Frézování s přesností mikrometru na polohovacím upínacím stole s nosností 60 tun

Obrábět racionálně v malých sériích přesné součásti o hmotnosti až 60 tun – před tímto úkolem stál výrobce strojů a výrobních zařízení firma Fill z rakouského Gemeinde Gurten im Innviertel. Společně se specialistou na velké obráběcí stroje firmou SHW Werkzeugmaschinen vyvinuli univerzálně použitelnou portálovou frézku, na které je možné obrábět přesně a současně hospodárně obrobky těžké až několik tun. Jejím srdcem je téměř bezúdržbový polohovací upínací stůl s velkým valivým ložiskem od specialisty na otočné stoly firmy Fibro.

U Güntera Redhammera, vedoucího skupiny kusové výroby u firmy Fill, je na první pohled vidět jeho nadšení pro koncept SHW Power-Bridge. Není divu: více než 21 metrů dlouhá portálová frézka s kolmou univerzální frézovací hlavou, dvěma pracovními portály, se souběžně jezdícím nástrojovým robotem pro výměnu nástrojů a místem obsluhy, jakož i synchronním automatickým výměníkem nástrojů umožňuje nejkratší vedlejší časy a přesnou výrobu.

Místo aby se obrobky o hmotnosti několika tun ustavovaly a seřizovaly zdlouhavě přímo na stroji pomocí jeřábu a číselníkových úchylkoměrů, což může trvat až několik hodin, jsou obrobky upínány a seřizovány na paletě mimo stroj souběžně s obráběným kusem. Pomocí upínacího systému s nulovým bodem jsou tyto na polohovacím stole Fibromax-Schwerlast-Positioniertisch vyměněny během několika minut. „Jako výrobce velkých rozměrných součástí v kusové výrobě musíme dbát na snižování vedlejších časů,“ vysvětluje Redhammer. Kombinací upínacího systému s nulovým bodem a polohovacího stolu se to podařilo. „Jakmile je paleta upnuta, ohmatáme si obrobek z jedné strany, potom postupně ze všech stran a exaktně seřídíme upínací stůl s obrobkem. Nyní jsme již připraveni frézovat.“

Protože firma Fill měla s obráběcím centrem Syncromill, jakož i s pojíždějícím místem obsluhy, s otočným mostem a otočným stolem od firmy Fibro vždy dobré zkušenosti, padla volba také u vybavení Power-Bridge na podnik Weinsberger. „Musím důvěřovat tomu, že otočný stůl může pracovat 10 až 15 let. To je případ firmy Fibro,“ zdůrazňuje Redhammer.

Ve srovnání s hydrostaticky uloženými otočnými stoly hodnotí Redhammer velmi vysoko stoly Fibromax s uložením na valivé ložisko. „Tyto stoly mají poměrně nižší investiční náklady, a navíc u velmi zatížených stolů také malé provozní náklady. Otočný stůl je opatřen mazivem s dlouhou trvanlivostí a a je téměř bezúdržbový.“ Pouze malá nádržka s olejem pro upínání se musí dvakrát ročně kontrolovat. „To nepředstavuje žádnou skutečnou údržbu, žádné prostoje a žádné náklady na likvidaci oleje a filtrů. Asymetrickým upnutím získáme přesnosti, které leží daleko za požadovanými hodnotami.“

Zcela úmyslně byla konstrukce otočného stolu poněkud předimenzována, aby při výstředném zatížení byla zcela odstraněna periodická chyba. Zkoušky z měření obvodového házení stolu Fibromax SLR 17 při zatížení 60 tun ukázaly přesnost obvodového házení, jakož i rovinnost 0,005 mm, přesnost dělení je mezí ±1,7". „Jsme v situaci, kdy je při našem obrábění požadována vysoká přesnost, dosažitelná také s otočným stolem nemajícím hydrostatické uložení,“ zdůrazňuje Redhammer. „Nabízíme kvalitní přesný otočný stůl s velmi blízkými parametry, jaké mají stoly s hydrostatickým uložením, ale za velmi rozdílnou cenu.“

NC otočné stoly jsou konstruovány s velmi vysokou tuhostí a optimálním průběhem sil speciálně pro flexibilní polohování těžkých obrobků. Nejnovější verze stolu Fibromax 2.0 existuje ve čtyřech velikostech 1 250, 1 800, 2 500 a 3 200 pro zatížení 25, 50, 100 a 400 tun. Vysoce dimenzované, bezúdržbové valivé ložisko zachytí u XXL stolu jak radiální, tak také axiální síly. Vestavěné hydraulické upínání řídicího talíře v nastavené poloze zachycuje tangenciální moment a odlehčuje pohony. Oproti hydrostatickému uložení stolu, u kterého se řídicí talíř při každém cyklu nadzdvihne, vystačí Fibromax bez hydraulického agregátu a bez chlazení. Valivé ložisko zachytí axiální síly, aniž by nastalo nebezpečí deformace. Při náhlém výpadku proudu zůstane funkce ložiska vždy zachována. Ve spojení s bezvůlovým pohonem Twin-Drive skýtá otočný stůl další možnost kruhového frézování a simultánního obrábění v mnoha osách.

Z mnoha důvodů se firma Fill rozhodla pro novou koncepci stroje. Zaprvé při obrábění základ-ních loží docházelo stále v místě pohyblivého stanoviště obsluhy stroje ke geometrickým odchylkám, zadruhé chtěla zvýšit hospodárnost výroby. A konečně, chtěla být nezávislá na externích dodavatelích, kteří jí dodávali velké součásti. „Zpravidla jsme dostali výrobek za čtyři až šest týdnů po dodání výkresu. U velkých součástí to bylo z hlediska konkurence nepříjemné. Museli jsme proto něco udělat sami a postavit nás na obě nohy,“ podtrhuje vedoucí obchodu firmy Fill Wolfgang Rathner. „Denně jsme dostávali objednávky na rychlejší dodání stroje.“

„Na světovém trhu s velkými portálovými frézkami to nebylo příznivé,“ říká Rathner. Stroje s hydrostatickým uložením dosahují sice požadované přesnosti, jsou však z hlediska nákladů dražší. Levnější stroje zase mají nedostatek v přesnosti a ve flexibilitě. Častou otázkou je: Proč firma Fill nekonstruuje stroje sama? „Portálové frézky menších rozměrů již také vyrábíme, jako například naše Syncromill. Strojírenství, elektrotechnika, mechatronika – vše můžeme uspokojit,“ informuje Rathner. Firma SHW má pro tento případ v „šuplíku“ rozsáhlý první koncept univerzálně použitelných XXL portálových frézek, může je nabídnout rakouským podnikům. Společně může koncept upravit podle zvláštních požadavků flexibilní výroby se zaměřením na vysokou kvalitu a výkon, vysokou přesnost a atraktivní cenu. Centrální součásti, jako jsou příčník, vřeteník, frézovací hlava a pohon ozubenou tyčí, převzal podnik SHW od Uni-Force-Fahrständermaschinen a přizpůsobili je pro Power-Bridge. Výkon obrábění, přesnost, produktivita, spolehlivost a flexibilita Fahrständermaschinen, byly z valné části přeneseny na portálovou konstrukci. Konstrukci doplňuje silně zatížitelný stůl od firmy Fibro.

Z pohledu Rathnera je účet otevřený: „Nyní víme, že jsme trefili, co jsme chtěli. Portálová fréz-ka je vhodná pro těžké strojírenství. Umožňuje zatížení až 300 tun na desku pracovního stolu a 60 tun na otočný stůl při maximální přesnosti a efektivitě. V naší klimatizované hale dosahujeme přesnosti v rozsahu mikrometrů. Dnes můžeme nabídnout krátké dodací časy, což doposud nebylo možné.“

Das Industriemagazin č. 44, 2015

Matthias Baumbusch, zpracoval J. Řasa

zuzana.zidlicka@mmspektrum.com