Studer S21: высокоточный универсальный круглошлифовальный станок для наружного, внутреннего и торцевого шлифования с ЧПУ StuderWIN.
Fritz Studer AG работает на рынке круглошлифовальных решений с 1912 года. За это время предприятие поставило более 25 000 станков в 70 стран, а годовой выпуск сегодня превышает 1 100 единиц различной мощности. Линейку универсальных «эсов» составляют около двадцати моделей, при этом S21 уже пережил три инженерные итерации — первая версия вышла в середине девяностых, второе поколение получило линейные приводы в 2013 году, а актуальная ревизия 2021 года укомплектована обновлённой электроникой и расширенной системой мониторинга.
Машина рассчитана на внешнее, внутреннее и торцевое шлифование заготовок длиной до 650 мм при массе до 80 кг. Высота центров 125 мм выбрана так, чтобы перекрыть потребности производителей валов, гидравлических поршней и медицинских инструментов без избыточных габаритов. Геометрия построена по схеме «XZ-table» с поперечным ходом 245 мм и продольным ходом 700 мм. Линейные измерительные линейки Heidenhain с дискретностью 0,1 мкм установлены непосредственно на ходовых плитах, поэтому люфт шарико-винтовых пар не влияет на позиционирование.
Ключевым элементом точности остаётся литая станина из минералокомпозита Granitan S103. Материал гасит вибрации в шесть раз эффективнее чугуна, что подтверждено внутренними испытаниями Studer и публикациями ETH Zürich. Температурная инерционность гранита снижает суточный дрейф размеров менее чем до 2 µm на метр, поэтому станок сохраняет точность даже без отдельной климат-камеральной зоны. Дополнительные ребра жесткости заложены под местами крепления опро́чных плит, что даёт однородный контур сил при шлифовании тяжёлых хвостовиков.
Главный шпиндель приводится асинхронным мотором 7,5 кВт. Максимальный диаметр круга 400 мм при ширине до 50 мм позволяет комбинировать черновую выборку припуска и финишное доведение зеркала. Встроенный датчик термопары K-типа передаёт температуру опорных подшипников в систему ЧПУ, а дальнейшая коррекция оборотов удерживает круг в стабильном диапазоне биений. Частота вращения шпинделя заготовки программно задаётся от 20 до 1 000 об/мин, что облегчает переход от высокоуглеродистых сталей к хрупким керамическим сплавам без смены приспособлений.
Программная оболочка StuderWIN базируется на Siemens 840D, но имеет собственный диалоговый слой. Оператор описывает контур детали через пару экранов, а ПО автоматически генерирует до 21 технологического перехода с учётом припусков и таблицы шлифовальных кругов. Для критичных размеров доступна циклическая авторегулировка касательного резания — дополнительно проверенный функционал, о котором регулярно пишут пользователи на немецком форуме Practical Machinist. За счёт встроенного 32-битного коллайдера траекторий время наладки сложного профиля сократилось примерно на 18 % по сравнению с предыдущей версией ПО.
Комплекс датчиков включает оптические энкодеры осей, индуктивные датчики температуры и вибросенсор на бабке. Все сигналы уходят в облачный портал C.O.R.E. от United Grinding, где рассчитывается индекс технического состояния. Производитель обеспечивает удалённое диагностирование по защищённому протоколу OPC UA, поэтому инженер сервиса видит ту же картину, что и персонал цеха. Такой подход позволяет заказывать запасные части точечно — по статистике Studer, это на 12 % снижает складские запасы расходников у конечного пользователя.
Базовую конфигурацию могут дополнять три пакета опций. Сначала перечислим их назначение, а затем уточним, какие задачи они закрывают.
• Внутреннее шлифование с поясным шпинделем 1,5 кВт
• Автоматический загрузчик FlexLoad на 12 заготовок
• Комбинированный бумажно-керамический фильтр СОЖ 50 л/мин
Описанные пакеты чаще всего ставят на предприятия, где идёт серийный выпуск гидравлических втулок либо прецизионных ступиц. Внутренний шпиндель избавляет от промежуточной операции на другом участке, роботизованный загрузчик сокращает перемещение оператора, а многоступенчатый фильтр повышает ресурс круга на 20–25 %.
Суммируя отзывы пользователей с площадок Eng-Tips и российского форума CNC-Club, средний прирост производительности при переходе с устаревших гидравлических шлифовальных машин на S21 составляет 28–32 %. Основной выигрыш обусловлен уменьшением холостых перемещений, а также возможностью сразу шлифовать наружный и внутренний контуры за одну установку. Повторяемость Ra 0,15 µm достигается без дополнительного обдирочного круга, что критично для медицинских производителей, где каждая операция проходит валидацию.
Ниже приведена обобщённая таблица, в которой сопоставлены ключевые параметры Studer S21 и трёх популярных одноклассников — Danobat CG 600, Junker Grindstar JS 230 и Kellenberger KEL-Varia UR 175/1000. Перед тем как анализировать цифры, важно помнить, что каждый станок оптимизируется под разные приоритеты, будь то гибкость или максимальная съёмка металла.
| Параметр | Studer S21 | Danobat CG 600 | Junker JS 230 | Kellenberger UR 175 |
|---|---|---|---|---|
| Длина между центрами, мм | 650 | 600 | 600 | 1000 |
| Высота центров, мм | 125 | 175 | 150 | 175 |
| Макс. диаметр круга, мм | 400 | 500 | 350 | 500 |
| Мощность шлиф. шпинделя, кВт | 7,5 | 9 | 15 | 10 |
| Повторяемость, мкм | 0,8 | 1,2 | 1 | 1 |
| Масса станка, кг | 3 200 | 4 100 | 3 600 | 6 000 |
| Станина | Granitan | Полимербетон | Чугун | Полимербетон |
Из таблицы видно, что при аналогичной длине заготовки S21 выдаёт лучшую повторяемость и при этом остаётся самым компактным по массе. Junker превосходит по мощности, но при шлифовании тонкостенных деталей избыток крутящего момента провоцирует колебания, тогда как полимергранит Studer их эффективно подавляет. Danobat интересен большим кругом, однако он уступает по минимальному Ra, а значит может потребовать дополнительного полирования. В совокупности параметров S21 оказывается оптимальным вариантом для российских цехов с партийностью 200–800 деталей в месяц.
Суммарное энергопотребление станка — 14 кВт∙ч при полной нагрузке, что на 2–3 кВт∙ч меньше оборудования сопоставимого класса. Учитывая средний тариф 7 руб/кВт∙ч, экономия за год при двухсменной работе составит порядка 240 тыс руб. Замена шлифовального круга чаще всего требуется через 1 700 циклов, тогда как на чугунных станинах ресурс обычно ограничен 1 300 циклами. Разница высвобождает около 30 часов технологического простоя в год. Если перевести это на стоимость аренды часа верстака, S21 отбивает свою премиальную стоимость примерно за 4,2 года эксплуатации.
Studer S21 сочетает в себе микронную точность, динамику современной кинематики и строгую инженерию полимергранита. Его выбирают предприятия, где важны стабильные 0,8 мкм повторяемости без дополнительного климат-контроля, а также быстрый переход с мелких партий к серийному производству. Машиностроители ценят гибкость опций, производители медицинских инструментов — чистоту поверхности, автокомпонентные заводы — предсказуемость энергопотребления. Именно эта совокупность преимуществ делает S21 рациональной инвестицией для тех, кто стремится укрепить конкурентоспособность на российском рынке высокоточной металлообработки.
