Témata
Reklama

Inovace v konstrukci rovinných brusek

Rozšířeným názorem v průmyslové praxi je, že svět rovinných brusek je značně konzervativní a k žádným výrazným změnám v konstrukci a řízení těchto výrobních strojů za posledních dvacet let nedošlo. Smyslem tohoto článku je seznámit čtenáře s několika zajímavými technickými řešeními a inovacemi u rovinných brusek japonského výrobce Okamoto.

Ondřej Svoboda

Jednatel a spolumajitel společnosti Misan. Vystudoval čtyřleté gymnázium. Z mimoškolních aktivit se věnoval prakticky denně sportu. Po ukončení doktorského studia na ČVUT a nástupu do zaměstnání si dálkovou formou doplnil vzdělání v elektrotechnice (výuční list) z důvodu získání oprávnění pracovat samostatně na zařízeních pod napětím (vyhláška 50). Jeho volba padla na Strojní fakultu ČVUT, specializaci „výrobní stroje a zařízení“. Po ukončení doktorského studia spojeného se zaměstnaneckým poměrem ve Výzkumném centru pro strojírenskou výrobní techniku a technologii RCMT na Fakultě strojní ČVUT v Praze pracoval po dobu jednoho roku ve výrobním závodě jednoho z japonských výrobců obráběcích strojů v Anglii. Poté přišel do rodinné firmy Misan, kterou jeho otec spoluzakládal. Věří, že směřování jeho firmy najde pozitivní odezvu v českém průmyslu, jehož budoucnost vidí právě v zaměření na složité a přesné výrobky vyráběné s nejvyšší produktivitou. 

Vzhledem k neustálému vývoji a aplikaci těch nejmodernějších konstrukčních metod, komponent, elektroniky i softwarových produktů v oblasti rovinných brusek nebude níže uvedený přehled inovací úplný, spíše se zaměříme jen na „pár střípků z rozsáhlé mozaiky“.

Reklama
Reklama
Reklama

Lineární motory

Původním motivem vývoje rovinné brusky s pohonem lineárním motorem bylo zvýšení efektivnosti procesu zrychlením podélné oscilace stolu. Při aplikaci nového pohonu se však projevily významné vedlejší vlivy, které původně nebyly očekávány. Tak se stalo, že hlavním důvodem aplikace lineárních motorů na brousicích strojích je nyní zvýšení přesnosti broušení.
Charakteristické rysy aplikace lineárních motorů:
• rychlost podélné oscilace stolu výrazně zvyšuje produktivitu broušení a umožňuje efektivně pracovat s velmi krátkými zdvihy. Navíc podélný pohyb je kontrolován a velmi přesně řízen v režimu plnohodnotné NC osy;
• vyloučení kuličkového šroubu z pohonu stolu eliminuje nutnost kompenzací souvisejících s nasazením tohoto kinematického členu (kompenzace vůlí v uložení šroubu, kompenzace vůlí mezi šroubem a maticí, problematika mazání). Jsou tak vytvořeny velmi dobré předpoklady pro dosažení vysoké absolutní i opakovatelné přesnosti polohování, a to i při spojené interpolaci více os či při reverzaci chodu například při kruhové interpolaci. Současně se trvalým ponecháním kotouče v řezu vylučuje vliv proměnného předepnutí soustavy řeznými odpory.
Hlavní přínos nasazení lineárního motoru se tak přesouvá do oblasti vysoce přesného broušení jemných profilů a broušení větších dílů vyžadujících broušení bokem kotouče.

Zvýšení přesnosti broušení

V průběhu vývoje brusky s pohonem stolu lineárními motory se postupně prokázala zvýšená přesnost v celé délce broušeného profilu. Brousicí kotouč zůstává přesným řízením podélného zdvihu i při velmi rychlé oscilaci stolu trvale v řezu (vyloučením náběhu kotouče do a ze záběru), což se výrazně pozitivně projevuje na přesnosti broušeného profilu. Svislý přísuv do řezu se pak provádí plynule během podélných zdvihů, nikoliv pouze v úvratích jako u tradičního způsobu.
V porovnání s předchozí metodou, kde se přidával svislý i příčný přísuv pouze v úvratích, eliminuje plynulý přísuv skokové změny, a navíc v důsledku toho dojde za časovou jednotku k většímu úběru materiálu.

Obr 1: Vysoce přesná rovinná bruska UPG406NC s hydrostatickým vedením
Zatímco původní parametry pohybu stolu byly limitovány použitými přenosovými mechanismy a vlastnostmi rotačního servomotoru, nasazením lineárního motoru pohonu stolu dosahuje nová bruska Okamoto nejen zvýšení ustálené rychlosti pojezdu stolu, ale dvakrát až třikrát překonává původní hodnoty zrychlení a brzdění stolu. Přitom ještě paradoxně došlo i ke zvýšení přesnosti broušení.

Přínos k ochraně životního prostředí

U větších typů brusek s lineárním pohonem stolu výrazně stoupla šetrnost k životnímu prostředí, což souvisí především s úplným vyloučením hydrauliky. Rovinné brusky s velikosti stolu 600 x 400 mm a větší vykazují při aplikaci hydraulického pohonu stolu spotřebu až 120 litrů oleje ročně. Olej je třeba vždy po jednom roce vyměnit. Navíc mazání je u nových strojů zajištěno olejovou mlhou s roční spotřebou do 1 litru maziva. To představuje snížení spotřeby oleje o 96 % oproti standardní brusce.

Obr 2: Vysokorychlostní rovinná bruska UPZ210Li s lineárním motorem

Obr 3: Detail profilového broušení CBN kotoučem

Vyšší energetický příkon lineárního motoru je kompenzován odstraněním hydraulického agregátu. Tím nedochází k žádnému navýšení energetické náročnosti. Zkracuje se uvedení stroje do provozu a odpadají předepsané kontroly hydraulického agregátu. Stůl nové brusky se pohybuje velmi plynule s průměrnou rychlostí až 35 m.min-1 a dosahuje tak téměř dvojnásobné rychlosti proti tradiční brusce s hydraulicky poháněným stolem. Produktivita broušení se zvyšuje až o 40 %.

Další zvyšování přesnosti velmi přesných rovinných brusek

Jako reakci na pokračující rychlý růst výroby velkoplošných zobrazovacích panelů zdokonaluje výrobce rovinných brusek Okamoto své produkty určené k nasazení především v této výrobě. Požadavky na geometrickou přesnost nosných rámů obrazovek, zejména pak na rovinnost broušené plochy, vyžadují nasazení toho nejlepšího, co současná konstrukce brusek umožňuje. Bohužel ani to však na dosažení rovinnosti v řádu 0,8 µm/2 000 mm nestačí.

Obr 4: Pracovní prostor brusky UPZ525CNC

Nerovnoměrné nebo měnící se rozložení hmotnosti obrobku, ale zejména upínacích zařízení způsobuje zmenšení výšky nosného olejového filmu vodicích ploch a změnu sklonu stolu. Firma Okamoto proto vyvinula systém hydrostatického vedení se stabilizací polohy stolu unikátním proměnným hydrostatickým systémem. Řízením průtoků v jednotlivých sekcích vedení se koriguje a stabilizuje poloha stolu. Systém dokáže zredukovat změny tloušťky olejového filmu na 1/7 změn probíhajících u neřízených hydrostatických vedení. Tyto vysoce přesné brusky se používají k výrobě velkoformátových dílů souvisejících s aplikací tekutých krystalů a velkých trysek pro nanášení ochranných vrstev na velkoplošné zobrazovací panely. Popsaná inovace proměnného hydrostatického systému zvyšuje čtyřnásobně tuhost hydrostatických vodicích ploch.

Ing. Ondřej Svoboda, Ph.D.

Misan
o.svoboda@misan.cz
www.misan.cz

Reklama
Vydání #3
Kód článku: 120320
Datum: 13. 03. 2012
Rubrika: Výroba / Obrábění
Firmy
Související články
Prestižní ocenění Zlatá medaile

Výjimečnost nástroje FreeTurn skupiny Ceratizit potvrdila na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu odborná porota prestižního ocenění Zlatá medaile. Ocenění za inovaci ve zpracovatelské technologii bylo společnosti uděleno za inovativní metodu technologie podélného a čelního soustružení, kdy je hrubování, dokončování a obrábění kontur realizováno pomocí jediného nástroje. Společně s progresivní obráběcí metodou High Dynamic Turning zvyšuje nástroj FreeTurn dynamičnost a efektivnost procesu soustružení.

Brousicí centrum pro hospodárnou výrobu

Brousicí centrum UW II F od firmy Saacke v mnoha detailech předčí očekávání svých zákazníků. Z hlediska výkonnosti, velikosti a hmotnosti se řadí mezi již zavedené typy brusek UW I F a UW I D a vytváří tak ideální podmínky pro maximální přidanou hodnotu.

Produktivní vrtání otvorů do hliníku

Výrobci automobilů produkují čím dále více dílů z hliníku s cílem snížit hmotnost vozidel i spotřebu paliva. S ohledem na tuto tendenci je proto jasné, že vzniká poptávka po vrtácích použitelných pro výrobu otvorů ve součástkách z hliníkových slitin. Musí být zároveň schopny zajistit vysokou produktivitu, nízké náklady na otvor, dlouhou a konzistentní životnost, vysokou opakovatelnost i bezpečnost procesů.

Související články
Úspora vedlejších časů

V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Univerzální brusky pro broušení na kulato

Úzké tolerance a obtížně obrobitelné materiály - pro hospodárnou výrobu velmi přesných válcových obrobků vertikálním, vnějším a vnitřním broušením na kulato je zapotřebí pokroková strojní technologie. Společnost Okamoto nabízí široké portfolio řešení, která vyhovují všem požadavkům průmyslové výroby. Příkladem jsou univerzální CNC brusky IGM4VSP a UGM5V, které při broušení na kulato dosahují přesností v řádu mikrometrů.

Inovace ve srážení hran velkých ozubených kol

Chamfer Contour Milling skýtá výrobcům velkých ozubených kol pro nákladní automobily flexibilní a hospodárný proces pro jejich stále důležitější operace zkosení hran / odstraňování otřepů.

Automatizovaná upínací technika

Optimalizované technologie a procesy zajišťují ve výrobních firmách stále větší produktivitu. To platí i pro centrické svěráky, které se používají například pro stacionární upínání kulatých a čtvercových obrobků na nejrůznějších obráběcích strojích.

Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

Řezné kapaliny zvyšují výkonnost při soustružení závitů

Závity jsou strojně obráběné prvky, se kterými se lze běžně setkat prakticky ve všech průmyslových odvětvích. A přesto, že se soustružnické závitořezné operace využívají už celá desetiletí, stále ještě se daří dosahovat v tomto procesu pokroků, zejména pokud jde o problematické materiály, jako jsou korozivzdorné oceli, žáruvzdorné slitiny (HRSA) nebo titan. Jako příklad lze uvést vývoj soustružnických závitořezných nástrojů, které jsou opatřeny přívodem řezné kapaliny z horní i ze spodní strany, jehož kombinovaná přesnost přináší prodloužení životnosti nástroje a zvýšení kvality závitů a otevírá potenciál pro použití vyšších hodnot řezných parametrů. Tento pozitivní vliv ještě více vyniká při obrábění problematických materiálů.

Nové perspektivy v obrábění titanových draků letounů

Rostoucí využití titanu pro aplikace v leteckém průmyslu je za poslední léta velmi dobře zdokumentováno. Stejně tak se tématem diskuze a zkoumání staly i problémy spojené s efektivním, produktivním a vysoce kvalitním obráběním tohoto oblíbeného materiálu. Každá obrobna chce samozřejmě při frézování titanu optimalizovat výkonnost použité frézy, ale bez vhodných technologií a správného know-how to nemusí být až tak snadné. Díky převratnému objevu se však v současnosti začínají v této oblasti věci měnit.

Chytré měření upínací síly

Společnost Kelch uvede ve 3. čtvrtletí 2018 na trh novou generaci přístroje Safecontrol 4.0. Osvědčený systém měření upínací síly ve vřetenu obráběcího stroje je kompletně přepracován a poskytuje nyní uživatelům prostřednictvím vlastní aplikace maximální flexibilitu. Další výhodou je vysoká spolehlivost a v neposlední řadě moderní ergonomický design a jednoduché ovládání.

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Zrod (a znovuzrození) břitové destičky

Prakticky veškeré výrobky z kovů se obrábějí pomocí břitových destiček – ať už se jedná o letecký průmysl, výrobu energetických zařízení, nebo oblast spotřebního zboží. Břitové destičky jsou využívány ve velkém měřítku a pro širokou škálu aplikací, od frézování masivních bloků motorů a tvarového obrábění forem využívaných výrobci sportovní obuvi až po obrábění číselníků. Seznam požadavků na břitové destičky je dlouhý: vysoká odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost, vysoké rychlosti úběru kovu a maximální spolehlivost, a to i v náročných podmínkách, jako jsou složité dráhy nástrojů nebo hluboké dutiny, špičková výkonnost při obrábění za sucha i za mokra a vynikající kvalita obrobené plochy při dodržení přísných tolerancí.

Technologie pro firmu s dobrou tradicí

Společnost Jihlavan je tradičním výrobcem letecké i pozemní hydrauliky. Má vlastní vývoj leteckých hydraulických přístrojů. Navíc vyrábí pro významné evropské společnosti přístroje dle jejich dokumentace. S jeho výrobním ředitelem Liborem Babákem jsme si povídali zejména o technologiích a trendech a „vychytávkách“ v této oblasti výroby.

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