Tubular Direct Drive
Wereldwijd bewijst vonkerosiefsnijden – in vakjargon: ‘draadvonken’ of Wire-EDM – zich als de meest nauwkeurige scheidingstechniek in de metaalindustrie. En niet enkel in gereedschapmakerijen. In toenemende mate evolueren de applicaties uit de aerospace, medische, optische en halfgeleider- sector naar micro- en precisiefabricage van complexe producten met hoge toegevoegde waarde.
Geavanceerde draadvonkmachines als van Mitsubishi Electric zijn voor die veeleisende toepassingen seriematig al toegerust met ondermeer een moderne digitale anti-elektrolyse (AE) fijnsnijdgenerator voor bedrijfszekere toepassing van Ø0,05-0,30mm draad met automatische draadelektrode-invoer, ingebouwde thermostabilisering, badspoeling en volwaardige, flexibele technologie in de besturing.
Het revolutionaire karakter van de nieuwe NA1200 Essence precisiedraadvonker* die op de TechniShow 2012 aan een vakkundig publiek werd gepresenteerd – voor opnieuw een hogere productiviteit en verbeterde eindkwaliteit – is voor het blote oog onzichtbaar. In de schijnwerper staan namelijk de zeer effectieve directe asaandrijvingen geïntegreerd in de machineconfiguratie op basis van een compleet nieuw ontworpen buisvormige servomotor: de unieke hoogprecieze ‘Tubular Direct Drive’ innovatie’.
WERKING
Bij het intussen in de praktijk bewezen, ingenieuze ontwerp van de buisvormige actuator bevindt zich zoals gebruikelijk centraal – in het hart van elke machineslede – een aandrijfas die aan het bed is bevestigd. Dit keer is echter sprake van een stabiele, holle as met gelijkmatig over de omtrek verdeelde, ringvormige permanentmagneten van hoogwaardige Neodymium, vergelijkbaar met een ronde monorail. De gebruikte superieure, ijzervrije zeldzame-aarde magneten – die onder bedrijfsomstandigheden tientallen jaren hun kracht behouden – onderscheiden zich door de hoge kracht die ze leveren bij lage inertie. Om die slanke cilinder heen zit het motorspoelenpakket, dat als stator onder de tafel is gemonteerd. Levert de speciale motorsturing stroom dan volgt direct een gecontroleerde rechtlijnige asverplaatsing zonder dat back-lash optreedt. Lengte en diameter van de stator bepalen de aandrijfkracht, de aslengte komt overeen met de maximale slag per as. Ingebouwde hoge resolutie precisie-encoders (<10nm) zorgen voor de cruciale closed-loop controle van de geprogrammeerde positie.
Het totale servosysteem werkt met tot nu toe ongekende dynamiek in real-time.
Voor zo’n vrijwel acute, schokvrije reactie is ultrasnelle data-communicatie tussen de 64-bit Meldas700 CNC/PC, servo-versterkers en aandrijvingen absolute voorwaarde, enkel te realiseren middels algehele optische fiberbekabeling. Het door Mitsubishi Electric met Swift Optic Communication aangekondigde systeem laat signaalbewerking en -transfer simultaan toe op extreem hoge snelheid met de jongste generatie besturingen, servoversterkers en aandrijvingen.
ONDERSCHEIDEND KARAKTER
Constructief compleet uitgebalanceerd als concept combineert de Tubular Direct Drive de voordelen van de twee meest voorkomende aandrijvingen – de elektromotorische aangedreven kogelomloopspindel zowel als een conventioneel lineair aandrijfsysteem – met nieuwste inzichten en middelen in digitale positie- en processturing.
Mede door gelijktijdige eliminatie van enkel minpunten resulteert zodoende een uiterst effectieve en precieze lineaire beweging met aantrekkelijke functionele voordelen in de dagelijkse praktijk.
Onderscheidend is zondermeer dat – in tegenstelling tot gebruikelijk systemen – alle krachten ringvormig, dus symmetrisch, verdeeld zijn over de as. Deze uitgekiende en duurzame motorconfiguratie op basis van een aanzienlijk geringer aantal componenten werkt contact- en geluidloos en dat over de hele levensduur zonder onderhoud. Torsie ontbreekt totaal, evenals voor omzetting van rotatie naar translatie normaal benodigde overbrengingen en koppelingen.
Vanaf het eerste CNC-commando aan de TDD-servomotor staan meteen hoge acceleraties en aandrijfkrachten over een breed snelheidsbereik (>6m/s) ter beschikking.
Optimalisatie van de op zich al compacte motorlay-out zorgt ervoor dat bestuurde verplaatsingen over vier assen (x,y,u,v) ultrasnel reagerend, soepel en hoogefficiënt gebeurt met een minimum aan energieverbruik – algemeen ondersteund door verschillende CNC-gestuurde, stroomsparende modes. De optredende warmtedissipatie – waarvoor precisiebewerkingen zo gevoelig zijn – blijkt in bedrijf dermate klein dat geforceerde koeling overbodig is.
SAMENGEVAT
Mitsubishi tilt met de hier voorgestelde Tubular DD-innovatie het moderne hoogwaardige draadvonken duidelijk op een hoger niveau, tot in nieuwe dimensies door de ongebruikelijke combinatie van vergroot werkbereik (X-/Y-/Z-slag: 400x300x220mm) met hoogste nauwkeurigheid (gegarandeerde asresolutie 0,05µm) en oppervlaktegesteldheid (0,05µm Ra), zelfs in tot voor kort ondenkbare constructievormen als hoogprecieze filmscharnieren.
Daarmee brengt de 90-jarige Japanse marktleider in het moderne eroderen – bekend vanuit geregeld uitgebrachte innovaties– mede door de operatorvriendelijke bediening via een 15” kleuren touchscreen, geïntegreerd 3D-CAM systeem, visueel ondersteunde programmering, volautomatisch technologiebeheer, minimaal onderhoud en geschiktheid voor netwerkintegratie – een nog aantrekkelijkere hightech propositie op de markt perfect passend binnen actuele technische en maatschappelijke trends.