Index kvality obráběcích strojů

Nemůžeme pochybovat o tom, že všechny strojírenské podniky usilují o trvalou prosperitu. Podniky se proto snaží na trh zavádět takové produkty - výrobky nebo služby -, na které zákazníci pozitivně reagují dostatečně vysokou poptávkou. Musejí nepřetržitě usilovat o to, aby jejich produkty byly konkurenceschopné, aby měly na trhu své pevné místo a přinášely dostatečné zisky potřebné pro další rozvoj.

Každý podnik se snaží na trhu uspět. Index kvality odhalí možné nedostatky a navede např. konstruktéra na parametry, které je vhodné zlepšit, čímž se zlepší i konkurenční postavení výsledného stroje. Někdy bývají analýzy nahrazeny prostou intuicí, ta se však může opírat o informace, které nemusejí být vždy spolehlivé.

Teoretická metodika výpočtu indexu kvality se formuje již několik let a v tomto roce je postupně ověřována. Indexem kvality strojů je možné porovnávat technické a konstrukční parametry strojů od různých výrobců obráběcích strojů. Pro výpočet indexu kvality je bezpodmínečně nutné mít k dispozici sjednocené vstupní technické parametry, z kterých posléze provedeme výpočet určující kvalitu stroje.

Index kvality je vyjádřen stupnicí, která jednoznačně určuje zařazení stroje. Stupnice má členění jedna až pět. Čím má stroj nižší index kvality, tím je kvalitnější, a v přímé závislosti se index kvality promítá v ceně obráběcího stroje.

Nyní již k vlastní metodě výpočtu indexu kvality obráběcích strojů. V následující části se budeme věnovat výpočtu zahrnujícímu vertikální a horizontální obráběcí centra pro třískové obrábění.

I_k   0 až 1 = super kvalita

I_k   1 až 2 = výborná kvalita

I_k   2 až 3 = velmi dobrá kvalita

I_k   3 až 4 = dobrá kvalita

I_k   4 až 5 = vyhovující kvalita

I_k   5 a více = nevyhovující kvalita

Koeficient navýšení kvality pro centra

tříosá = 1

čtyřosá = 0,9

pětiosá  = 0,8

Příklad výpočtu indexu kvality (I_k1 až I_k15) : 15 = 2 . 0,8 = 1,6 I_k 

I_k1 Poměr půdorysu stroje proti rozjezdu v osách X, Y, Z (Z+ W) v metrech

čtverečních dělený konstantou 5.

Příklad:        Půdorys stroje 4000 x 2200

                   Rozjezdy X, Y, Z 900/900/600

                   4 x 2,2 = 8,8 : (0,9 x 0,9 x 0,6) = 18,1

                   18,1 : 5 = 3,62 = I_k1. 

I_k2 Poměr hmotnosti stroje proti hmotnosti obrobku děleno konstantou 5.

Příklad:        Hmotnost stroje 10 800 kg

                   Hmotnost obrobku 1 000 kg

                   10 800 : 1 000 = 10,8

                   10,8 : 5 = 2,96 = I_k2.      

I_k3 Vřeteno (elektrovřeteno)

Index I_k3  = 1  platí pro 18 000 ot.min^-1

I_k3 pro vnitřní chlazení      

60 barů = 1

40 barů = 2

20 barů = 3

bez chlazení = 4

I_k3 = 1 pro krouticí moment 200 Nm

Příklad:        Vřeteno stroje má 12 000 ot.min^-1, Mk = 125 Nm, vnitřní chlazení 60 barů

                  18 000 : 12000 = 1,5

                  200 : 125 = 1,6

                  1,5 + 1,6 +1 = 4,1 : 3 = 1,37

                  I_k3 = 1,37

I_k4  Rychloposuvy v osách

Index I_k4  = 1 platí pro rychloposuv 90 m.min.^-1  

Příklad:        X = 60, Y = 60, Z = 60, A = 38,  B = 23

                  60 + 60 + 60 + 38 + 23 = 241

                  241 : 5 = 48,2

                  90 : 48,2 = 1,87 = I_k4

I_k5  Zrychlení v osách

Index I_k5  = 1 platí pro zrychlení 15 m.s^-2 

Příklad:        X = 10, Y = 10, Z = 10, A = 12, B = 6

                   10 + 10 + 10 + 12 + 6 = 48

                   48 : 5 = 9,6

                   15 : 9,6 = 1,56 = I_k5  

I_k6  Opakovatelná přesnost najetí lineárních os X, Y, Z (W )

I_k6   = 1       platí pro  0,001 mm

I_k6  = 1,5    platí pro  0,002 mm

I_k6  =  2      platí pro  0,003 mm

I_k6  = 2,5    platí pro  0,005 mm

I_k6  = 3       platí pro  0,01   mm

I_k6  = 3,5    platí pro  0,015 mm

I_k6  = 4       platí pro  0,02   mm

I_k6  = 4,5    platí pro  0,025 mm

I_k6  = 5       platí pro  0,03   mm

Příklad:       X = 0,005, Y = 0,003, Z = 0,002

                  I_k6  = (0,005 + 0,003 + 0,002) : 3 = 0,0033

                  I_k6 = 2

I_k7  Opakovatelná přesnost najetí otočných os  A, B, C (v sekundách)

I_k7  = 1       platí pro   2 s

I_k7  = 1,5    platí pro   3 s

I_k7  = 2       platí pro   4 s

I_k7  = 2,5    platí pro   5 s

I_k7  = 3       platí pro 10 s

I_k7  = 3,5    platí pro 15 s

I_k7  = 4       platí pro 20 s

I_k7  = 4,5    platí pro 30 s

I_k7  = 5       platí pro 60 s 

Příklad:        A = 5 s, B = 3 s

                   I_k7 = 5 + 3 = 8 : 2 = 4 s

                   I_k7 = 2

I_k8  Počet os stroje

3 osy:  I_k8 = 4

4 osy: I_k8 = 2,5     

5 os: I_k8   = 1,5      

více než 5 os: I_k8  = 1

I_k9   Počet výměnných palet (stolů)

pevný stůl I_k9  = 3

dvě palety (stoly) I_k9 = 2

více palet I_k9     = 1

I_k10   Zásobník nástrojů

Index I_k10 = 1 platí pro 60 pozic

Příklad: stroj má zásobník 2 x 24 pozic

                   60 : (2 x 24) = 1,25 = I_k10 

I_k11  Čas výměny nástroje - tříska - tříska

Index I_k11   = 1 platí pro čas výměny nástroje 1 s 

Příklad: čas výměny nástroje = 3,6 s

                   I_k11   = 3,6

I_k12    Počet vřeten

Index I_k12  = 1 platí pro dvě vřetena na stroji

Příklad: 2 : 1= 2 = I_k12  (pro vertikální stroj)

I_k13    Elektrický příkon proti počtu os a vřeten děleno konstantou 5

Příklad: stroj má příkon 74 kVA a má 4 osy a dvě vřetena

                   74 : (4 + 2) = 12,33

                   12,33 : 5 = 2,46 I_k13

I_k14    Zakrytování stroje

I_k14   = 1  platí pro kompletně zakrytovaný stroj včetně stropu a zásobníků nástrojů s vynašečem třísek z pracovní kabiny a ven ze stroje

Index I_k14   = 2 shodné jako I_k14  = 1 bez vynašeče třísek z pracovní kabiny

I_k14  = 3 shodné jako I_k14  = 1  bez vynašečů třísek z pracovní kabiny a ze stroje

I_k14  = 4 zakrytování stroje bez stropu

I_k14  = 5 zakrytování pouze pracovní kabiny

I_k15  Možnost zařazení stroje do automatického výrobního systému

I_k15  = 1: je možnost řadit stroje do pružného výrobního systému

I_k15  = 2: je možnost řadit stroje vedle sebe do linky a výměnu palet řídit ze stroje

I_k15  = 3: stroj není možné použít v automatickém systému - musí pracovat samostatně

Z indexů kvality jednotlivých skupin stroje I_k1  až I_k15  vytvoříme průměrný index kvality I_k, který nesmíme zapomenout přenásobit koeficientem navýšení kvality.

Z výše uvedeného výpočtu vyplývá, že se dá kvalita strojů měřit, respektive porovnat a na základě vypočítaných hodnot určit také cenu. Na druhé straně je to možnost pro zákazníky a prodejce porovnat kvalitu strojů od různých výrobců a na základě toho koupit za nejvýhodnější cenu.

Příklady porovnání indexu kvality strojů od firem Kovosvit MAS (CZ), Tajmac ZPS (CZ), Mazak (Japonsko) MCU 630V-5X

V  tabulce porovnání indexu kvality jsou velmi dobře viditelná silná a slabá místa porovnávaných strojů. Celá metodika návrhu v podstatě vychází z určování indexu kvality v automobilovém průmyslu, ve kterém podobný princip funguje již několik desetiletí. Všichni výrobci automobilů sjednotili technické parametry uváděné v informačních zdrojích. Zákazníci mají možnost vybrat a koupit auto dle svých představ a finančních možností ve srovnatelné kvalitě.

Pro jiné kategorie strojů, např. soustružnická centra, lze také použít tuto metodiku, ale jednotlivé indexy je nutné změnit.

Ing. Josef Bernard

Ing. Martin Kukačka

Vapos

josef.bernard@vapos.cz

//www.vapos.cz/