Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Bezobslužná výroba forem rychle a přesně
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Bezobslužná výroba forem rychle a přesně

Požadavky na výrobce nástrojů pro vstřikování plastových dílců rostou kontinuálně, současně se zvyšuje tlak na ceny ze zemí s nízkými mzdami. Pro výrobu těchto nástrojů jsou proto vyžadovány obráběcí stroje, které jsou vysoce produktivní i velmi přesné, aby bylo možné snížit náklady na opravu zmetků a rychle splnit přání zákazníků. Kromě toho musí "ladit" podpora ze strany výrobce stroje.

„Vytváříme vstřikovací formy na výrobu plastových dílců pro celou řadu high-tech oborů,“ vysvětluje Marc Wiegelmann, majitel a jednatel firmy Dieter Wiegelmann z Olsbergu-Bruchhausenu. Wiegelmann vede druhou generaci rodinného podniku se 40 zaměstnanci, který založil jeho otec v roce 1980. Firma dodává náročné nástroje zákazníkům z oblasti letectví a kosmonautiky či elektrotechniky, a dále výrobcům automobilů, lékařské techniky nebo domácích spotřebičů. Většina z těchto nástrojů je určena pro výrobu velkých sérií, a tudíž je zhotovena z oceli. Pro výrobu prototypů či malých sérií do 10 000 kusů vyrábí firma také cenově výhodnější formy z hliníku. Přitom dokáže díky rozsáhlým zkušenostem v oblasti výběru materiálu a metody obrábění dosáhnout až zrcadlového lesku téměř bez ručního leštění. To je výhodné mj. u dílců náročných na optický vzhled.


Firma Wiegelmann používá stroj Röders RXU 1001 DSH od poloviny roku 2017 pro hrubovací i velmi přesné pracovní operace. (Foto: Klaus Vollrath)

Partnerství při vývoji

„Proces vstřikování plastů je komplikovaný a řídí se speciálními pravidly,“ doplňuje Marc Wiegelmann. Geometrie a kvalita odlitku proto ne vždy ihned odpovídají očekáváním konstruktérů. Aby se zabránilo nepříjemným překvapením v průběhu tohoto procesu, mohou zákazníci požádat o pomoc při vývoji zkušené specialisty z oblasti vstřikování plastů a výroby nástrojů. Rozsah výkonů sahá od analýzy vyrobitelnosti přes simulaci výplně, analýzu deformace až po techniku vstřikování. K tomu jsou k dispozici výkonné programy pro konstrukci i simulaci vlastního procesu vstřikování. K výrazným nadstandardním službám, které může firma Wiegelmann svým zákazníkům nabídnout, patří také prostory pro praktické zkoušky („Technikum“) s celkem sedmi vstřikovacími stroji s přítlačnou silou od 500 do 16 000 kN.

Velký strojní park

„Také v oblasti vlastní výroby nástrojů máme velmi široký strojní park,“ říká Wiegelmann. Vedle celkem šesti tříosých či pětiosých frézovacích center disponuje firma také technikou pro elektroerozivní obrábění, hlubokovrtacím strojem s hloubkou vrtání až do 1 250 mm či technikou pro leštění a tušírování. K tomu samozřejmě patří také zařízení pro kontrolu kvality (souřadnicový měřicí stroj a optické měření pomocí 3D kamerových systémů). Toto rozsáhlé vybavení umožňuje také rychlé a flexibilní reakce u velmi naléhavých zakázek. Ty vznikají například při úpravách vstřikovacích nástrojů, které uživatel předtím levně nakoupil ze zemí Dálného východu, ale neodpovídají výrobním požadavkům. 


Zrcadlový lesk na povrchu hliníkového dílce. (Foto: Klaus Vollrath)

Rozhodnutí pro frézku Röders

„V roce 2015 jsme se po několikaletých úvahách rozhodli, že si při pořízení dalšího obráběcího centra vybereme jiného dodavatele než dosud,“ prozrazuje Marc Wiegelmann. Tímto rozhodnutím chtěla firma dosáhnout vyšší kvality obrobků při frézování. To mělo být možné na základě pokroku v oblasti frézovacích strojů či nástrojů. Nový systém musel být vhodný pro hrubování i nejpřesnější dokončovací operace při zachování vysokých nároků na kvalitu povrchu, což umožňuje kompletní obrábění na jedno upnutí. Po dlouhém hledání a návštěvě u výrobce (při níž bylo realizováno také testovací obrábění) se firma Wiegelmann rozhodla pro pětiosé frézovací centrum RXU 1001 DSH s automatizací od firmy Röders ze Soltau. Toto rozhodnutí ovlivnilo i nutný přechod na nový typ řídicího systému oproti používaného na stávajících frézkách. Dodání stroje od Röders proběhlo v polovině roku 2016.


Detailní záběr na ocelovou formu, obrobenou na stroji RXU 1001. (Foto: Klaus Vollrath)

Nová výrobní buňka

„Nová frézka má extrémně tuhou osu Z (konstrukce Quadroguide) s celkem 16 vodicími domečky na čtyřech kolejnicích,“ popisuje Wiegelmann. Tato robustní konstrukce umožňuje se zvoleným vřetenem HSK63F vysoce výkonné hrubovací operace pomocí frézovacích hlav do průměru 25 mm s maximálními otáčkami 30 000 min-1. Stroj RXU 1001 dosahuje díky odměřovacím pravítkům s vysokým rozlišením a 32kHz regulační technice přesností v rozsahu µm a nejvyšší kvality povrchu. Tento stroj zvládne dokonce nejpřesnější dokončovací operace s frézami o průměru do 0,2 mm. Zvolené vřeteno představuje dobrý kompromis mezi tuhostí a krouticím momentem pro dobrý výkon při hrubování a mezi otáčkami a klidným chodem pro optimální výsledky při dokončování (i s použitím nejmenších nástrojů).
Nové obráběcí centrum je propojeno se čtyřmístným výměníkem palet RCE2 (rovněž od Röders), takže je možné během probíhajícího obrábění výměník založit novými obrobky nebo provádět obrábění bez přítomnosti obsluhy, což je výhodné především v noci nebo o víkendu. Strojní buňka je řízena softwarem Röders Jobmanager RMSMain. Soulad stroje s CAM softwarem je odladěný tak, že zaměstnanec může odejít od stroje a věnovat se jiným úkolům – v časech naléhavého nedostatku zaměstnanců a nemalých osobních nákladů vítaná výhoda.

Zkušenosti s novým strojem

„S novým zařízením a podporou ze strany výrobce jsou moji zaměstnanci i já naprosto spokojeni,“ hodnotí Marc Wiegelmann. Kvůli přechodu od běžného uživatelského prostředí k vlastnímu řídicímu systému Röders (RMS6), pracujícímu na bázi Windows, se museli zaměstnanci firmy Wiegelmann naučit ovládat další řídicí systém. Podpora Röders při této změně byla – stejně jako dříve v rámci poradentství a testovacích obrábění – vynikající. Díky jednoduché obslužnosti nemají problém pracovat vedle stávajících zařízení také se strojem od Röders. Při školení obsluhy a pozdějším poradenství vystupovali zaměstnanci Röders velmi kompetentně a ochotně. V souvislosti s dodáním stroje byly vyžadovány také změny v oblasti CAM systému: pro využití maximálního výkonu stroje a řídicího systému byly stávající NC programy často znovu generovány. K této problematice poskytnul Röders užitečné rady, které velmi usnadnily uzpůsobení strategií obrábění možnostem vysokorychlostního frézování a změnu myšlení zaměstnanců firmy Wiegelmann.



 Wiegelmann používá na stroji Röders RXU 1001 frézy s průměrem do 0,2 mm – na fotografii fréza s Ø 0,3 mm. (Foto: Klaus Vollrath)

Teprve po odladění programů a strategií frézování mohl stroj od Röders zcela ukázat svůj potenciál. Je znatelně rychlejší než jeho „kolegové“ (až o 25 %) v závislosti na tom, zda se provádí méně či více přesných pracovních operací. Vysoká přesnost výpočtu dráhy přináší výrazná zlepšení u přesnosti tvaru i kvality povrchu, což znamená méně dodělávek obrobeného dílce. Díky lineárním přímým pohonům bez tření spotřebuje stroj výrazně méně elektrického proudu, což umožnilo firmě Wiegelmann získat podpůrný úvěr od banky KfW na podporu efektivnosti. Dalším aspektem je uživatelsky příjemná správa nástrojů, integrovaná do řídicího systému Röders. U ní rychle poznáte, že ji vytvořili lidé z praxe. 


Čtyřmístný výměník palet RCE2 (s upínacím systémem s nulovým bodem) umožňuje plně automatizované obrábění také v noci nebo ve státní svátky. (Foto: Klaus Vollrath)

Na závěr zdůrazňuje Marc Wiegelmann, že se jeho očekávání ze vstupu do problematiky HSC frézování zcela naplnila. Rychlé a přesné obrábění (i kalené oceli) metodou frézování umožňuje přesouvat stále více pracovních operací z elektroerozivního obrábění na rychlejší a hospodárnější frézování, a také výrazně snížit náklady na ruční dodělávky dílců. Firma Wiegelmann v současnosti eroduje pouze v případech, kdy není možné frézovat, např. u velmi hlubokých kapes (příp. žeber) nebo tam, kde jsou vyžadovány ostré vnitřní hrany. Také rozhodnutí o automatizování stroje bylo správné, protože vedlo k dosažení velmi vysoké produktivity a s tím spojených výhod v oblasti nákladů.


Výzva: dílec z testovacího obrábění, vyfrézovaný u Röders před rozhodnutím firmy Wiegelmann o koupi stroje RXU 1001 DSH. (Foto: Klaus Vollrath)



Profil: Röders RXU 1001 DSH

Pětiosá HSC frézka RXU 1001 od firmy Röders je dimenzována pro nejvyšší požadavky na přesnost a vysoký výkon při obrábění tvrdých materiálů. Rozměry pracovního prostoru stroje jsou 800 mm x 855 mm x 500 mm, točný průměr činí 800 mm. Koncept Quadroguide – čtyři vodicí kolejnice s 16 vodicími čelistmi ve čtyřech rozích osy Z – zajišťuje velkou tuhost, dynamiku a přesnost stroje. Lineární přímé pohony (bez tření) a výkonná vřetena s krouticím momentem až 100 Nm (S1) umožňují nejen vysoký výkon při hrubování kalených či těžko obrobitelných materiálů, ale také optimální přesnost a kvalitu povrchu.

Velmi přesné, optické senzory ve všech osách a vysoká frekvence regulátoru os (32kHz Racecut) v kombinaci s velmi přesným plánováním dráhy a rychlosti přinášejí špičkové výsledky v oblasti kvality povrchu a přesnosti. Osa Z disponuje patentovaným, vakuovým vyrovnáváním hmotnosti (bez tření), které v kombinaci s regulační technikou zabraňuje jakékoliv změně ve směru Z.

Pro zajištění nejvyšší tepelné stability je stroj vybaven promyšleným systémem řízení teploty. Teplota média, které proudí všemi podstatnými částmi zařízení, je regulována s přesností ±0,1 K. Další zvláštností je vlastní řídicí systém na bázi Windows, jehož funkcionality jsou uzpůsobeny pro řešení úkolů v rámci vysoce přesného frézování. Na strojích Röders lze instalovat updaty řídicího systému, takže je kdykoliv možné bez problému aktualizovat software řídicího systému i operační systém na nejnovější verzi.

Petra Nosálková

https://roeders.de/

Další články

Automatizace, regulace
Materiály konstrukční kovové
Nekonvenční technologie
Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: