Témata
Reklama

EMO Hannover, Část 4, Svislé soustruhy

Druhý dnešní pohled na výstavu EMO Hannover zaměříme na svislé soustruhy, které si stále udržují atribut prozatím nenahraditelného stroje, i když jak čtenář uvidí sám, začíná i v této oblasti být tvrdý konkurenční boj. Soutěží mezi sebou jak tradiční výrobci svislých soustruhů, tak i  výrobci jiných typů strojů, kteří zvětšují funkčnost svých strojů realizováním soustružnických operací na svých strojích.

Tento článek je součástí seriálu:
Světové veletrhy obráběcí techniky
Díly
Prof. Jiří Marek

Je profesorem na Ústavu výrobních strojů, systémů a robotiky FSI VUT v Brně. Zastával manažerské pozice ve výrobních společnostech Toshulin, KŠ Kuřim a TOS Kuřim. V praktické a pedagogické činnosti je zaměřen především na konstrukci obráběcích strojů a obráběcích center pro rotační i nerotační obrobky, teorii konstrukčního procesu a životního cyklu produktu a v neposlední řadě na systémovou metodologii. Jeho dlouholetou snahou je spojovat teorii s praxí do vzájemně se respektujícího celku. Je členem řady odborných organizací, členem redakční rady MM Průmyslového spektra a spoluzakladatelem MM Science Journal. Je autorem celé řady monografií, mj. i legendární knižní edice Konstrukce CNC obráběcích strojů (MM publishing).

Matěj Sulitka

Zástupce vedoucího pro rozvoj spolupráce Ústavu výrobních strojů a zařízení a Výzkumného centra pro strojírenskou výrobní techniku a technologii (RCMT) na ČVUT v Praze, fakultě strojní. Vedoucí skupiny Modelování a simulace a odborný garant výzkumného tématu Digitální dvojčata strojů a procesů. Od svého nástupu do RCMT v roce 2005 se zaměřuje zejména na výpočetní modelování a optimalizaci stavby obráběcích strojů, dynamické chování strojů, simulace CNC obrábění a interakci stroj – proces. Je úspěšným řešitelem mnoha projektů spolupráce s průmyslem. Je také vyhledávaným designérem tuzemských výrobců obráběcích strojů

Svislá obráběcí centra na rotační součásti (v jednodušším konstrukčním provedení trvale nazývané karusely) jsou historicky samostatnou skupinou strojů, která byla dlouhá léta doménou tradičních výrobců zabývajících se výrobou pouze tohoto typu obráběcího stroje. Stroje v typickém konstrukčním uspořádání se vyznačují upínací deskou se svislou osou rotace od průměru několika stovek milimetrů až po několik metrů. Instalované výkony hlavního pohonu dosahují řádově stovek kilowat a upínací deska v závislosti na jejím průměru a typu obráběného materiálu může rotovat až do dvou tisíc otáček za minutu. Kromě jednoduchého soustružnického provedení může mít tento typ stroje provedení jako obráběcí centrum.

Reklama
Reklama
Reklama

Trendy v oboru soustružnických obráběcích strojů

Do výroby jsou nasazovány konstrukční skupiny s osou C sloužící pro polohové a rychlostní řízení obrobku (rotace kolem osy Z), dále skupiny zvyšující technologickou adaptibilitu stroje, jako jsou různé přídavné hlavy (sférická, naklápěcí či Y hlava). Tím jsou tyto stroje plnohodnotnými obráběcími centry s převahou technologické operace soustružení.

Celkově trend oboru třískového obrábění patrný z EMO Hannover 2011 je následující:
 multiprofesnost a integrace třískových operací;
 útlum lineárních pohonů pomocí lineárních motorů;
 zaměření na funkcionalitu a spolehlivost strojů;
 masivní nástup hydrostatiky v lineárních i rotačních osách;
 design obráběcích strojů tvořený pomocí specialistů, a to i u těžkých a velkých strojů.

Další z nastupujících světových trendů, který je možné vysledovat u všech výrobců, je označení stroje jako ekologicky šetrného. To platí i pro kategorie strojů, u kterých to bylo dříve sotva myslitelné, a sice těžké a velké obráběcí stroje. Tento trend se projevuje zejména nasazením:
 vysoce úsporných pohonů pohybových os a vřeten;
 úsporných LED osvětlení pracovního prostoru stroje;
 vysoce účinných prvků vedení rotačního i lineárního snižujících ztráty;
 optimalizace provozu jednotlivých spotřebičů tlakové a elektrické energie (tzv. power management);
 stále účinnějších ochranných krytů.

Patrná byla skutečnost, že řada relativně neznámých i známých výrobců obráběcích strojů, jejichž doménou jsou horizontální vyvrtávací stroje, obráběcí centra na nerotační součásti (svislá i vodorovná osa), se „přes noc“ stala výrobci svislých soustruhů. Pokud nebyly přímo vyráběny těmito firmami svislé soustruhy, tak byly soustružnickými stoly doplňovány jejich stroje.
Nevýhodou je stále oproti klasickým svislým soustruhům omezený disponibilní krouticí moment v závislosti na otáčkách desky stolu. Tito výrobci ohromují mnohdy velkými čísly instalovaného výkonu desky stolu. Uvedenou hodnotu je však nutné podrobit detailnímu zkoumání v závislosti krouticí moment/otáčky desky stolu, aby se nestalo, že stroj bude mít k dispozici vysoké otáčky v oblasti regulace na konstantní výkon, ale nízký krouticí moment, který nepokryje technologické požadavky na odebrání třísky.

Stále více výrobců nazývá své soustružnické stroje multiprofesními. Totéž dělají i výrobci strojů na obrábění nerotačních dílců. Pod tímto pojmem je třeba rozumět následující skutečnost. Obráběcí centrum na nerotační nebo rotační součásti jsou stroje splňující minimálně tyto tři atributy:
 stroj pracuje v automatickém cyklu;
 umožňuje aplikovat více druhů třískového obrábění;
 má automatickou výměnu nástrojů.

Takže první podmínkou je, aby multiprofesní obráběcí stroj byl obráběcím centrem. Dále je nutné, aby např. operace frézování a soustružení (více druhů obrábění) byla uživateli poskytována bez omezení např. otáčkového nebo disponibilním krouticím momentem (na desce nebo nástroji). Tedy aby došlo k plnohodnotnému obrábění s plnými technickými parametry. Pak lze hovořit o multiprofesním obráběcím stroji. Řada výrobců tento znak multiprofesnosti nesplňovala a nebylo to nic jiného než použití tohoto módního označení pro jejich stroj.

Na tomto místě poznamenejme, že první multiprofesní stroj na světě vyrobila česká firma, a sice Kovosvit MAS. V roce 1977 kovosvitský konstruktér L. Borkovec poprvé vyslovil odvážnou myšlenku postavit stroj, který by spojoval výhody soustružnických a frézovacích strojů. Se svým týmem začal na této myšlence pracovat a vyvinul stroj pod názvem MCSY, který prezentoval v roce 1983 na veletrhu v Paříži, kde dostal zlatou medaili. Kovosvit byl zcela evidentně první, kdo přišel s takovou koncepcí stroje. Celkem se vyrobilo 45 strojů a některé z nich dodnes pracují. Je třeba důrazně zmínit, že tehdejší světový trh na tuto převratnou myšlenku nebyl připraven, a tak o stroje postupně upadl zájem. Dnes zhruba od roku 2002 jsou tyto stroje velkým šlágrem. Toto historické intermezzo potvrzuje um a kreativitu českých konstruktérů a české konstrukční školy.

Vystavované stroje

Poněkud nudně a otřepaně působí naprosto nízká kreativita marketingových pracovníků některých firem, projevující se v prezentaci umění obrábění lopatek oběžných kol leteckých proudových motorů a turbín. Na každém kroku bylo „přelopatkováno“. Tomuto trendu se poněkud nápadně vymykala demonstrace možnosti obrábění armatur na stroji od firmy Unisign a velká titanová tenkostěnná rotační součást (průměr bezmála 4 metry) shodou okolností také do leteckého motoru na stánku firmy Pietro Carnaghi.

Obr. 1. Holandský výrobce karuselů Unisign velmi efektně demonstroval možnosti obrábění tělesa armatur.


Obr. 2. Italský Pietro Carnaghi umí obrobit tenkostěnné titanové díly o průměru téměř 4 metry.

Karusely a svislá obráběcí centra pro rotační součástí (popř. soustružnické technologie na jiných typech strojů) byly vystavovány desítkami firem a další desítky firmy je měly obsaženy v katalogových listech. Dále uvedeme pouze popis některých exponátů v této oblasti strojů.
Španělský Danobat Group vystavoval dříve spíše stroje, na kterých demonstroval silové obrábění na obrobku typu železniční kolo. Řada VTC má velikosti 1 600 – 8 000, což reprezentuje maximální obráběný průměr. Uložení desky stolu je pomocí velkoprůměrového ložiska, případně podobně jako přímočaré osy X a Z je nabízena možnost hydrostatického uložení.

Obr. 3 (dvě casti). Hydrostatické uložení lineárních a rotačních os, které firma Danobat Group vyvinula a realizovala svými silami.

Deska stolu má při aplikaci hydrostatiky nosnost 150 tun (VTC 8000 H). V ose X je použitý náhon pastorkem a hřebenem v režimu Master Slave. Firma prezentuje, že díky preciznosti obrobených dílů, ze kterých je stroj sestaven, je docíleno excelentní kvality obrobení součásti. Dále tvrdí, že kombinací soustružení, frézování, vrtání a broušení při použití speciálních nástrojových hlav se stroj stává multifunkčním.

Český Toshulin uvedl prezentací na EMO 2011 ve známost technické veřejnosti, že přichází na trh se silovou variantou strojů řady Powerturn. Stroj s průměrem desky 2 500 mm disponuje 142 kW výkonu pracujícího v režimu Master Slave. Tomu je nutné přizpůsobit i náhon rotačních nástrojů procházející skrze smykadlo o rozměrech 320 x 320 mm s výsuvem 2 000 mm. Instalovaných 51 kW umožnilo při frézování odebrat třísku o hloubce 16 mm. Kromě těchto silových parametrů přišla firma s aplikací nového řídicího systému Sinumerik 840 D Solution Line. Poslední novinkou byl zcela nový design ochranných krytů. Novost spočívala v použité barevné kombinaci a v tom, že celý půdorys stroje byl kompletně zakrytován a tvořil tak kompaktní celek.

Obr. 4. Na designu a barevném provedení ochranných krytů stroje Powerturn 2500 z Toshulin se velkou většinou podílel Dr. Matěj Sulitka z VCSVTT.

Americké uskupení MAG u svých strojů řady VTC 1000–4500 prezentovalo zajímavé propojení dvou typů strojů. Stroje musí mít společný upínací základ pro rotační paletu. To, co není možné obrobit s dostatečnou přesností na svislém soustruhu, je dokončeno na stolovém vyvrtávacím stroji.

Obr. 5. Stále častěji prezentované propojení vyvrtávacího stroje a svislého soustruhu dává uživatelům možnost kompletního obrobení tvarově rozmanitých součástí (skupina MAG).

Integrace průmyslového robotu do soustavy automatické výměny nástrojů u španělského výrobce GMTK má podle této firmy zvyšovat produktivitu (výměna hlav, adaptérů a rotačních nástrojů tím stejným zařízením – robotem), přesnost, pružnost (není potřeba dalších zařízení) a konečně i spolehlivost.

Obr. 6. Aplikace průmyslového robotu při automatické výměně nástrojů, hlav a adaptérů má podle GMTK řadu předností.

Příklad vtipného spojení výhod svislých soustruhů (díky štíhlému smykadlu možnost obrábění hlubokých otvorů) a výhod obráběcího centra se svisle se pohybující kyvnou hlavou, ukázal na svém stroji Integrex e Ramtec V series japonský Mazak. Smykadlo je vestavěno vedle frézovací hlavy. Standardně je stroj vybaven 40 nástroji. Smykadlo o výsuvu 900 mm umožňuje použití rotačních nástrojů při využití 7,5kW instalovaného výkonu.

Obr. 7. (2 části) Umístění smykadla vedle frézovací hlavy umožňuje nejenom aplikaci frézovacích, ale i soustružnických operací.

Oblast svislých soustružnických center a karuselů má svoji specifickou skupinu stavebních komponent, které v případě potřeby nakupuje. Subdodavateli jsou dodávány:
 nástroje pro soustružnické i frézovací operace;
 hlavy a adaptéry;
 upínací desky a sklíčidla;
 ložiska valivá i hydrostatická;
 zásobníky nástrojů;
 pohybové osy (sady uložení, vedení a kuličkových šroubů, motorů a měničů);
 ochranné kryty a kryty pohybových os.

Řada firem na EMO 2011 však prezentovala poněkud opačný trend – samy si vyrábějí např. hydrostatická uložení, zásobníky nástrojů a ochranné kryty. Důvody ústy představitelů těchto firem byly řečeny zcela jasně – mnohdy chybí spolehlivost a disciplína těch, kdo se nazývají subdodavatelé.

Poznamenejme na závěr, že z hlediska prezentace převratnosti technických řešení u svislých soustruhů nebylo EMO 2011 v Hannoveru tou výstavou, která by toto nabízela. Snad příště. Spíše šlo o precizně propracované provedení současných strojů nabízených s přidanou hodnotou obrobení zákazníkova dílce.

Prof. Dr. Ing. Jiří Marek

Jiri.Marek@toshulin.cz

Reklama
Vydání #12
Kód článku: 111208
Datum: 19. 12. 2011
Rubrika: Trendy / Obrábění
Seriál
Firmy
Související články
Veletržní válka světů

Redakce MM Průmyslového spektra věnovala šanghajskému veletrhu obráběcích strojů CCMT 2018 nemalou pozornost ve zpravodajství, které bylo uveřejňováno na webových stránkách v rubrice Očima redakce. V tomto článku a na přiložených obrázcích jsou zaznamenány veletržní postřehy, čínský kolorit, veletržní statistiky i holá fakta z oblasti čínského průmyslu. Něco málo o čínské výrobní technice a technologiích, které byly prezentovány na CCMT 2018, i pár dalších postřehů, jsme připravili do tohoto vydání.

Obráběcí stroje pro produkční výrobu

Po sérii článků v minulém vydání se v posledním poohlédnutí po letošním hannoverském veletrhu EMO věnujeme důležité oblasti, a to jednoúčelovým strojům. I v letošním ročníku byla část expozic věnována této komoditě pro produkční výrobu a my se podíváme, co trh zákazníkům nabídl. Proč? Menším dílem proto, že se jim dlouhá léta autor (nejen) profesně věnuje, dílem podstatným proto, že jsou na nich „bytostně“ závislé veškeré obory nejen strojírenské či technické, ale i stavebnictví, telekomunikace, zdravotnictví a další.

Cena MM Award na EMO

Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.

Související články
CIMT je v Číně, Čína je na CIMTu

Při letošním ročníku došlo na CIMT k významné změně. Evropští i američtí vystavovatelé byli přemístěni z hal tzv. západních do východních. Proč, to se mi nepodařilo zjistit. V reportáži před čtyřmi lety jsem umístění evropských a asijských firem popisoval s notnou nadsázkou, a tak si tuto změnu vysvětluji po svém – vystavovatelé si přečetli mé zpravodajství z výstaviště?. Také platí, že není pavilon jako pavilon. Standardy úklidu v halách, stravovacích prostorech, na toaletách byly v pavilonech, kde byla německá a švýcarská expozice, bližší evropským zemím než asijským. A o tom je jedna z čínských mentalit – jaké standardy mají být, ty jim musejí být ukázány, resp. nadiktovány či nařízeny.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Zprovoznění motorových vřeten systémem Plug and Play

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.

Modulární vřetenové jednotky s převodovkou

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.

Je zaškrabávání nezastupitelná metoda?

V minulém vydání jsme uvedli 1. díl pohledu do minulosti i současnosti řemeslné výroby obráběcích strojů. Nyní vám přinášíme pokračování tohoto článku o unikátní metodě – technologii zaškrabávání.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Kuličkové šrouby a matice ve stavbě CNC obráběcích strojů, část 5.

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.

Od vzdělávání přes úspory až po virtuální realitu

Společnost Siemens se zúčastnila všech dosud konaných ročníků Mezinárodního strojírenského veletrhu v Brně a tradice pokračuje i v letošním roce, kdy hlavním tématem expozice je časová a energetická efektivita v rámci celého životního cyklu stroje - od jeho návrhu až k výrobě. Že je ochrana životního prostředí pro Siemens téma číslo jedna, podpoří i divácky atraktivní část expozice, ve které se představí nový model elektromobilu BMW i3, který je od jara letošního roku součástí vozového parku společnosti Siemens.

Pomocník pro plánování výroby

Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

Jarní setkání strojařů v Plzni

Více než 30 vystavovatelů, téměř 50 řečníků, tři výstavní haly a jeden nezapomenutelný strojírenský zážitek. Akce Strojírenská inspirace 2024 se konala v Plzni od 4. do 6. června 2024 a zaměřila se na digitální výrobu, automatizaci a inovace ve strojírenství. Letos poprvé se toto setkání uskutečnilo v areálu Depo2015, který se stal centrem pro sdílení zkušeností a nápadů mezi odborníky z průmyslu a digitalizace.

Blíží se druhý ročník veletrhu broušení

Od 14. do 17. května 2024 se koná druhý ročník veletrhu GrindingHub, který odborníkům z celého světa představí – poprvé v historii ve čtyřech výstavních halách – nejnovější technologická řešení v oblasti broušení. Tentokrát se ve Stuttgartu představí přes 460 vystavovatelů z 31 zemí.

Lesk a bída českých obráběcích strojů

Česká republika, resp. tehdejší Československo, mělo bohatou historii ve výrobě obráběcích strojů. Kde v období největší slávy byli ve svých inovačních počinech současní světoví lídři, když např. kovosviťácký konstruktér Ladislav Borkovec se již v roce 1977 začal zaobírat myšlenkou multifunkčního soustružnicko-frézovacího stroje? Přes dřevěný kinematický model, který si vytvořil doma v dílně, vedla dlouhá cesta až k prototypu prezentovanému  na EMO v Paříži v roce 1980. Po vyrobení 45 strojů řady MCSY, které nenazval nikdo jinak než „Boháro“, byla z ekonomických důvodů a nedostupnosti kvalitní řídicí elektroniky bohužel výroba v tehdejším Kovosvitu ukončena. Dva bývalé kovosviťáky, srdcem i duší, Jiřího Mindla a Vladislava Čítka, jsem díky jejich letitým zkušenostem celoživotního zasvěcení oboru obráběcích strojů požádal o rozpravu nad současným stavem tuzemského oboru výrobních strojů a nad tím, jaké jsou jeho případné perspektivy.

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