Nové technologie a stroje v třískovém obrábění. CNC řízení.

Strojírna Tyc vznikla v devadesátých letech minulého století, kdy se společnost zabývala převážně prodejem použitých obráběcích strojů. Možnost zaručit zákazníkům funkčnost prodávaných strojů přiměla společnost věnovat se nejprve částečným a později i generálním opravám. Od toho pak už byl jen krůček k modernizaci a přestavbě strojů a nakonec i k výrobě celých portálových center. O tom, že odvádějí dobrou práci, svědčí množství zakázek – pro letošní rok jich je deset, všechny pro tuzemské zákazníky – a navýšení obratu oproti loňskému roku o 150 milionů korun.

Na veletrhu CIMT bylo možné vidět různé typy a velikosti výrobních zařízení. V tomto článku se budeme věnovat strojům provádějícím primárně soustružnické operace. Svislé soustruhy a svislá obráběcí centra na rotační součástky jsou v Číně, ale i v Indii, specifickou skupinou. Z hlediska výroby lze konstatovat, že je vyrábí každá firma mající ve výrobním programu více než dva typy obráběcích strojů. Samozřejmě vedle těchto existují firmy, které se na svislé soustruhy specializují.

Třináctý ročník výstavy China International Machine Tool Show se opět nesl v duchu změn, které v Číně delší dobu probíhají. Čeští škarohlídi se ve zprávách „radují“, že růst Číny v minulém kvartále zpomalil. A hned udávají čísla ze 7,4 na 7 procent. Zajisté katastrofální – sarkasmus. V tomto textu se dostaneme k některým aspektům i konkrétním objektům vystavované výrobní techniky, kterých si letos stálo za to všimnout.

Čína se v roce 2009 stala největším výrobcem obráběcích a tvářecích strojů na světě a o dva roky později dosáhla své dosavadní největší produkce v historii v hodnotě 29,5 mld. dolarů. Od té doby tři roky po sobě dochází k postupnému poklesu až na loňský objem 23,8 miliardy dolarů v poměru 6:4 ve prospěch obráběcích strojů. Vzhledem k povaze čínského trhu obráběcích strojů a ochazování jeho hospodářství lze očekávat další pokles v produkci a spotřebě i v letošním roce 2015.

Čínský trh patřil historicky společně s ruským a indickým mezi ty, kam českoslovenští výrobci obráběcích a tvářecích strojů směřovali nejvíce své produkce. Značky jako Škoda, TOS či ČKD dodnes představují pečeť kvality a spolehlivosti, na kterou se snaží současní pokračovatelé těchto českých symbolů navazovat. Někde se jim to celkem daří, někde zasahuje vyšší moc v podobě restrikcí a někde se teprve investiční boom zavádění nových technologií očekává. Čína patří do té první skupiny a firmy se mohou právem těšit z úspěchů, které zde sklízejí.

Kdo by mezi strojaři neznal takové značky strojů, jako jsou Heckert, Scharmann, Dörries, SIP či Starrag. K těmto pěti švýcarským a německým klenotům přidejme ještě neméně významné výrobce karuselových brusek Berthiez, multifunkčních miniobráběcích strojů Bumotec či portálových a gantry center Droop+Rein a společně se SW řešením TTL pro adaptivní obrábění lopatek turbín dostaneme výsledek v podobě společnosti Starrag Group.

V anglickém Worcesteru, třicet mil jižně od Birminghamu, se nachází výrobní závod společnosti Yamazaki Mazak, jehož brány opouští měsíčně na 150 strojů, které jsou určeny především pro evropské zákazníky. A právě zdejší prostory byly místem, kde se v polovině května pro stovku pozvaných evropských hostů z řad zákazníků a lokálních obchodních zastoupení konalo předvedení nového informačního systému Sooth a jeho slavnostní uvedení na evropský trh. Následující reportáž vám přiblíží atmosféru onoho slavnostního dne a představí vlastnosti tohoto systému, který je tvůrci nazýván jako revoluční. Přijměte pozvání do hrabství Worcestershire, kde se snoubí japonská preciznost s anglickým gentlemanstvím.

V České republice snad není strojaře pohybujícího se v oblasti technologie obrábění, který by neznal společnost Fermat a někde ve výrobním provoze se nesetkal s jejich horizontálními vyvrtávačkami. Přesto, že firma patří k nejmladším výrobcům nejen na českém, ale bezesporu i evropském trhu, má za svoji krátkou dobu existence obdivuhodný nárůst a pravděpodobně pozici největšího výrobce vodorovných vyvrtávaček v Evropě.

Historie výroby obráběcích strojů se v Kuřimi datuje k roku 1942. Od té doby opustily brány závodu stovky strojů, ve kterých se odrazilo zavádění nových technologií, a obchodní značka TOS Kuřim se postupem času stala symbolem spolehlivých a přesných obráběcích strojů s dlouhodobou životností.

S ohledem na hlavní téma tohoto vydání jsme o strukturovanou prezentaci požádali ústavy zaměřené na výrobní systémy a techniku. Naši nabídku vyslyšela pracoviště na strojních fakultách v Brně, Ostravě a Liberci.

Má-li firma udržet svoji pozici na trhu a zvyšovat na něm svůj podíl, musí pružně reagovat na nové požadavky zákazníků, či v ideálním případě přicházet s nápady ještě dříve, než o ně trh projeví zájem. S postupnou globalizací dochází k nárůstu konkurenceschopnosti.

Když potřebujete rychle vyrobit funkční prototypy produktů, CNC obráběcí stroje jsou, navzdory rychlému rozvoji a rozšiřování technologie 3D tisku, stále tím nejlepším řešením. Portugalský výrobce přileb Nexx se na trhu poohlížel po vhodném stroji k rychlému prototypování. Dnes tak může experimentovat s více designovými nápady, vyrábět plně funkční prototypy a uvádět nové výrobky na trh rychleji než kdy dříve.

Ač to bude pro mnoho Čechů překvapením, Rakousko se v objemu produkce obráběcích a tvářecích strojů řadí o dost příček nad nás. V loňském roce zde byly v této komoditě vyrobeny stroje za 1,1 miliardy USD, zatímco naše produkce byla téměř poloviční – 626 mil. USD. Bezesporu velký podíl na této skutečnosti u našich jižních sousedů má firma WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG, která se řadí mezi největší rakouské výrobce a celosvětově patří mezi špičku v multifunkčních obráběcích centrech větších velikostí.

Tím, jak se výroba stává čím dál více sofistikovanější, dochází ke vzájemnému sdílení dat napříč všemi odděleními v rámci podniku. Potenciál úniku těchto citlivých firemních informací a zavlečení závadného obsahu do firmy, např. skrze webová rozhraní či e-mailovou korenspondenci, představují v současné době největší bezpečnostní riziko. Je třeba na tento fakt klást velký zřetel, a proto bychom vám rádi v průběhu následujících vydání přinášeli edukativní seriál o bezpečnosti firemních dat. Ta by totiž měla být vaší zásadní prioritou.

Zákazník, který ví, co si s ne vždy levnými nástroji může dovolit, a současně dokáže využít jejich přednosti, se daleko spíše stane spokojeným uživatelem než ten, kdo získává zkušenosti způsobem pokus – omyl. To si nástrojářské firmy plně uvědomují a snaží se svým zákazníkům poskytovat odpovídající podporu.nástrojářské firmy plně uvědomují a snaží se svým zákazníkům poskytovat odpovídající podporu.

Industrie 4.0 přináší podnikům rozmanité příležitosti z hlediska efektivity, snižování nákladů a hospodářské úspěšnosti. K tomu přistupují faktory, které dosud hrály podřadnou roli při sílícím zaměření na růst produktivity, například zatížení pracovníka na pracovišti.

Před dvěma lety jsme na stránkách MM Průmyslového spektra přinášeli rozhovory s úspěšnými absolventy technických škol, kteří našli uplatnění v zahraničí na zajímavých postech. Nyní se k této koncepci vracíme.

CAD/CAM systém Edgecam od Vero Software v nové verzi 2015 R1 obsahuje mnoho důležitých vylepšení a nových funkcí.

Multifunkční CNC obráběcí stroje spojují více možností a funkcionalit. Nejprve se jednalo o doplnění frézovacích operací na soustruhy (frézování osou C a osou Y), přibyla podpora protivřetena, následně byla přidána druhá nástrojová hlava a v současnosti výrobci CNC obráběcích strojů nabízejí konfigurace s plynule řízenou B osou s podporou obrábění v pěti osách, ale i s podporou technologií odvalování nebo obrážení. V nabídce jsou i stroje se třemi nástrojovými hlavami řízené tříkanálovým řídicím systémem. Posledními novinkami jsou pětiosá CNC frézovací centra doplněná o soustružnické operace.

Globální svět s možností volného cestování a neomezeného přístupu k informacím s sebou přináší riziko chybných nebo nepřesných překladů odborných pojmů z jiných jazyků. Ve své praxi vysokoškolského lektora s předchozí zkušeností technologa se setkávám zejména v posledních letech se značným rozvolňováním odborných pojmů, které mohou vést až k matení odborné veřejnosti. V tomto příspěvku se pokusím stručně shrnout přehled a podstatu technologických postupů, označovaných v češtině pojmem termomechanické zpracování (TMZ, resp. TMP, z anglického thermomechanical processing, což odpovídá též pojmu thermo-mechanical treatment – TMT).

V dnešní době je kladen důraz na dodávky přesných odlitků vyráběných metodou vytavitelného modelu, u kterých nebude nutné provádět již další operace obrábění. Za posledních pět až sedm let se požadavky na relativní přesnost odlitků zvedly několikanásobně.

Používání keramických jader pro odlitky lité na vytavitelný model je běžná praxe u odlitků ze superslitin a ocelí, zvláště pak u odlitků pro náročné aplikace v leteckém a energetickém průmyslu. Tato jádra jsou vyráběna technologií vstřikolisování směsi keramických komponent a vosků do kovových forem. Jádra se následně pálí v zásypu v keramických pouzdrech. Během výpalu dochází k vyhořívání vosku a ke vzniku keramické vazby.

Každý obráběcí stroj musí být uložen a připevněn na vhodný základ. Důvodů k uložení stroje na pevný základ je několik. Solidní základ stroje musí utlumit vibrace přicházející z okolí stroje, ať už jsou to vibrace blízkých strojů nebo vibrace celé budovy buzené např. jeřáby v hale nebo blízkou dopravní zátěží. Základ zpevní lože stroje a redukuje deformace způsobené pohyblivými hmotami spojenými s ložem.

Hydrostatické vedení je jedním z typů lineárních vedení, která se používají u obráběcích strojů. Princip je znám dlouhá léta, přesto lze na komponentech, které zajišťují jeho funkci, stále co vyvíjet a vylepšovat. Příkladem tohoto úsilí je výsledek spolupráce firem Toshulin a Argo-Hytos.

Od doby, kdy se automatizace obráběcích strojů hodila pouze pro sériovou výrobu, uplynulo již mnoho let. Výrobci menších sérií do 100 kusů nebo dílů s dlouhou dobou obrábění (nad 90 sekund) byli vždy toho názoru, že automatizace je pro ně příliš drahá a nevhodná.

Firma Gühring je v povědomí technické veřejnosti vnímána hlavně jako jedna z vedoucích v oboru přesných rotačních nástrojů. Tato firma však má ve svém portfoliu již více než 25 let program upínací techniky s názvem GM300, který zahrnuje také měřicí prostředky a služby.

Tepelné upínače se stále více prosazují v oblastech výkonného obrábění kovů. Nabízejí výhody vysoké přesnosti obvodového házení, jednoduchého a rychlého upínání a štíhlé kontury. Přispívají i k vyšší přesnosti a kvalitě povrchu obrobků. Jsou zpravidla také ekonomičtější variantou než alternativní nástrojové držáky. Specialistou na techniku tepelného upínání je firma Haimer, kterou na českém a slovenském trhu zastupuje společnost SK Technik.

Společnost Siemens AG spolu se svým dceřiným podnikem Weiss Spindeltechnologie GmbH ze Schweinfurtu vyvinula elektronický modul pro vřetena s označením SMI 24, který ve spojení se systémem Sinumerik CNC výrazně ulehčuje zprovoznění vřetena obráběcího stroje. Uživatel si navíc může nechat zobrazit, pokud je vřeteno příslušně vybaveno, různá statistická vyhodnocení, jako např. teplotní průběhy, dobu běhu, otáčky a profily krouticích momentů.

Novou variabilní řadu vřeten MGS představila firma Weiss Spindeltechnologie, dceřiná společnost koncernu Siemens AG, výrobcům obráběcích center požadujícím velké krouticí momenty. Tímto počinem konstruktéři strojů získávají pro své projekty řešení pomocí modulárních vřeten různých krouticích momentů.

Soustružnická tělesa s názvem TungJet se vyznačují přívodem procesní kapaliny ze dvou směrů. Toto řešení prodlužuje životnost nástroje při obrábění těžkoobrobitelných materiálů.

Ozubené kolo patří k těm nejstarším součástem strojů v lidské historii. Již po tisíce let slouží ozubená kola k přenosu síly a pohybu – nejdříve se používala k přenosu síly tekoucí vody, později parní energie a dnes k přenosu sil z energetických zdrojů nejrůznějšího druhu. Především moderní doprava by pak bez ozubených kol byla nemyslitelná. Ve hnacím ústrojí, řízení, ale i při realizaci pokynů moderní palubní elektroniky (např. nastavení ergonomie sedadel) hrají součásti ozubení klíčovou roli a jsou používány v nejrůznějších podobách.

Upichování a zapichování patří mezi operace, které u obsluhy strojů často vzbuzují respekt. Ultratenké břitové destičky a nástrojové držáky, v kombinaci s vysokými otáčkami a houževnatými materiály obrobků, nutí obsluhu i podvědomě odstoupit od stroje. Pečlivě zvolený systém pro upichování a zapichování však může poskytnout vysokou stabilitu, kontrolu utváření třísek a delší životnost nástrojů, a to i v případě středních až velkých průměrů, vyžadujících dlouhé vyložení nástrojů. Takovéto atributy lze dnes aplikovat na konvenční vnější, ale i na vnitřní operace.

Práce techniků a obchodníků se již dávno neskládá z pouhého prodeje či nasazení nástrojů a nastavení řezných podmínek podle údajů v katalozích či na obalech. Je třeba využít citu a znalostí ve všech oborech obrábění, stejně jako rychle a spolehlivě pomoci zákazníkovi vyřešit jeho požadavky a dopomoci mu tím k obchodnímu úspěchu.

Speciální nástroje hrají v moderní výrobě stále větší roli. Vhodná řešení však často ztroskotávají na faktoru dodací lhůty. Walter Xpress proto bere svůj vlastní název doslova: plně automatizovaný proces od zaevidování zakázky přes konstrukci až po výrobu ušetří čas a hotové nástroje jsou u zákazníka dříve.

Pro efektivní obrábění kulových čepů a řemenic uvedl TaeguTec nový utvařeč FX pro soustružení nízkouhlíkových ocelí, který přináší snížení opotřebení nástroje při účinné kontrole odvodu třísky a snížení řezných sil.

Pro koupi jakéhokoliv produktu platí jednoduché pravidlo: Hledáme produkt s nejlepším poměrem výkon/cena. Zatímco srovnání cen je triviální matematickou záležitostí, porovnat výkon produktu, respektive jeho přidanou hodnotu, bývá někdy složité.

Spolupráce odborníků a inženýrů se odráží na technickém řešení normovaných prvků z kovu nebo plastu v aplikaci na speciálních strojích nejen v podobě kvalitního provedení a designu. Své zkušenosti s těmito prvky má i společnost Soma, výrobce jednoúčelových strojů v oblasti flexografického obalového průmyslu.

Řemen navržený pro snížení bezpečnostních rizik v prostředích s nebezpečím výbuchu. Jeho hlavní předností je trvalá elektrostatická vodivost.

Kompetentní poradenství a prevence zaručují bezpečnost pro zaměstnance i zaměstnavatele. Společnost Mewa Textil-Management se v této oblasti zaměřuje nejen na vybavování firem ochrannými oděvy a prostředky, ale i na jejich opravy a údržbu.

V současné době se jako jedna z několika možných alternativ využívá ve stavbě obráběcích center pro realizaci přímočarých posuvů elektromechanická posuvová soustava tvořená servomotorem s kuličkovým šroubem a maticí. Princip kuličkového šroubu a matice je znám více než sto let. V tomto seriálu vás krok za krokem provedeme zajímavým světem tohoto typu pohybových (polohovacích) šroubů.

Při volbě vhodného filtračního zařízení je potřeba posuzovat hned několik parametrů, přičemž z technického hlediska je nejdůležitější určit potřebnou kapacitu filtračního zařízení a definovat složení odsávané vzdušniny, koncentraci a velikostní skladbu částic.

Elektrické a pneumatické prvky společnosti Festo využívá více než 300 000 zákazníků na celém světě. Z širokého portfolia výrobků v následujícím článku představíme trojici komponent z oblasti pneumatických pohonů a automatizace..

3D tisk písku neboli sandprint je technologie, která byla vyvinuta primárně pro výrobu pískových forem pro odlévání kovů.

V polovině šedesátých let byl na výstavě GIFA v Německu poprvé vystaven průkopnický vertikální formovací stroj, schopný vyrábět daleko více vysoce kvalitních pískových forem za hodinu než do té doby výhradně používané tradiční horizontální stroje, a to při mnohem nižší spotřebě energie a v mnohem menším prostoru. Tehdy byl položen základ stroje, který dodnes představuje vysoké průmyslové standardy v kvalitě, přesnosti, rychlosti a efektivitě nákladů.

Přestože je hliník třetím nejvíce zastoupeným prvkem v zemské kůře, jeho průmyslová výroba patřila do ještě poměrně nedávné doby k obtížným procesům. Tento neušlechtilý stříbřitě šedý kov je dnes používán v širokém spektru aplikací. V elektronice zejména kvůli jeho velmi dobré elektrické vodivosti, v leteckém či automobilovém průmyslu kvůli jeho nízké hmotnosti a dobrým mechanickým vlastnostem a v mnoha dalších. Když před osmdesáti lety pan Beneš zakládal slévárnu hliníku v Holešovicích, dalo by se říci, že jeho počínání bylo vlastně velmi dobře načasované.

Jedním z významných výrobců obráběcích strojů v České republice, ale i ve světě je bezpochyby společnost Kovosvit MAS. Vyrábějí zde mimo jiné i velmi rozměrná multifukční obráběcí centra. Velkou výhodou této výroby je vlastní slévárna, kde vznikají všechny části obráběcího stroje definované výkresovou dokumentací jako odlitek. Avšak lože a další díly obráběcích center nejsou jediné, které se v kovosvitské slévárně odlévají, jak jsme se přesvědčili při její návštěvě. Ředitel slévárny pan inženýr Růžička nás slévárnou provedl a zasvětil nás do procesu výroby odlitků z šedé a tvárné litiny ve váhovém rozmezí 2 kg až neuvěřitelných 14 000 kg.

Těžké kovářské ingoty jsou využívány zejména v těžkém strojírenství, např. pro výrobu zalomených klikových hřídelí pro lodní motory či speciálních dílů pro energetiku – jak pro klasickou, tak i jadernou (turbíny, výměníky, parogenerátory). Výroba těžkých kovářských ingotů je doprovázena výskytem segregací jednotlivých prvků ve struktuře oceli, které způsobují anizotropii mechanických vlastností. Ovšem v případě těchto strojírenských komponent musejí být tyto součásti prakticky bez vad, aby splnily nejnáročnější požadavky.

V současné době stojíme na historickém prahu změny jednoho z fundamentů slévárenské výroby, protože technologicky jsme schopni vyrábět odlitky bez nutnosti zhotovit modelové zařízení a každý odlitek tedy vyrobit jako originál.

Až čtyřicet pět procent z celkových nákladů na provoz slévárny tvoří spotřebovaná energie. Řešení, které umožňuje efektivně nastavovat využití energie v reálném čase podle potřeby jednotlivých zakázek, tak uspoří deset až patnáct procent její celkové spotřeby.

Článek se ve stručnosti zabývá historií slévárny v První brněnské strojírně ve Velké Bíteši, výrobním programem a užívanými materiály. Rovněž je uveden přehled výrobního zařízení pořízeného v rámci čtyř inovačních programů. Je zde i zmínka o úzké spolupráci s výzkumnými ústavy a vysokými školami.