Nově sjednocená firma od roku 2010
The FANUC Group Fuji Automation Numerical Control CNC | Drive Systems | CO2-Laser-Systems | Robots | Robomachines
Automatizace výroby od jednoho dodavatele
6 April, 2010
2
FANUC LTD. Veškerá výroba V JAPONSKU
Přes 600 pracovníků ve vývoji Světová jednička v oboru CNC Podíl na trhu CNC > 60% Světová jednička v technice robotů Světová jednička ve spolehlivosti Základní principy vývoje – požadavky na každý nový produkt: Vyšší spolehlivost Nižší výrobní náklady Méně komponentů “Weniger Teile”
6 April, 2010
3
Prodejní a servisní síť v Evropě Facts
Offices
Sales Areas
Luxembourg
European Headquarters
~ 400 employees
Germany
Germany, Netherlands, Austria
34% market share*
Switzerland
Switzerland, Liechtenstein
Italy
Italy, Vatican, San Marino
France
France, Belgium, Luxembourg, Andorra, Monaco, Marocco, Tunisia, Egypt
UK
UK, Ireland, Malta
Spain
Spain, Portugal
Nordic
Sweden, Denmark, Norway, Finland, Estonia, Latvia, Lithuania
Turkey
Turkey
Bulgaria
Bulgaria, Romania, Macedonia, Greece, Serbia
Poland
Poland
Czech Republic
Czech Republic, Slovakia
Hungary
Hungary, Croatia, BosniaHerzegovina, Slovenia
6 April, 2010
* at machine tool builder, end of 2009
4
Reference v Evropě
6 April, 2010
5
Příklady aplikací Soustružení - Horizontální Produkční soustružnická centra
6 April, 2010
6
Svislé soustruhy - Karusely
6 April, 2010
7
Frézovací centra - Vertikální
6 April, 2010
8
Frézovací centra - Horizontální
6 April, 2010
9
Brusky
6 April, 2010
10
Přehled CNC systémů
Vyráběné typy CNC
Pomocná Pomocná zařízení, zařízení,až až88os os
Power Mate i
6 April, 2010
Kompaktní KompaktníCNC CNC systém, systém, jednodušší jednodušší aplikace aplikace
Series 0i
Modulární ModulárníCNC CNC pro náročnější pro náročnější uživatele uživatele
Series 30i/31i/32i
12
Charakteristické znaky CNC systémů FANUC (1/2) - Řídicí jednotka vůbec nepoužívá technologii osobních počítačů; “otevřené” systémy pouze na úrovni ovládacího panelu - Rychlý integrovaný automat PLC (nazýván PMC) umožňuje výrobci stroje velké zásahy i do vlastního CNC řízení - PLC lze vždy zobrazit i editovat přímo na systému - Všechny servosmyčky (proudová, rychlostní, polohová) počítány v NC, zesilovač je pasivní hardware na rychlé optické datové sběrnici FSSB - NANO přesnost nejen ve výpočtech, ale i v odměřování – a to již od základní úrovně systémů 0i - Spolehlivost jednoduchost a snadná opravitelnost mají přednost před komfortem
6 April, 2010
13
Charakteristické znaky CNC systémů FANUC (2/2) - Standardní programovací jazyk je vždy DIN-ISO, na přání lze doplnit konverzační grafický dialog (tzv. Shop-floor programming) „Manual Guide i“. - Podle způsobu řízení rychlosti a dráhy: 1. Hrubovací režim – bez načítání bloků dopředu, programovaná rychlost je dodržena i za cenu nepřesnosti
2. „AI Contour Control“ režim s načítáním bloků dopředu (look-ahead), rychlost je automaticky snižována podle tvaru programované dráhy pro dodržení zvolené přesnosti (volitelná přesnost na škále 1-10)
- Velké programy lze spuštět v režimu DNC, tj. přímo z externího zařízení (datová síť, paměťová karta, externí disk, ... )
6 April, 2010
14
Srovnání řady 0i vs. 3xi 0i – KOMPAKTNÍ
3xi – MODULÁRNÍ
￮ Předdefinovaná konfigurace
＊ Neexistuje žádný „standard“, každý výrobce stroje si sám určí výbavu
￮ Všechny podstatné funkce „v základu“ ￮ Menší výběr SW opcí ￮ HW prakticky stejný jako u řady 3xi
＊ Velký výběr SW opcí, systém může být plně vybaven, nebo úplně „holý“
￮ Stejná spolehlivost a záruka
＊ Koupit správnou konfiguraci nového stroje je vždy levnější než dodatečné úpravy
￮ Pohony Alpha i nebo Beta i
＊ Pohony Alpha i
6 April, 2010
15
Typické aplikace Řada 30i/31i/32i CNC pro pokročilé stroje
Series 0i/0i Mate CNC pro stroje výchozí úrovně
Složité konfigurace, více os a kanálů
Frézovací
Rychlostní obrábění, formy
Soustružnické
Pětiosé obrábění Obecné natočení roviny obrábění Stroje integrující frézovací i soustružnické operace Složité kompenzace přesnosti
Brousicí Vysekávací lisy Retrofity
Power Mate i i-H: CNC pro polohovací úlohy i-D: CNC pro 2-osé aplikace Dopravníky, linky apod.
6 April, 2010
16
Srovnání hlavních parametrů CNC systémů FANUC Typ
Současně Interpolujících
Počet
Počet
CNC systému
Počet Os
Kanálů
Vřeten
32i-A/32is-A
9 (5 na kanál)
4
2
2
31i-A/31is-A
20
5(i-A5)
4
6
30i-A/30is-A
32
24
10
8
0i Mate-MD
3
3
1
1
0i Mate-TD
3
3
1
1
0i-MD
8
4
1
2
0i-TD
11 (7 na kanál)
4
2
4
2/8
2/4
2/8
1/-
Power Mate i-D/i-H 6 April, 2010
17
Power Mate i-H Typické Aplikace 1) Rychlý start/stop motoru jako reakce na vnější signály: → řezací stroje, razicí stroje, balicí stroje
razicí stroj
2) Funkce elektronické vačkové hřídele: → plnicí stroje, razicí stroje s dopravníkem, balicí stroje plnicí stroje
6 April, 2010
18
Power Mate i-H Typické Aplikace 3) Synchronizace mezi více osami (max.128) → balicí stroje, navíječky, postupové lisy
balicí stroj
4) Řízení tahu pomocí řízení momentu →navíječky, ovíjecí a natírací stroje navíječka
5) Dosažení vysokého momentu při použití velkého servomotoru →elektrické lisy, dopravníky pro těžká břemena 6 April, 2010
19
CNC Řady 0i – D (MD, TD) 0i-MATE D je jednodušší varianta
Kompaktní řídicí systémy pro retrofity a jednodušší stroje Memory card
10.4" color LCD
Předdefinovaný soubor funkcí Až 8 řízených os, 4 současně intrpolované Obrazovka barevná LCD: 8.4” nebo 10.4" AI contour a NANO interpolace
8.4" color LCD/MDI 6 April, 2010
Ethernet standard 20
CNC Řady 0i – D (MD, TD) 0i-MATE D je jednodušší varianta
Kompaktní řídicí systémy pro retrofity a jednodušší stroje Memory card
10.4" color LCD
Dual Check Safety Nástrojové hospodářství „Tool management“ Uživatelské obrazovky Simulační program pro PC, „NCGuide“ Možnost „otevřené“ verse s panelem na bázi PC
8.4" color LCD/MDI 6 April, 2010
21
CNC Series 0i - Uspořádání komponent Embedded Ethernet 100 BASE-TX (basic)
Series 0i-D
Internet
8.4" LCD/MDI (color) 10.4" LCD (color)
PC
AC SPINDLE MOTOR
SERVO AMPLIFIER
FSSB
iSV FANUC I/O Link DI/DO 1024/1024（bacic） 2048/2048（option）
AC SERVO MOTOR
Servo guide Operator’s panel
AC SERVO MOTOR βiS series Connection panel SERVO AMPLIFIER βi SV series I/O module (with I/O Link)
6 April, 2010
22
Řada 3xi - pro nejnáročnější aplikace MODULÁRNÍ konfigurace Až 10 kanálů, 32 os + 8 vřeten Pro komplexní soustruhy s frézovacími operacemi, Automatické soustruhy, 5-osé stroje, Stroje s výměnnými frézovacími hlavami a lineárními motory
Nejmodernější Hardware Rychlý RISC-procesor Vnitřní sběrnice rychlejší a odolnější proti rušení Rychlé a velmi přesné obrábění CNC, Servo, Pulsecoder – vše s nanometrickou přesností Přehledná a snadná obsluha 15” LCD obrazovka
6 April, 2010
23
Hardwarová konfigurace Sběrnice sériového serva FANUC (FSSB) spojuje CNC se servozesilovači pomocí optického kabelu Rychlejší komunikace Pro více os se vyžaduje pouze jeden optický kabel Méně zapojování u systémů s více osami a více kanály Sběrnice distribuovaných vstupů/výstupů I/O Link pro propojení různých I/O zařízení s CNC
I/O Link I/O jednotka
FSSB I/O modul Servozesilovač αi
Servomotor αi
CNC
Řízení periferního zařízení Jednotka rozhraní samostatného detektoru
6 April, 2010
Lineární snímač polohy jiných výrobců
Zesilovač
Servomotor βis
I/OLink βi
24
Flexibilita pro složitější stroje
Funkce ovládání více kanálů NC Kanálem rozumíme samostatně běžící NC program Bohatá sada funkcí pro podporu složitých strojů s více (až deseti) kanály
Synchronní, složené a nadřazené řízení pomocí programových
Kanál 2
Kanál 3
příkazů Přiřazování os a vřeten mezi kanály
A1
K ovládání těchto funkcí není potřeba paralelní program PMC Není potřeba synchronizace mezi programy CNC a PMC, kratší doba cyklu
6 April, 2010
25
Servopohony řady αi
Elektrické servopohony
Servem rozumíme zařízení pro regulaci polohy a jejích časových derivací: - Regulace polohy – pohony os - Regulace rychlosti – vřetena - Regulace síly (momentu) = zrychlení – pomocná zařízení Elektrický servopohon vždy reguluje proud = zrychlení. Rychlostní a případně i polohová smyčka jsou nadřazeny a nastavují se postupně.
6 April, 2010
27
Charakteristické znaky servopohonů FANUC - Pohony interpolujících os jsou vždy synchronní střídavé servomotory, rotory permanentní magnety ze slitin vzácných zemin, FeNdB - Pohony vřeten asynchronní nebo synchronní střídavé servomotory - Absolutní snímače polohy realizovány elektricky (spolehlivější, ale je nutná baterie pro odměřování ve vypnutém stavu) - FANUC používá pojem “semi-closed” loop pro nepřímé odměřování polohy z rotačního motoru “full-closed” loop je výraz pro přímé odměřování polohy (např. pravítko) - Servomotory mají v porovnání s většinou jiných výrobců kratší osu a větší průměr, celkově velmi malé rozměry (snadná zástavba, ale malý moment setrvačnosti). 6 April, 2010
28
AC Servomotory αi series
Řada servomotorů 1 Nm až 500N m (verze 200 V) 2 Nm až 3000N m (verze 400 V)
Kompaktní rozměry Vysoké maximální otáčky Vysoký výkon
6 April, 2010
Pulzní snímač polohy s mimořádným rozlišením Standardně: 1 000 000 /ot Volitelně: 16 000 000 /ot Inteligentní servomotor ID data a teplotní data servomotoru a pulzního snímače polohy 29
Řada servomotorů
Moment Nm
1
Příruba
2
200 V
/5000, /6000
αiF
αiF 1 /5000
400 V
αiF 2 / 5000
8
12 12
22
130 mm αiS 8
αiS 4
/4000 /6000
/5000
αiS 8 /4000HV /6000HV
αiS 4 αiS 2 /5000HV /5000 /6000HV HV
400 V
200 V
4
90 mm αiS 2
αiS
4
30
40
50 100 200 300 500 1000 2000 3000
174 mm
265 mm
380mm
αiS12
αiS22
αiS30
αiS40
αiS50
αiS100
αiS200
αiS300
αiS500
/4000
/4000
/4000
/4000
/3000
/2500
/2500
/2000
/2000
αiS12 /4000 HV
αiS22 /4000 HV
αiS30 /4000 HV
αiS40 /4000 HV
αiS50 /3000 HV
αiS100 /2500 HV
αiS200 /2500 HV
αiS300 /2000 HV
αiS500 /2000 HV
αiF30 /3000
αiF40 /3000
αiF 4 /4000
αiF 8 /3000
αiF12 /3000
αiF22 /3000
αiF 4 /4000 HV
αiF8 /3000 HV
αiF12 /3000 HV
αiF22 /3000 HV
αiS1000 /2000 HV
500mm
αiS2000 /2000 HV
αiS3000 /2000 HV
Všechny motory odpovídají mezinárodnímu standardu IEC60034-1
6 April, 2010
30
Důležité údaje Kompaktní, vysoké otáčky, velký výkon Kompaktní pulzní snímač polohy s mimořádně vysokým rozlišením Standardně: 1 000 000 /ot, Volitelně: 16 000 000 /ot Inteligentní ID informace servomotoru a pulzního snímače polohy Menší Menšírozměry rozměry
ααiiFF 30/3000 30/3000
Maximální Maximálnírozsah rozsahotáček otáček Vyšší výkon Vyšší výkon ααiiF30/3000 F30/3000 [Nm] 120
ααiiS30/4000 S30/4000 Rovnoměrný chod 5 µm/dílek
Max. moment
100
▲31%
25% VÍCE
80
< 1 µm
60 Trv. moment
40
33% VÍCE
20
ααiiSS 30/4000 30/4000 6 April, 2010
Plynulé Plynuléotáčení otáčení
1 ot F1000 mm/min = 100 ot/min
0 0
1000
2000
3000
4000 [min-1]
Stoupání šroubu 10 mm
31
Servomotory IP67, IP68 Vysoká odolnost proti vodě Speciální těsnicí materiál: Těsnicí materiál povrchu statoru, O-kroužek, olejové těsnění Speciální kryt proti chladivu a třískám
Speciální kryt
Zdokonalené těsnivo
Olejové těsnění
6 April, 2010
Konektor zpět. vazby
O-kroužek
32
Hlavní body: Servomotor αiS 3000HV Největší synchronní servomotor na světě Při vývoji byly použity nejmodernější analýzy FEM.
Patentová přihláška
Velký krouticí moment a obrovský výkon Motor s technologií Quattro Amplifier Drive Konstruováno pro těžké elektrické lisy a další velké stroje.
αiS3000HV Výkonové charakteristiky
Moment (Nm)
8000 Max.
6000 4000
Cont.
2000 0 0
6 April, 2010
500
1000 1500 -1 Otáčky (min )
2000
33
Technologie s vícenásobnými vinutími
A
Zvyšuje výkon (~60kW)
B
Pohon s více zesilovači (60kW~200kW)
C
Pohon s více motory (200kW~)
Zesilovač
Motor
Zásada: Zásada:“Jedna “Jednaosa osassvícemotorovým vícemotorovýmpohonem” pohonem”vvpřípadě případěrozděleného rozděleného momentu momentussomezením omezenímdaným danýmkuličkovými kuličkovýmišrouby šroubynebo nebospojovacím spojovacím mechanismem mechanismem 6 April, 2010
34
Použití velkých servomotorů: Tvářecí stroje V Japonsku Velké servomotory používané v lisech s tlakem 50 až 25.000 kN Jeden až čtyři αis servomotory v tandemu pro vstřikovací stroje Dva αis servomotory pro pohon šroubů a upnutí s tandemovým pohonem Rostoucí zájem ze strany koncových uživatelů V Evropě BURKHARD (Německo) MOSSINI (Itálie) FAGOR (Španělsko) a další
6 April, 2010
35
Lineární motory LiS Maximální síla od 300 N do 17 000 N Napájení 200 a 400 V je standardní Maximální rychlost 4 m/s Maximální zrychlení 30 G (pouze motor) Kompaktní rozměry a malá hmotnost Vysoká hustota vinutí Vysoce účinné chlazení Resolution from 0.01µm up to 4 m/s speed Vylepšení pro aplikace v průmyslovém prostředí
400 Šířka cívky (mm)
LiS9000C2 LiS11000C2
300
LiS3000B2 LiS4500B2
250
100
LiS300A1
50 00 1000 6 April, 2010
LiS900A1 LiS1500B1
LiS15000C2
LiS9000B2
LiS6000B2
200 150
LiS17000C3
LiS10000C3
350
LiS7500B2
LiS3300C1
LiS600A1
100
200
300
400
500
Délka cívky (mm)
600
700
800
900 36
Výkonná chladicí konstrukce Zajišťuje blokování přenosu tepla Zabudovaná chladicí trubice u vinutí Blokuje přenos tepla Efektivní blokování přenosu k tepla k vinutí
Přispívá ke kompaktní konstrukci motoru
Pohyblivý Pohyblivý stůl stůl
Omezuje vzrůst teploty pohyblivého stolu
Chladicí Chladicí trubice trubice Jezdec Jezdec cívky cívky
U N
S
Magnetická Magnetická deska deska
6 April, 2010
N
V S
W N
Vinutí Vinutí
S
U N
V S
W N
S
N
S
Výška Výška motoru motoru jen 52mm! jen52mm!
Základ Základ stroje stroje
37
Vestavěné synchronní motory
Vlastnosti Velký krouticí moment Silné magnety vzácných zemin Malé zvlnění krouticího momentu Optimalizovaná konstrukce magnetických obvodů Maximální úhlové zrychlení přes 100 000 stup./sec2 (bez setrvačnosti zátěže) Standardní modely pro napájení 200 VAC a 400 VAC. Vhodné pro otočné stoly a přídavné osy strojů s 5 osami.
6 April, 2010
38
Napájení ze standardních zesilovačů FANUC’s products
SYNCHRONOUS BUILT-IN
SERVO AMPLIFIERαi series
SERVO MOTOR DiS series
FSSB Power cable
i series CNC Synchronous Built-in Servo Motor Position Detection Circuit*1 αiCZ Sensor *3
Third party’s products Rotary encoder *2 αiCZ Sensor Absolute encoder Incremental encoder
6 April, 2010
＊1 Unnecessary for absolute encoder ＊2 Necessary to conform to FANUC serial interface ＊3 Absolute encoder
39
Specielní snímače αiCZ Nejvhodnější snímač pro VESTAVĚNÝ SYNCHRONNÍ SERVOMOTOR Malé rozměry
: -50% (Tloušťka)
Vysoká přesnost :
+/-2 Sec. (1024l)
Snadná údržba : Možnost separátní výměny dílů Absolutní měření polohy
Přesnost údajů (1024λ) 6 April, 2010
18
Nový snímač αiCZ
+/- 2 Sec.
+/- 5 Sec.
37
Současný snímač αiCZ
Přesnost údajů (1024λ) 40
Zesilovače - Napaječe motorů os a vřeten Pulse Width Modulation Zesilovače velmi malých rozměrů Šířka a hloubka
Malý Malý chladič chladič
Velice úsporné Zařízení s nízkými energetickými ztrátami (proměnná nosná frekvence PWM)
Zjednodušená Zjednodušená údržba údržbamotoru motoru ventilátoru ventilátoru
Hloubka -11%
Zjednodušená obsluha Zapínání v napájecím modulu
Zařízení Zařízení ss nízkými nízkými ztrátami ztrátami
Řídicí Řídicí deska deskaplošných plošnýchspojů spojů Vysoký výkon Vysoký výkon ID ID informace informace Údržba Údržbazz předního předníhopanelu panelu Vysoce přesná detekce Vysoce přesná detekceproudu proudu
Prům. šířka -20%
Napájecí Napájecí kabely kabelypřipojeny připojenykonektorem konektorem (zjednodušení údržby) (zjednodušení údržby)
6 April, 2010
41
NCGuide - MANUAL GUIDE i Simulation
Simulační program pro PC Tvorba programů Grafický dialog a simulace Konverse do DINISO Výuka obsluhy a programování
6 April, 2010
42
Nízkoodběrová elektronika a monitorování spotřeby přímo na obrazovce 6 April, 2010
43
Čím se FANUC odlišuje Jednoduchý SPOLEHLIVÝ Hardware Žádné komponenty PC, Hard-disky ani OS Windows v základní jednotce Možnost tvorby vlastního uživatelského rozhraní (např. Junker, Mori Seiki, Mazak, ...) Velmi rychlé a flexibilní PLC Integrovaná funkce „SAFETY“ již od základní řady 0i Dodávky náhradních dílů 25 let od ukončení výroby produktu Kompatibilita produktů vzhůru Co nejnižší „TCO“ tj. Celkové náklady na vlastnictví za celou dobu života zařízení 6 April, 2010
44
