Témata
Reklama

EMO Hannover podruhé

V minulém vydání MM Průmyslového spektra jsme vám přinesli první pohled na hannoverskou zářijovou výstavu výrobních strojů a zařízení EMO. Soustředili jsme se na novinky v řezných nástrojích, konkrétně na firmu Sandvik Coromant. Produkty ostatních světových výrobců přineseme v příštích vydáních. Dnes jsme se zaměřili na nejvíce zastoupenou oblast expozic – obráběcí stroje.

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).

Lubomír W. Novotný

Vystudoval konstrukci obráběcích strojů na FSI VUT v Brně. Zde rovněž absolvoval nástavbové studium Technického znalectví a obhájil disertační práci. Více než 16 let pracuje ve firmě Toshulin, a. s., kde se nejprve věnoval konstrukčním a vývojovým činnostem, inovacím, pevnostním výpočtům a byl několik let vedoucím detašovaného pracoviště a oddělení Vývojové projekty této firmy. Šest let je vedoucím úseku Technická podpora prodeje. Vedle hlavních profesních činností byl asistentem Ústavu výrobních strojů, systémů a robotiky na FSI VUT v Brně, vedoucí a oponent diplomových a disertačních prací, a je spolupracovníkem a přednášejícím na dalších moravských technických a ekonomických vysokých školách, dopisovatelem významných vydavatelství technických publikací a poradcem firem pro oblast dodávek CAD/FEM software. Aktuálně je například činný ve výkonném výboru Společnost pro obráběcí stroje či pracovní skupině „Metodika mapování budoucích kompetencí - KOMPETENCE 4.0“ při MPSV.

Po dvou letech proběhl na výstavišti ve městě Hannover veletrh EMO. Výstaviště, které mimo jiné hostilo světovou výstavu EXPO 2000, je již tradičním místem setkání výrobců a návštěvníků, jejichž společným zájmem jsou výrobní stroje a zařízení, nástroje a příslušenství. Největší část výstavy je věnována obráběcím strojům (strojům pro třískové obrábění), a to ve všech učebnicových podobách. Na rozdíl od učebnic však veletrh ukazuje rozmanitost konstrukčních řešení i způsobu plnění zákazníkových představ v závislosti na původu výrobce, které žádná publikace nemůže podchytit.

O velikosti a průběhu veletrhu vypovídají statistická čísla. Veletrhu EMO se v tomto roce zúčastnilo 2118 vystavovatelů, vystavovateli obsazená plocha byla 179 843 m2. Počet zúčastněných zemí vzrostl na 42. V průběhu šesti dní přišlo veletrh zhlédnout 166 tisíc návštěvníků. Všechna tato čísla jsou zase o něco větší oproti minulému ročníku, i když počet vystavovatelů z některých států zaznamenal malý nárůst, u jiných nepatrný pokles. Avšak dvojnásobně (na necelou stovku) se zvýšil počet vystavovatelů z Číny. Českou republiku reprezentovalo 28 vystavovatelů. Toto množství ve vztahu k počtu obyvatel ČR se nevymyká evropskému průměru, avšak i když je produkce strojů rostoucí, zůstáváme pořád v druhé desítce žebříčku produkce strojů (podle států).

Z celé řady velkých výrobců stojí za zmínku jeden příklad. Firma MAG-IAS vystavovala 45 strojů na ploše 3600 m2. Pro získání představy o velikosti EMO, na letošním MSV v Brně tatáž firma prostřednictvím českého zastoupení v pavilonu V (plocha haly 12 020 m2) představila dva stroje na úplně zanedbatelné ploše. I když letos nebyl součástí MSV veletrh obráběcích strojů, obdobné velikosti se nejen kvůli omezeným možnostem brněnského výstaviště jen tak nedočkáme.

Reklama
Reklama

Obráběcí centra jedno vřetenová

Snahy o efektivní racionalizaci zejména málo- a středněsériové výroby vedly k vývoji nové kategorie obráběcích strojů, pro kterou se ustálil název obráběcí centra. Tyto patří mezi základní „stavební kameny“ obráběcích strojů, a od těch jsou odvozena např. vícevřetenová centra a další.

Pro jednovřetenová obráběcí centra lze stanovit obecně platnou definici, že obráběcím centrem je takový obráběcí stroj, který:

  • může provádět různé druhy technologických operací;
  • pracuje v automatickém cyklu;
  • je vybaven automatickou výměnou nástrojů;
  • je vybaven automatickou výměnou obrobků;
  • může pracovat v bezobslužném provozu;
  • má možnost víceosého vysokorychlostního obrábění.

Obráběcí centrum je tedy takový obráběcí stroj, na němž lze z velké části anebo úplně obrobit různé součásti při jednom upnutí. Ke splnění předepsaných obráběcích operací probíhajících v technologickém sledu za sebou jsou nástroje připraveny v zásobníku náležejícím ke stroji a samočinně jsou vyměňovány a vkládány do vřetena. Přitom lze u některých koncepcí OC použít také automatickou výměnu výrobků. Obrábění a všechny činnosti obráběcího centra jsou řízeny číslicově. Na EMO je vidět snahu zvětšovat kapacitu zásobníku nástrojů a manipulace s obrobky musí být možná u stroje jakékoli velikosti a kategorie. Jednovřetenová obráběcí centra jsou výrobci stavěna jak s převahou soustružnických (pro rotační obrobky), tak i frézovacích operací (pro rotační i nerotační obrobky). V následujícím textu si ve zkratce představíme některé zajímavé exponáty svislých a vodorovných center na nerotační součásti.

Firmy Max Bogl, DVS Truple a Reitz prezentovaly obráběcí centrum, které má rám a pohyblivé prvky zhotoveny kompletně z hydrobetonu (obr. 1). Z obrázku je možné udělat si názor o délce stroje. Některé části byly lity přímo na místě instalace stroje.

Obr. 1. Vysokopevnostní beton ve stavbě obráběcího centra

Pro zvýšení technologických možností strojů a pro víceosé obrábění slouží nástrojové hlavy. Tříosou hlavu jako doplněk portálových obráběcích center prezentovala firma Zimmermann (obr. 2).

Tříosá obráběcí hlava

Firma Horkos představila výhody z dřívější doby známé konstrukce malých portálových obráběcích center v provedení horní gantry. Výhodou je snadný odvod třísek z pracovního prostoru.

Obr. 3. Obráběcí centrum v provedení horní gantry

Mikromat, zástupce německého průmyslu (obr. 4), opět začala s daleko větší intenzitou nabízet svislá obráběcí centra s velkou pracovní přesností (přesnost polohování 0,003 mm). Stroje jsou vybaveny kompenzačními programy a pohyby v jednotlivých osách mají tepelnou stabilizaci pomocí chlazení. Jak je patrno z obrázku, mohou být stroje taktéž vybaveny paletizací.

Obr. 4. Precizní obráběcí stroje Mikromat

Tradiční japonská firma Mori Seiki prezentovala stroj z produkční série NZ (obr. 5), který je vybaven třemi revolverovými hlavami a protivřetenem. Patentovaný způsob náhonu rotačních nástrojů pomocí elektrovřeten vestavěných v každé revolverové hlavě výrazným způsobem zjednodušuje kinematiku celého náhonu.

Obr. 5. Soustružnické obráběcí centrum s vodorovnou osou (Mori Seiki)

Svislé soustruhy

Soustruhy a centra pro rotační součásti jsou další skupinou z řady obráběcích strojů. Na letošní výstavě EMO byla zastoupena většina známých výrobců svislých soustruhů. Oproti minulosti bylo velké množství svislých soustruhů také vystaveno. Tato kategorie strojů se vyrábí i jako obráběcí centra s osou vřetena svislou nebo horizontální.

Firma Giddings & Lewis (součást MAG-IAS) vystavovala stroj VTC 1600 s oběžným průměrem 2000 mm, max. rychlostí otáčení upínací desky 450 min-1 a výkonem pohonu 55 kW. Stroj měl vysoké krytování, ale v horní části nebyly kryty plně uzavřené. Zajímavostí bylo řešení automatické výměny nástrojů, kdy adaptéry byly umístěny ve dvou lineárních zásobnících a nástrojové hlavice byly vyměňovány pomocí manipulátoru ze svisle umístěného řetězového zásobníku.

Firmou Danobat byl vystaven karusel s upínací deskou o průměru 1500 mm, oběžný průměr 1800 mm, max. otáčky 530 min-1, výkon pohonu 60 kW. Stroj měl smykadlo o průřezu 250 x 250 mm s výsuvem 1500 mm. Krytování stroje bylo shora otevřené. Dalším vystaveným karuselem značky Danobat byl dvousuportový stroj na železniční kola (obr. 6). Oba suporty byly vybaveny revolverovou hlavou Duplomatic s upínači pro automatickou výměnu nástrojů C8. Udávané parametry pohonu upínací desky: 150 kW, 40 000 Nm. Vystavený stroj byl vybaven tříčelisťovým sklíčidlem Röhm.

Obr. 6. Svislý soustruh na obrábění železničních kol

Expozici firmy Webster Bennett dominoval jediný vystavený exponát – hydrostaticky vedené smykadlo o průřezu cca 400 x 400 mm. Posuv smykadla zajišťují dva kuličkové šrouby po stranách smykadla. Know-how ze stavby velkých strojů přináší firmě WB spojení s belgickou firmou Pegard.

Výrobce ze Španělska BOST vystavoval na pohled velmi impozantní stroj – jednosuportový tříosý karusel, úplně zakrytovaný. Poměrně značná výška krytů byla dána jednak max. výškou obrobku a také orientací motoru pohonu rotačních nástrojů směrem vzhůru (obr. 7).

Základní parametry: upínací deska průměr 1400 mm, oběžný průměr 1600 mm, pohon 60 kW, otáčky 400 min-1, smykadlo 250 x 250 s výsuvem 1200 mm. Výrobce udává hodnotu rychloposuvu 20 m.min-1. Pohon upínací desky byl řešen systémem master-slave. Nástrojové vybavení bylo umístěno v diskovém zásobníku nástrojů. Soustružnické držáky polohovány na Hirth.

Obr. 7. Krytování svislého soustruhu [BOST]

Trendy vysledované na EMO 2007 v oboru obráběcích strojů

Tradiční český výrobce Toshulin prezentoval Y hlavu, která umožní v ose pohyb ±200 mm, chybějící svislým soustruhům. Dále bylo prezentováno svislé soustružnické obráběcí centrum se dvěma nezávisle se pohybujícími stoly, z nichž jeden má integrovaný soustružnický stůl (obr. 8). Stroj umožňuje obrobit obrobky o délce až 8 metrů a soustružit průměry do 4 metrů. Tento stroj byl podporován formou dotace z MPO ČR.

Obr. 8. Svislé soustružnické obráběcí centrum [Toshulin]

Na obr. 9 je znázorněn princip obráběcího centra Integrex Ramtec V/8 od fy Mazak doplněného o soustružnický stůl a smykadlo situované vedle univerzální vertikálně-horizontální hlavy.

Obr. 9. Smykadlo stroje Integrex [Mazak]

A zase obráběcí stroje

Rozsah veletrhu je opravdu veliký, a tak vedle obráběcích center pro rotační a nerotační součásti musí být přítomny stroje pro výrobu součástí, jako jsou ozubená kola, vačky, klikové hřídele.

Velkou skupinu vystavovatelů tvoří výrobci pro broušení opět rotačních nebo nerotačních výrobků a ozubení. Samostatnou skupinu strojů tvoří stroje pro vrtání hlubokých otvorů, které vždy budou spojovány s výrobou zbraní. Věnovat se všem těmto skupinám je mimo vymezený prostor.

Komponenty

Také výrobci komponentů nemohli zůstat pozadu s představováním novinek. Rostoucí technické parametry strojů (řezný výkon a dynamika) mají přímý vliv na výrobce subdodávek, jako jsou spojky, převodovky a další, protože musí přenášet čím dál větší krouticí momenty a zatěžující síly, a to pokud možno při zmenšení vnějších rozměrů.

Jestliže nelze rozměry měnit, je snahou výrobců kumulovat vícero funkcí do jednoho celku. Příkladem může být stále více používaná integrace přesného odměřovacího systému polohy do lineárního profilového vedení nebo valivých ložisek. Naopak velmi působivá jsou lineární valivá vedení (šířka kolejnice 100, 150 mm) určená pro těžká výrobní zařízení, která po letošním EMO už asi nabízejí všichni výrobci lineárních vedení.

Za generačně jiný konstrukční prvek a jeden z nejvýznamnějších exponátů EMO 2007 lze považovat hydrostatická lineární vedení představená firmou INA, která, pokud se dlouhodobě osvědčí, povedou spolu s dalšími principy k vývoji řady nových strojů.

Lineární pohony a torque motory jsou již běžnou součástí strojů a jejich praktická aplikace na stroji není spojena s „bombastickou“ reklamou. Kuličkové šrouby jsou nadále základním mechanismem pro vyvození translačního pohybu.

Závěrem

Veletrh EMO 2007 nepřinesl jakékoli revoluční pohledy na stroje ani nevyvolal „módní vlnu“, která by ovládla myšlení výrobců i zákazníků. Na evropské výstavě je vidět jistý tradicionalismus starého kontinentu, odrážející se nejen v samotných exponátech – ke strojům není přistupováno konzumním způsobem, cena výrobku (stroje) je na rozdíl od amerického přístupu „zahalena tajemstvím“ a např. pojem lean manufacturing není ve slovníku Evropanů. Zato stroje pro evropský trh musejí být precizně udělány a mít špičkové parametry, protože jsme náročnými zákazníky.

Jiří Marek, technický ředitel Toshulinu

Lubomír W. Novotný, vedoucí vývoje Toshulinu

Vývojové trendy ve stavbě obráběcích strojů

  • aplikaci HSC obrábění;
  • aplikaci HPC obrábění;
  • aplikaci pětiosého obrábění;
  • použití netradičních materiálů ve stavbě (plasty, beton apod.);
  • snahu o standardizaci a modularitu;
  • vysokou customizaci;
  • spolehlivost vlastního obráběcího procesu;
  • eliminaci tepelných zdrojů a teplotní stabilitu;
  • obrábění typu vše na jednom stroji;
  • rychlou manipulace s obrobky a nástroji.
Jiri.marek@@toshulin.cz

Lubomir.Novotny@toshulin.cz

Reklama
Vydání #11
Kód článku: 71131
Datum: 21. 11. 2007
Rubrika: Inovace / Obrábění
Seriál
Firmy
Související články
Japonské brousicí stroje

Japonská společnost Okamoto působí na trhu již necelých sto let. Za dobu své existence vyprodukovala mnoho typů strojů, všechny však brousicí. Následující článek představuje historii tohoto tradičního japonského výrobce a průřez portfoliem brousících strojů.

Teleskopické kryty s rodným listem

Moderní obráběcí stroje jsou sofistikované mechatronické celky, kde pohyb jednotlivých částí stroje zajišťují pohybové osy (lineární a rotační) vybavené vedením, zpětnovazebně řízeným pohonem a vhodným krytem. Ačkoliv kryty nejsou vnímány jako klíčový komponent stroje, díky zajištění ochrany osy před nepříznivými vlivy okolí a znečištěním od výrobního procesu pomáhají zajistit spolehlivost chodu celého stroje. Krytování však působí v rámci pohybové osy jako přidaná hmota a zdroj pasivních odporů. Tím jsou negativně ovlivněny vlastnosti osy (např. dynamika a přesnost pohybu) a množství energie, nutné pro vyvození pohybu.Moderní obráběcí stroje jsou sofistikované mechatronické celky, kde pohyb jednotlivých částí stroje zajišťují pohybové osy (lineární a rotační) vybavené vedením, zpětnovazebně řízeným pohonem a vhodným krytem. Ačkoliv kryty nejsou vnímány jako klíčový komponent stroje, díky zajištění ochrany osy před nepříznivými vlivy okolí a znečištěním od výrobního procesu pomáhají zajistit spolehlivost chodu celého stroje. Krytování však působí v rámci pohybové osy jako přidaná hmota a zdroj pasivních odporů. Tím jsou negativně ovlivněny vlastnosti osy (např. dynamika a přesnost pohybu) a množství energie, nutné pro vyvození pohybu.

Vysoce výkonné vrtání kovaných dílů

Kované ocelové díly se často používají v aplikacích s vysokými požadavky na pevnost a spolehlivost, jako jsou např. oka ojí pro zemědělské stroje. U těchto dílů jsou kladeny požadavky na vysokou pevnost a tvrdost, což kovaná ocel splňuje. A pro obrábění těchto materiálů jsou samozřejmě třeba vysokovýkonné stroje.

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

Nový rekord v HPC frézování

Společnosti Chiron a Gühring, výrobce strojů a specialista na nástroje, společně dosáhly významného rekordu v oblasti vysokovýkonného frézování: 1 000 cm3 oceli (16MnCr5) bylo obrobeno za 60 sekund. To představuje úběr osmi kilogramů oceli za minutu. A také extrémní třískový objem v čase a enormní posuv.

Manipulační systém HS flex heavy

Firma Hermle se již téměř dvacet let zabývá automatizací svých obráběcích center a jako pokračování tohoto vývoje nyní uvádí na trh výkonný, kompaktní a rovněž cenově mimořádně atraktivní automatizační nástroj - manipulační systém HS flex heavy.

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.

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.

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.

Řídicí systém z vlastní dílny, 3. díl: Pokročilé technologické aplikace

Třetí díl našeho seriálu o řídicím systému OSP - P300A firmy Okuma navazuje na dvě předchozí kapitoly, ve kterých jsme stručně představili architekturu systému a inteligentní funkce, které podstatně navyšují přesnost stroje, kvalitu obráběného povrchu i hospodárnost a bezpečnost stroje. Tato část série bude o technologických aplikacích implementovaných do OSP k jednoduchému použití operátorem.

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.

Automatizační řešení navzdory překážkám

Firma Piesslinger se specializuje na povrchovou úpravu hliníku. S automatizací výroby dílů pomohla firma Hermle a prokázala, že různé tolerance a choulostivé povrchy nemusejí být důvodem, proč se vzdát myšlenky bezobslužného obrábění.

Řídicí systém z vlastní dílny, 1. díl: Filozofie jednoho zdroje

V sérii navazujících článků se budeme zabývat systémem OSP - P300A, který v současné době završuje řadu řídicích systémů vyvinutých a vyráběných společností Okuma pro řízení CNC obráběcích strojů rovněž původem z Okumy.

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