Témata
Reklama

CNC technologie - ano, či ne?

Není náhodou, že majitelé a řídící pracovníci malých, středních, ale i velkých dřevařských a nábytkářských firem stanou před rozhodnutím, zda si pořídit CNC obráběcí centrum nebo spíše zůstat u klasické technologie. Otázka spočívá v tom, zda investovat nemalé prostředky, jaký přínos bude investice mít a jaká bude její návratnost. Problém je o to větší, že dostupnost úvěrů je velmi malá a nákup centra není pro velkou většinu dřevozpracujících a nábytkářských výrobců z těchto důvodů reálnou šancí.

Mimo tento zásadní nedostatek je nutné vzít v úvahu i nesporné klady, které mohou být rozhodující při úvahách o investicích ve firmě. Ještě před několika málo lety bylo používání CNC obráběcích center doménou spíše středních a velkých firem. V současné době se situace radikálně změnila a zmíněné technologie se díky prudkému technickému a ekonomickému rozvoji ve světě stávají dostupnějšími i pro menší firmy. Používání CNC technologií způsobilo, že dochází k velmi podstatnému nahrazení lidské činnosti automatizovanou prací, což umožňuje splnit řadu požadavků moderní výroby. Velké množství majitelů firem, ale i manažerů ve firmách zastává dosud názor, že používání komplikovaných CNC obráběcích center najde uplatnění pouze ve velkých provozech, kde se vyrábí množství opakovaných výrobků. Rostoucí konkurence v dřevařské a nábytkářské výrobě ale způsobuje, že jsou kladeny stále větší požadavky na kvalitu opracování. Rovněž rozhodující roli při získávání zakázek hrají mnohdy až nereálné termíny jejich dokončení. Přínosem je také zjednodušení komplikovaných pracovních operací, které bývá často spojeno s úsporou vysoce kvalifikovaných pracovních sil. V praxi dochází k tomu, že nákup CNC stroje vyřeší spory mezi kvalifikovanými pracovníky, kteří mohou majitele firmy dovést až do neřešitelných problémů nejen s kvalitou, ale i s nedodržením termínu. Nakonec všechny tyto argumenty mohou vést ke zvýšení produktivity práce.
Reklama
Reklama
Reklama

Konstrukce a vlastnosti obráběcího centra

Vývoj obráběcích center vedl od jednoúčelových strojů s jednoduchým provedením automatizovaných funkcí až k univerzálně vybaveným obráběcím CNC strojům řízeným programovým vybavením.K základním vlastnostem obráběcího centra patří jeho vysoká manipulační schopnost (výměna nástroje, obrábění ve více osách, manipulace s dílcem apod.), provádění posloupnosti úkonů podle zadaného programu,opětovné zahájení výroby určitého sortimentu bez nutnosti nastavení stroje a možnost přeprogramování. Hlavními přednostmi obráběcích center jsou tedy zejména: možnost práce nástroje ve více osách, vysoká přesnost a spolehlivost výrobního zařízení bez nutnosti seřizování, velmi rychlá a pružná výměna nástroje, možnost, ale i nutnost fixace polohy obráběného dílce při opracování, omezení rozsahu činnosti lidské obsluhy a ponechání její práce v oblasti manipulace a tvorby programu.
Obráběcí centrum tvoří několik základních konstrukčních a ostatních speciálních prvků:
  • stojan s pohony hřídelí osazených nástroji (stojan portálové konstrukce s obráběcím agregátem);
  • lože s pohonem nebo posuvnými prvky;
  • stůl s upínacími systémy;
  • ovládání;
  • bezpečnostní prvky;
  • odsávání;
  • příslušenství (přípravky, nářadí apod.).
  • Při volbě vybavenosti CNC obráběcího centra je nutno brát v úvahu několik aspektů, které rozhodují o rozsahu použitelnosti, komfortu obsluhy, univerzálnosti a v neposlední řadě o ceně. Patří mezi ně zejména pracovní rozpětí pracovní hlavy, pojezd v ose Y, velikost pracovního stolu, počet pracovních vřeten, výkonnost a rozsah pohybu elektrovřetene, způsob upínání a výměny nástrojů, velikost a řešení zásobníku nástrojů apod.

    Volba obráběcího centra

    Podle druhu pohybu konstrukčních částí lze vybrat jednu ze tří základních koncepcí:
  • koncepci otevřené C, která používá pevný kratší pracovní stůl. Na podélném loži je shora umístěn pohyblivý portál ve tvaru C a agregát, který je součástí portálu, se pohybuje příčně a svisle. Uvedené uspořádání umožňuje provozní změny a je vhodné do každé dílny;
  • koncepci s pohyblivým portálem a pevným stolem, přičemž portál je na loži zavěšen z boků a opatřen agregátem. Pevný stůl má rozměry až 3 x 14 m. Toto řešení je vhodné pro opracování rozměrově dlouhých výrobků;
  • koncepci s pevným portálem a pohyblivým stolem. Tento typ centra je vhodný k obrábění tvarově složitějších dílců, zejména v kusové a malosériové výrobě.
  • Volba vybavení

    Stavebnicový systém umožňuje osazovat každé obráběcí centrum libovolnými agregáty a nástroji. Obráběcí centra mohou být vybavena vrtacími nástroji, frézami nebo pilovým kotoučem a jejich kombinacemi. Některé CNC stroje dovolují použití speciálních agregátů, např. pro olepování hran apod. U tohoto řešení je dílec při jednom upnutí tvarově opracován a olepen hranou nebo masivkem. Příklad pracovní hlavy se svislými vrtáky, vodorovnými vrtáky a jedním univerzálním vřetenem je na obr. 1.
    Volba modelu podle základního pohybu agregátu se 3, 4 nebo 5 osami rozhoduje o rozsahu použitelnosti a má také velký vliv na cenu stroje. Tříosé řešení znázorňuje obr. 2. Pracovní hlava vykonává pohyb vzhledem k obrobku v ose X (v podélném směru), v ose Y (v příčném směru a v ose Z (ve vertikálním směru). Rotační nástroje obrábějí materiál kolmo na svoji osu, rovnoběžně se svojí osou nebo kombinovaně.
    Příklad čtyřosého řešení je vyobrazen na obr. 3 a 4. Pracovní hlava je schopna pohybu ve třech osách (jako je tomu u tříosého řešení) a navíc má agregát možnost otáčet se kolem vlastní osy (pro tento pohyb se používá označení v ose C).
    Pokud je pracovní hlava vybavena možností obrábění ve čtyřech osách a má navíc možnost naklápět agregát vlevo a vpravo pod určitým úhlem, hovoříme o pohybu v páté ose (viz obr. 5) neboli o pětiosém centru. Centrum vybavené tímto pětiosým agregátem zvládne složité prostorové obrábění nejrůznějších tvarů.
    Každý agregát může být kombinován s různými zásobníky na výměnu nástrojů. Snad nejčastěji je používán rotační bubnový podavač (viz obr. 6), ve kterém může být umístěno až 8 nástrojů. Obráběcí centrum umožňuje využití obráběcího agregátu až do maximálního výkonu 11 kW při otáčkách do 18 000 min-1.

    Volba podle řešení pracovního stolu

    K obráběcímu centru existuje několik možností uspořádání a vybavení pracovního stolu. Vždy je k dispozici více řešení a je na uživateli, jaké dílce (obrobky) bude chtít opracovávat. Je nutno řešit velikost stolu, způsob upnutí dílce a počet pracovních míst (od 1 do 4). Velmi rozšířené jsou upínací stoly s přísavkami (viz obr. 7). Přísavky dovolují velmi rychlé upnutí plošných dílců pomocí pneumatického podtlakového zařízení. Plocha musí být hladká, bez nerovností a před upnutím musí být zbavena nečistot, aby nedošlo k uvolnění.
    Zajímavým řešením je mřížkový stůl s vakuovým upínáním (viz obr. 8). Předností tohoto systému je možnost sestavení podtlakové komory v závislosti na tvaru dílce a lze vytvořit téměř jakýkoliv plošný tvar. Upínací stůl může být vybaven i jinými způsoby uchycení obrobků. Pro profilové a různě tvarované dílce je vhodné používat mechanické upínací háky. Komfortním doplňkem obráběcích center je laserové zaměřovací zařízení, které zvyšuje kvalitu obsluhy a zkracuje manipulační úkony při přípravě dílců na pracovním stole.

    Programování obráběcího centra

    Důležitý je způsob programování obráběcího centra. Výrobci jsou vedeni snahou co nejvíce zjednodušit ovládání a přiblížit je obsluze. Řídicí systém obráběcího centra obsahuje povely ve strojovém kódu a každému povelu je přiřazen určitý konkrétní úkon (např. posun v ose Z o 8 mm na určité souřadnici, dále posun na jinou souřadnici ve stejné nebo i jiné výšce). Do programu je nutné zadat pro jednotlivé operace odpovídající nástroje. Pro konstrukční přípravu výroby jsou nyní používány grafické programy CAD, které jsou schopny grafického ztvárnění vyráběného dílce. Tvar a rozměry obrobku lze naprogramovat přímo v počítači centra nebo na samostatném PC. Grafický program je schopen vykreslit jednotlivé křivky, ale jejich převedení do strojového jazyka musí zabezpečit programové vybavení v systému CAM. Tvar frézování může být bodově sejmut pomocí digitalizačního snímače a přenesen z prototypu nebo hotového dílce přímo do počítače. Speciální programy jsou schopny ze sejmutých bodů vytvořit tvar a velikost snímaného dílce.
    Ceny CNC obráběcích center jsou na naše poměry nemalé, ale stojí za úvahu, do jaké míry výrobce nábytku, stavebnětruhlářských výrobků a dřevostaveb přesvědčí návratnost investice, úspora režijních nákladů, pracovních sil, úspora některých pracovních operací a zvýšení produktivity práce.
    Reklama
    Vydání #10
    Kód článku: 11036
    Datum: 10. 10. 2001
    Rubrika: Trendy / Zpracování dřeva
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Made in Česko - Romantické tóny z Hradce Králové

    V roce 1948 byla doslova ze dne na den znárodněna česká firma Petrof vyrábějící dokonalé, světově proslulé klavíry. Její majitel, dědeček dvou dam a pradědeček třetí, tedy těch, které v současné době firmu úspěšně vedou, musel tehdy okamžitě svoji továrnu opustit. O dlouhou řadu let později se, nejen díky revoluci, ale i díky nezměrnému úsilí jeho samého i jeho potomků, podařilo firmu, která figuruje na předním místě mezi českým „rodinným stříbrem“, vrátit do rukou rodiny Petrofů.

    Zima se blíží!

    Jestli jste milovníci zimních radovánek, tak si zajisté po loňském zklamání přejete, aby letos napadaly celé závěje sněhu, a vy jste mohli zase vytáhnout ze sklepů lyže a oddávat se potěšení z jízdy a kochat se výhledy do zasněžené krajiny. V hromady sněhu doufají pochopitelně i výrobci lyží, jak nám potvrdil generální ředitel výrobního podniku lyží Sporten Ján Hudák v září na tiskové konferenci v Novém Městě na Moravě. Po představení novinek pro rok 2014–15 nám otevřeli dveře i do výrobních hal podniku a seznámili nás s technologiemi výroby lyží.

    Pohodlné upínání magnetem

    Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

    Související články
    Strojírenské podniky v době pandemie

    Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Přesnost zvyšující produktivitu

    Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

    Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

    Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

    Kloubový robot uvnitř stroje

    V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

    Ochranný kryt pro stroje všech výšek

    Již několik let má firma P.E.I. ve své nabídce střešní kryt pro portálové frézky značky Wave Sky. Kryt se vyrábí ze speciální průsvitné tkaniny a brání úniku výparů, prachu a třísek z pracovního prostoru obráběcího stroje. V průběhu let byl původní návrh dále rozšiřován. Verzi s motorem usnadňující otvírání a zavírání střechy nad strojem následuje inovativní modulární konstrukce s integrovaným nízkonapěťovým motorem.

    Zásadní pokrok ve vyvrtávání válců motorů

    Vyvrtávání válců je v automobilovém průmyslu všeobecně považováno za jednu z nejdůležitějších obráběcích úloh. Tradiční způsob výroby válců bloku motoru zahrnoval celou řadu hrubovacích, polodokončovacích a dokončovacích operací. Díky využití nejnovějších technologií obráběcích nástrojů však lze nyní hrubovací a polodokončovací nástroje zkombinovat do jediného řešení, kterým je vyvrtávací tyč určená pro obrábění na jediný průchod, což umožňuje úsporu drahocenného času cyklu bez jakýchkoli kompromisů z hlediska kvality. Dokonce i nepatrná úspora délky času cyklu může při výrobě válců znamenat významné snížení nákladů, protože objem výroby je velmi vysoký, takže dojde-li k zásadnímu pokroku z hlediska tohoto celkového objemu, lze s jistotou tvrdit, že u této kritické obráběcí operace bylo dosaženo skokové změny.

    Stroje pro nejnáročnější obory

    Na veletrh EMO 2019 v Hannoveru přichází letos společnost TOS Varnsdorf se strojem WHT 130 v konfiguraci vodorovná vyvrtávačka, vybavený robotickou výměnou nástrojů. Tento univerzální obráběcí stroj je druhou letošní novinkou ve výrobním programu společnosti.

    Středicí svěrák s rychlovýměnným systémem čelistí

    Nový středicí svěrák Garant Xtric s rychlovýměnným systémem čelistí zkracuje časy na přípravu při upínání polotovarů i hotových dílů.

    Ve znamení produktivity i dlouhé životnosti

    Firmy z různých průmyslových oblastí, mezi jinými výrobci velkých valivých ložisek, výrobci automobilů a jejich dodavatelé patří mezi zákazníky německého výrobce transferových obráběcích center a speciálních obráběcích strojů Elha-Maschinenbau Liemke KG.

    Vlajková loď pětiosého obrábění

    Český výrobce obráběcích strojů Kovosvit MAS v letošním roce slaví úspěch se svojí high-tech produkcí, zejména s pětiosými vertikálními obráběcími centry řady MCU. Tyto stroje se daří firmě umísťovat na náročné trhy Evropské unie i jinde ve světě, cenné reference sbírají především v leteckém průmyslu.

    Československá stopa u nového rekordu

    Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit