Témata
Zdroj: Škoda Auto

Inovace v automobilovém průmyslu, část 7: Optimalizace nákladů v oblasti nástrojů

Na základě dlouhodobé redakční spolupráce MM Průmyslového spektra se společností Škoda Auto vznikl koncept tohoto seriálu přibližující realizaci inovací v jednom ze tří jejích závodů, které se nacházejí v České republice. Jde o výrobní závod ve Vrchlabí. V dalším díle se budeme věnovat úsporám v oblasti nástrojů.

Tento článek je součástí seriálu:
Inovace v automobilovém průmyslu
Díly
Michal Štefan

Svoji dosavadní profesní dráhu zasvětil automotive a to konkrétně Škoda Auto. Ihned po ukončení odborného vzdělání nastoupil v roce 1997 do závodu ve Vrchlabí. Absolvoval několik odborných stáží, nedávno se mu dostalo příležitost důkladně poznat podmínky v sesterské továrně Volkswagen v Kasselu. Aktuálně je zodpovědný za plánování mechanického opracování dílů převodovky DQ200 ve vrchlabském závodě Škoda Auto. 

Reklama

Optimalizace výdajů na nástroje třískového obrábění je důležitou součástí snižování výrobních nákladů, a tím i trvalého posilování konkurenceschopnosti na trhu. Od zahájení sériové produkce místní technici úspěšně realizovali stovky opatření, z nichž si některé detailněji představíme.

Povlakování srážecích nástrojů

Hrany ozubení je třeba z důvodu jeho životnosti a dalšího opracování srazit pomocí srážecích kol. To probíhá tvářením za studena. Činné plochy nástroje se postupně opotřebovávají, tvar zkosení hrany ozubení by tak neplnil kvalitativní požadavky. Správné sražení má přímý vliv na následné broušení nebo honování ozubení. Maximální životnost dosahuje přibližně 16 000 opracovaných dílů. Tento problém s nízkou životností se podařilo vyřešit pomocí opakovaného povlakování nástroje. Po dosažení 10 000 opracovaných dílů je nástroj vyjmut ze stroje a renovován pomocí nanesení povlaku, který zabezpečí jeho další využití. Tento cyklus se opakuje, a je tak možné dosáhnout prakticky neomezené životnosti nástroje. Ročně ve Vrchlabí ušetří 1,25 milionu Kč.

Povlakování srážecích nástrojů (Zdroj: Škoda Auto)
– Původní opotřebení nástroje po 16 000 dílech. (vlevo)
– Opotřebení nástroje po 10 000 dílech – před povlakem. (vpravo)
Reklama
Reklama
Reklama

Broušení a honování ozubení

Preciznost opracování ozubení kol a hřídelí má přímou vazbu na akustiku a životnost převodovky. Ve Vrchlabí využívají dvě technologie, broušení a honování. Jedná se o velmi komplikovanou disciplínu mechanického obrábění. Maximální možné odchylky kvality opracovávaného povrchu ozubení jsou v řádech jednotek mikronů. Celkem existuje 18 hodnocených parametrů, které je třeba všechny naplnit tak, aby byl zajištěn dlouhodobě bezchybný chod převodovky. Pro technologii broušení ozubení využívají takzvané brusné šneky. Jejich původní životnost vystačila na opracování 4 000 dílů. Tento proces se vrchlabským pracovníkům podařilo optimalizovat pomocí aplikace nového typu brusného kotouče Cubitron 2, který dosahuje životnosti až pro 35 000 opracovaných dílů, přičemž nedošlo ke zhoršení kvality opracování. Rozdíl oproti původně používanému materiálu je v brusném zrnu, které dříve mělo nepravidelný tvar, kdežto u nového typu kotouče je to tvar pravidelný. Díky této optimalizaci procesu broušení uspoří na nákladech více než 5 milionů Kč ročně.

Broušení ozubení – původní brusný kotouč s nepravidelným brusným zrnem. (Zdroj: Škoda Auto)
Broušení ozubení – nový nástroj Cubitron 2 s pravidelným brusným zrnem. (Zdroj: Škoda Auto)

Ozubení, které nemůže být z důvodů kolize dílů nebo z důvodů požadavků na akustiku broušené, ve Vrchlabí opracovávají pomocí technologie honování. K tomu slouží honovací kruh, který se relativně rychle opotřebovává. Aby byly splněny kvalitativní požadavky na ozubení, je třeba honovací kruh po každém 250. dílu renovovat. To probíhá pomocí orovnávacího nástroje, který dodá geometrii honovacího kruhu správný tvar. Standardně používaným nástrojem pro tuto operaci je pevný orovnávač s životností pro zhruba 150 000 dílů. I tento proces se podařilo optimalizovat, a to nasazením variabilního orovnávače, který má životnost pro více než 250 000 dílů. Ročně tak uspoří téměř 3 miliony Kč.

Broušení ozubení. (Zdroj: Škoda Auto)
– Původní nástroj – nepravidelný tvar brusného zrna. (vlevo)
– Nový nástroj Cubitron 2 – pravidelný tvar brusného zrna. (vpravo)

Další optimalizace v procesu honování ozubení proběhla v oblasti geometrie honovacího nástroje. Původní hodnota nakřížení ozubení na nástroji byla 3º, přičemž honovací kruh měl 109 zubů. Tato kombinace zabezpečovala průměrnou životnost nástroje pro 1 500 dílů. Při vyšším využití nástroje již nebyly plněny přísné hranice akustiky převodovky. Nově byla geometrie nakřížení upravena na 4º, s počtem zubů na nástroji 115. Díky této změně je současná životnost honovacího kruhu až 6 000 dílů, a to s nezměněnou cenou za nástroj, a především pak bez negativního dopadu na kvalitu opracování ozubení a akustiku převodovky. Za každý rok tak ve Vrchlabí ušetří téměř 2 miliony Kč.

Honování ozubení. (Zdroj: Škoda Auto)
Optimalizace geometrie honovacího kruhu. (Zdroj: Škoda Auto)
Reklama

Optimalizace koncentrace chladicí kapaliny

Příznivý vliv na životnost nástrojů nespočívá pouze ve vlastnostech používané technologie. To se potvrdilo například v procesu broušení povrchů na hřídelích. Ve Vrchlabí se podařilo optimalizovat proces broušení hned na čtyřech strojích, které používají jako brusné nástroje kotouče CBN (cubic boron nitride). Ty jsou při broušení ochlazovány chladicí kapalinou. Původní koncentrace kapaliny byla 8 % a náklady za broušení čtyř dílů pro každou převodovku byly 13 Kč. Optimalizací koncentrace kapaliny na 6 % došlo ke snížení mazání, ale naopak ke zvýšení chladicího účinku. Díky tomu se zvýšila životnost brusných kotoučů, a snížila se tak cena za broušení dílu na 9 Kč. Celkové roční úspory dosahují 2,5 milionu Kč.

Orovnání honovacího kruhu pomocí VSD orovnávače. (Zdroj: Škoda Auto)

Optimalizace nákladů za nářadí je nekončícím procesem vedoucím ke snižování celkových výrobních nákladů za převodovku. Není výjimkou, že některé procesy prošly v minulosti hned několika stupni zlepšování. Důležité je i sdílení znalostí a zkušeností, a to nejen v rámci ostatních závodů Škoda, ale i celého koncernu Volkswagen. Pravidelně se uskutečňují workshopy s mezinárodním přesahem, kde si odborníci z různých závodů vyměňují informace, které vedly k úspěchům na poli snižování nákladů. Strojírenství je dynamicky se rozvíjející disciplína. Je třeba neustále se vzdělávat a sledovat nové trendy. Ve Vrchlabí se zdejší technici snaží své procesy neustále zlepšovat. I proto tento závod vyrobí ročně téměř 700 000 automatických převodovek v té nejvyšší kvalitě. V závěru tohoto dílu byla zmíněna spolupráce v rámci koncernu Volkswagen, a právě tomuto tématu se bude věnovat další díl našeho seriálu.


Vydání #5
Kód článku: 240509
Datum: 02. 05. 2024
Rubrika: Servis / Vývoj a inovace
Související články
Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

Transparentní továrna usnadňuje přístup k datům z výroby

Před pěti lety prošel vrchlabský závod Škoda Auto kompletní proměnou z výroby automobilů na výrobu high-tech automatické dvouspojkové převodovky DSG. Samozřejmě musel být vymyšlen zcela nový layout všech jednotlivých výrobních úseků, důkladně byl navržen tok materiálu až do posledního centimetru a myšleno bylo již od počátku také na přicházející digitalizaci a éru Průmyslu 4.0. Postupné zavádění prvků moderní výroby později pomohlo k vyšší efektivitě. Dnes se namísto původního 1 000 převodovek denně vyrábí více než dvojnásobek.

Chceme svítit

Povědomí o bývalém vojenském prostoru Stříbro v západní části naší republiky přinášejí buď vzpomínky osobního rázu, nebo přicházejí skrze narukované, kteří zde společně, převážně s romskými spoluobčany z tehdejšího východu Československa, v tankových praporech chránili naši republiku proti vpádu západních imperialistů. Doba se naštěstí změnila. Nyní je to rozvíjející se region jak díky blízkosti k Německu a hlavní dálniční tepně, tak i zásluhou generace techniků, kteří se zde kolem plzeňské Škody zrodili a po jejím rozpadu a rozmělnění se vydali na cestu soukromého podnikání ve strojírenském oboru. Do jedné z takových firem, nacházející se v Kladrubech u Stříbra, jsem se vypravil. Důvodem byla ukázka vzniku a růstu dalšího partnerství s dodavatelem technologií obrábění, společností Mazak.

Související články
Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Inovace v automobilovém průmyslu Část 9. Automatizace a digitalizace v logistice

Na základě dlouhodobé redakční spolupráce MM Průmyslového spektra se společností Škoda Auto vznikl koncept tohoto seriálu přibližující realizaci inovací v jednom ze tří jejích závodů, které se nacházejí v České republice. Jde o výrobní závod ve Vrchlabí. V dnešním díle si představíme zdejší útvar logistiky.

Inovace v automobilovém průmyslu: Část 4. Automatizace a inovace

Na základě historické redakční spolupráce MM Průmyslového spektra se společností Škoda Auto vznikl koncept tohoto seriálu přibližující realizaci inovací v jednom ze tří jejích závodů, které se nacházejí v České republice. Jde o výrobní závod ve Vrchlabí. V dnešní části se zaměříme na zavádění prvků automatizace a inovační procesy, které byly v posledních letech ve Vrchlabí realizovány.

Inovace v automobilovém průmyslu: Část 2. Automatická převodovka s přímým řazením

Na základě historické redakční spolupráce MM Průmyslového spektra se společností Škoda Auto vznikl koncept tohoto seriálu přibližujícího realizaci inovací v jednom ze tří jejích závodů, které se nacházejí v České republice, tento konkrétně ve Vrchlabí. Druhou část věnujeme technickým specifikacím jeho klíčového produktu – automatické sedmistupňové dvouspojkové převodovky DSG s označením DQ200.

Inovace v automobilovém průmyslu: Část 1. Historie a transformace výrobního závodu

Na základě historické redakční spolupráce MM Průmyslového spektra se společností Škoda Auto vznikl koncept tohoto seriálu přibližujícího realizaci inovací v jednom ze tří jejích závodů, které se nacházejí v České republice. Jde o výrobní závod ve Vrchlabí. Dnes začneme pohledem do historie.

Digitalizace pro vyšší efektivitu

Vrchlabský závod Škoda Auto patří mezi nejmodernější výrobní provozy koncernu VW. V říjnu finalizoval postupný přechod na sedmidenní týdenní výrobu s roční kapacitou 690 000 dvouspojkových přímo řazených automatických převodovek DQ200. Tento proces se neobejde bez potřebného stupně automatizace výroby s postupnou implementací nejmodernějších digitálních nástrojů, které zajišťují nejvyšší možnou přesnost výroby i při komplexních výrobních operacích.

Snění o možné budoucnosti Tatry

Podnikatelská vize může znamenat i popuštění uzdy fantazie, ale měla by být vždy spojená s pocitem smysluplnosti a užitečnosti. Představy a fantazii však může mít každý, nemusí k tomu být zrovna majitelem podniku. Často si představuji, jak bych řešil nějaké technické problémy, někdy fantazíruji i o tom, jak bych uspořádal určitou organizaci, aby dobře a efektivně plnila svůj účel. Protože jsem strávil hodně času krizovou záchranou Tatry a protože se snažím skloubit manažerské znalosti a zkušenosti s technickými dovednostmi, tak jsem si během covidové karantény v roce 2020 vysnil, jak by továrna Tatra mohla vypadat třeba v roce 2030. Jsou to mé představy, byť vycházejí i z řady diskuzí s různými kolegy nebo dalšími lidmi.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Praktický výzkum nám dělá svět lepším

Prof. Ing. Milan Gregor, PhD. se narodil v Prievidzi a dětství prožil v Necpaloch. Zde u příležitosti oslav 600. výročí první písemné zmínky byl v roce 2015 oceněn Cenou primátorky Prievidzy za mimořádné zásluhy v rozvoji hospodářství, vědy a techniky a šíření dobrého jména Slovenské republiky v zahraničí.

Perspektivy čínského draka

Již několik let vám pravidelně v tomto čase přinášíme reportáže ze dvou klíčových strojírenských veletrhů celého asijského kontinentu, které jsou určitým barometrem srovnání postupného vývoje čínských výrobců obráběcích strojů a komponent, ale i pohledem na zvolené marketingové strategie nadnárodních společností při jejich penetraci na zdejší čínský trh – největší a nejprogresivněji rostoucí na světě. V lichých letech se v Pekingu v dubnu koná veletrh CIMT (China International Machine Tool Show), v sudých přibližně ve shodné době pak v Šanghaji veletrh CCMT (China CNC Machine Tool Fair). Aktuální postřehy z každého dne veletrhu jsme přinášeli prostřednictvím redakčního portálu mmspekturm.com a sociální sítě facebook, s tradičním komplexnějším pohledem na veletrh a čínský komoditní trh jako takový přicházíme nyní.

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.

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