Témata
Zdroj: EMCO Intos

Dokonalý stroj pro výrazné zvýšení produktivity

Jedním z hlavních předpokladů produktivity a připravenosti obráběcích strojů k dodání je jasně strukturovaný výrobní proces s přesně synchronizovanými výrobními kroky a spolehlivě fungujícími výrobními systémy. Toho lze dosáhnout pouze úzkou spoluprací mezi zákazníkem a dodavatelem při řešení společných projektů. Nejinak tomu bylo i ve firmě Bystronic Laser ve švýcarském Niederönzu při pořizování nové výrobní linky na obrábění rámů pro laserové řezací stroje.

Reklama

Bystronic Laser je jedním z předních světových technologických výrobců v oblasti zpracování plechů, který vyniká obzvláště svým systémem laserového řezání. Společně s firmou EMCO z Halleinu/Salzburgu zavedli nový způsob obrábění rámů výrobních strojů, přičemž mohou nyní využít portálovou frézku Megamill od Emco Mecof.

Rozvoj nových partnerství

Počet rámů výrobních strojů se zvýšil natolik, že nám přestala stačit stávající výrobní kapacita. Hledali jsme proto nový stroj, který svým výkonem splní naše vysoké požadavky na kvalitu, a nabídne navíc flexibilitu při použití,“ říká Raphael Kopp, vedoucí výroby ve společnosti Bystronic Laser.

Raphael Kopp měl jasnou představu o tom, co musí nový stroj umět: zvládnout obrovské výrobní množství, zajistit perfektní přesnost při frézování vodicích ploch v rámu stroje (rovinnost 0,05 mm na délce vedení 3 až 4 m) a nabídnout flexibilitu při výrobě různých konstrukčních sestav. V první řadě musel mít stůl stroje dostatečně velké rozměry, protože systémové konstrukční sestavy u laserových řezacích systémů vyžadují odpovídající prostor.

Začal průzkum trhu a po návštěvě výrobce a vyhodnocení zkušebního obrábění bylo po necelých čtyřech měsících jasné, že se novým strojem stane Megamill od Emco Mecof. Během této doby byly v úzké spolupráci definovány a kontrolovány důležité mezní podmínky pro nákup stroje a byla prověřena proveditelnost.

Megamill zapojený do výrobního procesu u firmy Bystronic Laser. (Zdroj: EMCO Intos)

K rozhodnutí o nákupu Raphael Kopp říká: „Rozhodující byl kyvadlový provoz, což znamená, že nyní můžeme na stole stroje upnout dva obrobky; zatímco je jeden díl obráběn, může být současně vložen, vyrovnán a upnut druhý díl. Po dokončení prvního dílu přesuneme frézovací hlavu do druhé poloviny stolu a zahájíme práci na druhém obrobku. Stroj zůstává takříkajíc ‚v tahu‘. Díky tomu dosahujeme enormních úspor výrobního času na každém rámu.

Výrobní proces „just-in-time“

Nároky na rychlost výroby jsou ve společnosti Bystronic vysoké. Výrobní doba na laserovém řezacím stroji, od automatizovaného svařování rámu stroje po výrobu, lakování, montáž, zkoušení kvality, uvedení do provozu a přípravu k expedici, činí 15 pracovních dnů. Samotná výroba rámu stroje až po lakování musí být hotová do pěti pracovních dnů. Megamill pracuje na tři směny, přičemž jedna směna je bezobslužná. Rámy strojů, nabízené v pěti různých velikostech a s hmotností cca pět tun, jsou vyrobené za 12 až 16 hodin na jediné upnutí. Kompletní obrábění probíhá ve třech krocích:

• hrubování – doba výroby cca pět hodin, mezitím je nutné součásti uvolnit pro uvolnění jejich napětí;

• hrubé dokončovací práce – vnesení všech parametrů, řezání otvorů, závitů atd.;

• jemné dokončovací práce – vysoce přesné obrábění vodicích ploch (rovinnost 0,05 mm / 4 m) a referenčních rozměrů.

Výroba musí vykazovat vysokou procesní spolehlivost, protože poruchy, chyby a prostoje strojů přesahující jeden den mohou při takto rozsáhlém výrobním spektru generovat značné náklady; hotové rámy strojů totiž nejsou skladovány. Všechny kroky výrobního procesu proto musí být vždy „just-in-time“.

Hlavními aktéry projektu byli Uwe Urban, vedoucí odbytu velkých strojů v Německu, a Raphael Kopp, vedoucí výroby ve firmě Bystronic Laser, který shrnuje: „Se strojem Megamill jsme udělali obrovský skok z hlediska produktivity v naší výrobě.“ (Zdroj: EMCO Intos)

Stroj s velkým potenciálem

Megamill je portálové frézovací centrum s vysokým horním portálem určené pro obrábění velkých obrobků, například při výrobě nástrojů a forem, ve všeobecném strojírenství a v leteckém průmyslu. Stroj lze díky jeho systémové konstrukci konfigurovat podle požadavků zákazníka. U firmy Bystronic je stroj navržen s délkou stolu 15 000 mm (osa X) a s příčnou osou v délce 5 000 mm (osa Y na portálu). Osa Z u saní (RAM) má zdvih 1 750 mm. Firma Bystronic si z velmi rozsáhlé nabídky frézovacích hlav Emco Mecof vybrala univerzální frézovací hlavu. A to i proto, že dvouosá hlava s krouticím momentem až 1 000 Nm a rychlostí 8 000 ot.min-1 přesně splňuje výrobní požadavky na hrubování a dokončování a díky kompaktnímu tvaru snadno kopíruje složité obrysy rámů. Dynamické najetí poloh šetří při 16hodinovém obrábění čas.

Reklama
Reklama

Velké rychlosti rychloposuvu v jednotlivých osách a dynamika frézovací hlavy nám přinášejí výraznou úsporu obráběcího času, zvláště když musíme do dílu vyvrtat více než 50 otvorů,“ říká Raphael Kopp.

Pohony s hřebenovými tyčemi v osách XY, které jsou vybavené vždy dvěma motory spřaženými formou master-slave, vnášejí do procesu dynamiku.

Nejdůležitějším prvkem je samozřejmě možnost kyvadlového využití stolu. Pracovní prostory jsou vzájemně zabezpečeny proti odletujícím třískám a riziku nechtěného zásahu z druhé strany.

Na jedné straně probíhá vystrojování, zatímco na druhé straně pracuje frézovací hlava. Pro tento případ je Megamill vybaven dvěma ovládacími panely; obsluha tak může pracovat na obou stranách stolu, čímž odpadá zbytečný čas na přecházení.

Rám laserového řezacího stroje je ke stolu upnut magneticky. (Zdroj: EMCO Intos)

Další silnou stránkou stroje je stavebnicová konstrukce pohyblivého příčného nosníku. Stavebnicově konstruované vedení znamená, že je vertikální osa saní „uchycena“ svými čtyřmi lineárními vedeními na horní a spodní straně příčného nosníku. Tato tuhá konstrukční sestava vypočtená pomocí FEM analýzy zaručuje splnění vysokých požadavků na kvalitu obrobku, jež jsou vyžadovány například právě při dokončovacích pracích při obrábění rámů strojů. Stroj je kompletně zapouzdřen a vybaven odsávacím systémem.

Počáteční obtíže

Plánování projektu od roku 2017, konfigurace a následná konstrukce stroje v závodu Emco Mecof v Belforte Monferrato proběhly hladce.

Pak přišla na podzim roku 2018 na řadu expedice: 13 kamionů přepravilo stroj za účelem instalace a uvedení do provozu do Niederönzu. A tehdy to začalo být poněkud dramatické, protože firma Bystronic sice měla novou halu naplánovanou, ta však ještě nebyla dokončena a stroj bylo nutné někam nainstalovat. Z důvodu obtížné dostupnosti byla odkryta část střechy haly a tímto otvorem byl na podélné bočnice uložen příčník o hmotnosti cca 30 t. Během této operace byla vyžadována naprostá přesnost.

Část stroje a zásobník nástrojů s měničem stály „na volném prostranství“. Obě firmy pracovaly společně na vhodném řešení. Kolem volně stojících částí stroje byl vybudován samostatný kryt, aby jej bylo vůbec možné uvést do provozu. Navíc právě v této době bylo vyžadováno navýšení počtu vyráběných kusů, a tak bylo nutné najet výrobu v „nouzovém režimu“.

Takovéto těžkosti však utužují vzájemné vztahy!

Vertikální osa (RAM) je uložena jako stavebnicová konstrukční sestava v pohyblivém příčném nosníku, což výrazně zvyšuje její tuhost. (Zdroj: EMCO Intos)

Dvouosá univerzální frézovací hlava pracuje efektivně. Obráběcí hlavy se vyrábějí přímo v závodu Emco Mecof, což je důležitý faktor z hlediska přesnosti zpracování. Přesnost posuvu os, například vůle při návratu do nulové polohy, je pro Emco Mecof extrémně důležitá. Maximální možná přesnost stroje je také u strojů Emco Mecof tím hlavním požadavkem. Kromě nabídky velkého množství standardních hlav jsou často realizována inovativní speciální řešení dle požadavků zákazníka, zejména v oblasti velkých portálových strojů. V řadě Megamill jsou nabízeny obráběcí hlavy s integrovanou rotační a výkyvnou osou, které jsou poháněné motorem, plynule nastavitelné a jsou dostupné s převodovým nebo vysoce výkonným motorovým vřetenem. Díky inteligentní konstrukci hlavy lze při určitém polohování hlavy dosáhnout podříznutí 15°, ale zároveň i vodorovné polohy (0°) rovnoběžně s povrchem stolu. To je výhodné, protože není nutné najíždět v osách žádné kompenzační dráhy a příprava programu je tak mnohem jednodušší. Obráběcí hlavy jsou chlazeny centrálním systémem, který chladí i vřeteno a torque motory. Tato kinematika hlavy byla pro firmu Bystronic novinkou. Kinematika předchozích strojů umožňovala programování obráběcích programů na ovládacím panelu. U stroje Megamill s dvouosou hlavou to již není efektivní. Pro přípravu optimálních výrobních programů bylo nutné pořídit CAM nástroj, jehož implementaci firma Emco Mecof aktivně podporovala. Transformace souřadnic, procesy návratu frézovací hlavy – firma Emco Mecof dokázala předat zákazníkovi své mnohaleté zkušenosti ve všech těchto oblastech.

Reklama

Spolupráce při zavádění optimalizací

Seřízení a následné upnutí obráběného rámu na stůl stroje se tradičně provádělo ručně. Díl byl položen na opěrné plochy, které byly přeneseny na stůl. Tento časově náročný proces brzy přivedl firmu Bystronic na myšlenku jiného způsobu upínání obrobků. Pro upínání rámů do stroje Megamill byly využity zkušenosti s technologií magnetického upínání, která se ve firmě již používá. Díl je na koncích vyrovnán tak, aby úhlově lícoval se stolem. Poté se magnetické upínání přesune do všech opěrných bodů a pomocí klínového polohování se rám v upínacích bodech upne. Odpadá tak časově náročné ruční vyrovnávání a upínání každého opěrného bodu. Tento způsob je obzvláště výhodný a časově nenáročný při uvolnění obráběného dílu za účelem snížení jeho vnitřního napětí po hrubování obrysu. To lze nyní provést pomocí řídicího systému stroje. Osobní zásah pracovníků obsluhy již není nutný.

Firma Emco Mecof pro tento účel napsala a do řídicí jednotky uložila výrobní program, který po vyvolání M příkazem zahájí proces uvolnění. Obsluha tak již nemusí dvakrát během výroby každého dílu obíhat všechny upínací body, uvolňovat chapače, a poté je znovu utahovat momentem 200 Nm. To znamená, že proces je při bezobslužné směně vysoce přesný. Bylo také nalezeno praktické řešení pro poruchu způsobenou zlomením vrtáku během těchto směn. Stroj ukončí aktuální obrábění, přejede v kyvadlovém režimu k druhému upnutému dílu a zahájí nový cyklus. Práce na přerušeném procesu se pak dokončí ručně, protože je pro firmu Bystronic velmi důležité, aby obrobek vyšel ze stroje správně obrobený.

Univerzální frézovací hlava s plynulým polohováním, mazání vzduchem/olejem, chlazení vodou, výkon: 38 kW, krouticí moment: 1 000 Nm, max. otáčky: 8 000 ot.min-1, HSK 100-A (Zdroj: EMCO Intos)

Vynikající odběratelsko-dodavatelské vztahy navázané během práce na projektu jsme mohli plně využít při realizaci naší nové myšlenky – zavedení koncepce magnetického upínání. Spolupráce probíhala na odborné a partnerské úrovni,“ konstatuje Raphael Kopp, který je se současným výrobním procesem nadmíru spokojen. Firma Bystronic obrábí magneticky upnuté díly od února bez problémů, avšak s výraznou úsporou času.

Myslet na budoucnost

Jednatel firmy, pan Fabian Furrer, věří strategiím firmy Bystronic zaměřeným na budoucnost a vysvětluje: „Naším cílem je stát se do roku 2025 klimaticky neutrální firmou, chtěli bychom se zcela obejít bez fosilních paliv. Tohoto cíle dosáhneme odklonem od vytápění olejem a plynem, a přechodem na tepelná čerpadla, jejichž spotřebu elektřiny pokryjí fotovoltaické systémy. Elektřinu již získáváme z vodních zdrojů.

Ekologickou odpovědnost každého jednotlivce za prostředí, ve kterém stojí za to žít, také dává do souvislosti s nutností myslet na úspory při spotřebě energie.

Z hlediska energetické technologie musíme optimalizovat i naše produkty, například laserové řezací systémy, aby mohli úspor dosáhnout i naši zákazníci,“ říká Fabian Furrer.

Firma Bystronic založila v roce 2018 nové středisko – Centrum řešení, v němž jsou vyvíjena řešení pro digitální propojení celého výrobního systému v závodech zákazníků. Cílem všech inovací, které zde vznikají, je smart factory, tedy chytrá továrna.

Zákazníci stále častěji požadují plně propojenou výrobu a my to musíme být schopni zajistit,“ dodává Fabian Furrer.

Fabian Furrer, výkonný ředitel Bystronic Laser: „Megamill přesně splňuje naše požadavky. Jsme velmi spokojeni,“ prohlašuje jednoznačně. (Zdroj: EMCO Intos)

Ten správný stroj

Po zkušenostech s výrobou rámů na stroji Megamill se výkonný a výrobní ředitel shodují: „Po čtyřech letech můžeme nyní zcela jasně říci: Megamill je přesně ten správný stroj pro naši výrobu.

Fabian Furrer zdůrazňuje zejména, že požadavky kladené na stroj byly bezezbytku splněny a se strojem jistě dokážou v budoucnu velmi dobře pracovat při realizaci svých nápadů. Již nyní má konkrétní představy.

Optimalizovali jsme rychlost výroby, dosáhli jsme vysoké produktivity a v současnosti vyrábíme z 30–40 % bezobslužně. V tomto trendu budeme pokračovat a bezobslužnou výrobu rozšíříme. S tímto strojem to není problém,“ uzavírá Furrer.

Bystronic Laser je jedním z předních světových technologických výrobců v oblasti zpracování plechů, který vyniká obzvláště svým systémem laserového řezání.

– 3 500 zaměstnanců po celém světě;

–  sídlo společnosti: Niederönz, Švýcarsko;

–  40 závodů;

–  obrat 2021: 939,3 milionu CHF;

–  produkty: laserové řezací systémy, ohraňovací lisy, automatizace, software, servis;

–  laserový řezací stroj: doba výroby: 15 pracovních dnů / stroj;

–  rám stroje: doba výroby sedm pracovních dnů / rám.


Umístění expozice firmy EMCO Intos na MSV 2022:
pavilon P, stánek 99

Související články
Inovace: Změna úhlu pohledu

Určitě jste to zažili taky. Je večer, jasná obloha a vy vidíte, jak měsíc balancuje přesně na špičce věže kostela. Stačí ale malá změna úhlu pohledu a měsíc je jinde. Jaký je váš úhel pohledu na inovace ve strojírenství?

Průmyslové inženýrství a jednoúčelové stroje

Harmonický výrobní proces není jen iluze. Cest a možností, jak dosáhnout souladu ve výrobě, je i v současné nelehké situaci bezpočet.

Strojírenské fórum 2018: Inteligentní výroba

Další z již tradičních setkání odborníků (nejen) z oblasti výroby – podzimní Strojírenské fórum – se odehrálo 8. listopadu, tentokrát v prostorách Ústavu výrobních strojů a zařízení a RCMT FS ČVUT v Praze.

Související články
EMO zrcadlem pokroku a inovací

Při příležitosti prezentace veletrhu EMO 2017 Hannover před evropskou novinářskou obcí se uskutečnilo i pražské zastavení. Zastoupení Deutsche Messe pro ČR zorganizovalo tiskovou konferenci, které se vedle generálního ředitele EMO Hannover Christopha Millera účastnil i tiskový mluvčí hannoverského veletržního komplexu Hartwig von Sass spolu s ředitelem českého svazu SST Ing. Paclíkem a předsedou Společnosti pro obráběcí stroje doktorem Smolíkem.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Inženýrská akademie ČR podporuje mezinárodní výzkum

Inženýrská akademie České republiky, z.s. (IA ČR) je organizace sdružující odborníky, jejichž společným zájmem je podpora a rozvoj technických disciplín odrážející technické, ekonomické, sociální, environmentální a kulturní potřeby společnosti. Byla založena v roce 1995 a jedním z jejích hlavních úkolů je rozvíjet a propagovat technické vědy a sbližovat výzkumnou sféru se sférou průmyslovou. Toho dosahují mimo jiné naplňováním cílů projektů, jejichž jsou řešiteli. Jedním z těchto projektů je projekt „Podpora mezinárodní spolupráce v inženýrském výzkumu“ programu EUPRO Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy, který bude ukončen koncem roku 2016.

Digitalizace: klíč k úspěchu

Již od roku 1919 zkoumá, vyvíjí a vyrábí zabezpečovací techniku společnost EVVA - rodinná firma se sídlem ve Vídni. To, že se nyní, přibližně o 100 let později, stala průkopníkem propojené výroby, je zásluhou její jasné strategie s důrazem na digitalizaci. Důležitým milníkem nové výrobní filozofie společnosti EVVA je soustružnické a frézovací centrum Hyperturn 65 Powermill v kombinaci se síťovým řídicím rozhraním Emconnect. S flexibilním výrobním systémem od společnosti Emco lze nyní kompletně automatizovat obrábění mosazných dílů v kusové výrobě i výrobě středních sérií.

Mít prostor pro obrábění

Dosažení dalšího zvýšení produktivity v sériové výrobě. To byl cíl těch, kdo vyvinuli úspěšnou konstrukční řadu strojů Hyperturn. Jejím přesvědčivým pokračovatelem je nový Hyperturn 65 Powermill.

Otevřeni novým cestám

Již více než 20 let je HKR Werkzeugtechnik výrobcem vysoce přesných vstřikovacích forem. A téměř po celou dobu při tom na klíčových pozicích využívá frézovací centra společnosti Mecof.

Víc než standard

Společnost Emco je známá především dodávkami špičkových, na míru přizpůsobených automatizovaných strojů pro kompletní operace soustružení a frézování.

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.

Alternativa k aditivním technologiím

Kdo rychle potřebuje nějaký prototyp, tomu doporučuje výrobce strojů Röders z německého Soltau místo výroby s následným leštěním vyfrézovat model z celého bloku hliníku. "To jde mnohem rychleji," říká vedoucí prodeje Dr.-Ing. Oliver Gossel. Jak lze tímto způsobem vyrobit držák na mobil za 30 minut - a to dokonce s vysoce lesklým povrchem - demonstruje Röders na svém stroji RXP601 s použitím 6 mm diamantové frézy od firmy Horn.

Nástroje ve znamení podnikové mantry

Tento článek si klade za cíl představit zajímavé nástroje, z nichž některé se dokážou sami ohlásit k údržbě, některé se dokážou třeba i samostatně nastavit. Vše je inspirováno dnešní podnikovou mantrou jednoduché obsluhy, procesní spolehlivosti a úspory vedlejších časů a tím i nákladů.

Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Nová buňka

Schwäbische Werkzeugmaschinen, expert v podnětných, obrobkově zaměřených výrobních systémech, rozšiřuje své portfolio třetí výrobní buňkou systému „Instaluj a pracuj“.

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