doğrudan sürüş motorları ile değiştirilmesinden faydalanmış olan gelişmiş bir Siemens CNC’nin kontrol edilen masa-tipi yatay delme ve frezeleme tezgahıdır. Doğrudan X, Y ve Z ekseni bilyalı cıvatalarına bağlanan gelişmiş aktarım sistemi daha az parçaya sahiptir, daha verimlidir, daha az enerji tüketmekte ve dişli kutusunda meydana gelen geri tepmeyi kaldırarak daha yüksek hız ve hassasiyet sağlamaktadır. Tekrarlamak gerekirse Proteck rotor ve statör parçalarını kendi rulman tasarımına uygulamakta, elektrik bağlantılarına dikkat eden bir koruyucu kılıf ile tamamlamaktadır.



Yeni jenerasyon düz levha kesme tezgahları da Micron™ serisi gezgin dişli kutusu içeren Kollmorgen AKM serisi döner servo motorlarını kullanmaktadır.

Sonuç olarak, BRIC ekonomilerindeki hızla gerçekleşen büyüme iyi konumlanmış olan Proteck'in başarısını devam ettirmesini ve Kollmorgen'in doğrudan sürüş teknolojisinin yararlarını da içerecek olan daha fazla makine üretmesini sağlamaktadır. Özetle, geliştirme süresi de azalmaktadır. Sn. K. Bala bu konuda şunları paylaşmıştır: “Makinelerimizi tasarlarken daha az parça ve Kollmorgen'in kanıtlanmış doğrudan sürüş teknolojisinin standartlaştırması ile mühendislik süremizi azalttık ve bu şekilde ürünleri piyasaya çok daha çabuk bir şekilde ve daha az parça, geliştirilmiş hassasiyet, daha iyi makine güvenilirliği ve daha yüksek verimlilik ile sunabiliyoruz, ayrıca rakiplerimizden daha hızlı hareket ederek avantaj sağlıyor ve daha fazla pazar payı elde ediyoruz.”


KBM'nin ayrı rotor ve statör paketleri artık takım halinde ve doğrudan makine üzerine kurulmuş şekilde satılmaktadır.



Yazan:
Alexander Hack,

Piyasa Geliştirme Müdürü, Kollmorgen, Ratingen

  Ask For More Information…