Témata
Reklama

Jednoúčelové stroje

Podruhé v tomto vydání se vypravíme proti času do října loňského roku, kdy se na milánském výstavišti konala světová výstava EMO. Tento náš specializovaný pohled se tentokráte ubírá směrem na jednoúčelové stroje zde prezentované.

Tento článek je součástí seriálu:
Světové veletrhy obráběcí techniky
Díly
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.

Jedním z měřítek určujících typové zařazení obráběcích strojů je rozsah výroby a pružnost - schopnost reagovat na změnu vyráběného dílce či sortimentu dílců. Obecně platí, že s rostoucím rozsahem výroby se pružnost výrobního zařízení snižuje. Z tohoto hlediska byly na EMO představeny stroje zejména pro malá číslicově řízená obráběcí centra pro rotační i nerotační součástky. Tyto univerzální stroje se vyznačují velkou pružností (zjednodušeně, příprava pro změnu vyráběného dílce se omezuje jen na nahrání nového programu, přípravu nástrojového vybavení a upnutí příslušného polotovaru).

Další kategorií strojů, které byly výrobci na veletrhu nabízeny a prezentovány, jsou automatizované výrobní soustavy, jednoúčelové obráběcí stroje a výrobní linky. U těchto zařízení platí, že z důvodu neměnného, resp. obtížně měnitelného technologického i konstrukčního uspořádání se změna vyráběného dílce realizuje výrazně obtížněji a za vyšších nákladů, než je tomu u obráběcích center (samozřejmě ekonomický užitek, ať už počáteční investice do výrobního kapitálu, tak i do potenciální přestavby linky je důvod, proč se tato zařízení hojně uplatňují v nerůznějších výrobních oblastech spojených s velkým množstvím vyráběných kusů).

Pružnost a rekonfigurovatelnost

Současné trendy vedou výrobce ke snaze vytvořit zařízení (výrobní linku), lehce reagující na změnu výroby, tj. jsou „pružnější" a rekonfigurovatelné i v oblastech rozsahu výroby, které doposud jsou výrazně nepružné. Vedle toho vznikají a jsou nabízeny stroje takové, jež z hlediska konstrukčního uspořádání tak i z hlediska použitých principů umožňují zvyšování výrobnosti (vícestranné a vícevřetenové obrábění atd.) mají charakter jednoúčelových strojů, přitom svázanost s konkrétním výrobkem není příliš velká (především díky pokroku v automatizaci, řídicí a pohonové technice). Modulární uspořádání konstrukčního řešení (nejen těchto strojů) je nevyvratitelnou nákladovou výhodou, ale v podstatě nezbytnost pro rychlost realizace zakázky. Do detailu propracované moduly (výrobní buňky), ze kterých se poskládá celá výrobní linka, nabízela například skupina MAG nebo Mori Seiki (obsahují kompletní krytování, rozvody médií, ...).

Prezentace úměrná možnostem

V oblasti jednoúčelových strojů existují dva druhy výrobců. Výrobci finálních produktů a jejich subdodavatelé. Stejně jako u těžkých obráběcích strojů, tak i u výrobců linek a jednoúčelových strojů je obtížné jejich výrobní program fyzicky (a už vůbec ne v plném rozsahu) prezentovat. Proto exponát stojící na stánku mnohdy nemůže být stěžejní pro ukázku toho, co firma dokáže zákazníkovi nabídnout. Několik desítek metrů dlouhá linka se stěží vejde na omezený prostor stánku výrobce, a proto jsou vystavovány jen dílčí části a vedle toho jsou využívány zejména multimediální prostředky. Základní stavba stroje (prostorové uspořádání rámu stroje), krytování a způsob řízení je převážně dílem výrobce finálního produktu. Jejich subdodavatelé jsou výrobci komponent a konstrukčních celků (skupin) zaměřených speciálně na jednoúčelové obráběcí stroje, linky a další.

Reklama
Reklama
Stavebnicová koncepce stroje řady M08 firmy BTB Transfer
Pohled do pracovního prostoru stroje BTB Transfer
Upínače obrobků (BTB Transfer)

Stroje s otočným stolem...

Hojně vystavovanou skupinu strojů tvořily stroje s otočným stolem nebo bubnem, na kterém jsou upnuty obrobky. Italská firma BTB Transfer představovala stroj z řady BTB M08, který může obsahovat až tři buňky propojené s otočným stolem. Každé pracoviště sestává z 3D jednotky, pro zakládání palety (upínače) na otočný stůl může být použit manipulátor nebo robot. Velmi důležitou součástí výroby dílců je manipulace a upínání obrobků. Obrobky se mezi technologickými pracovišti pohybují volně, pokud jsou jednoduše manipulovatelné (např. nepotřebují speciální orientaci vůči nástroji), nebo se pohybují na nosných deskách anebo paletách. Firma BTB deklarovala svůj komplexní přístup k výrobě také tím, že prezentovala, jakými upínacími systémy obrobků disponuje (upínače a upínací přípravky pro jednoúčelové stroje jsou obvykle funkčně i tvarově velmi složité, aby umožnily rychlé, přesné a tuhé upnutí a obrobení na jedno upnutí). I v této oblasti se mnohé mění, zejména s rozšiřováním robotiky, umělé inteligence, optických senzorů, softwarových algoritmů a rychlosti zpracování dat. Například roboti ve spojení s optickými snímači a řídicími systémy rychle vyhodnocují polohu součástí, správně orientují a manipulují do upínačů, aby byly uspokojeny potřeby vysoce produktivní výroby. Fyzicky firma BTB představila stroje TRO 8S-18U ISO30 CNHY a TRV 10S-23U CNHY. Prvý má vodorovnou osu bubnu, na kterém jsou upnuty obrobky, druhý má osu bubnu svislou. Okolo bubnu jsou v pracovních polohách umístěny pracovní jednotky. V obou případech je pro zakládání obrobků do pracovního prostoru použit robot. Oba stroje jsou schopny za hodinu vyrobit až 600 tvarově složitých součástek.

Firma Mikron, jež se mimo jiné specializuje na obrábění částí dioptrických brýlí, představila novinku z řady MAM, který může obsahovat 8 nebo 10 pracovních míst. Současně může být prováděno až osmnáct operací za vysoké přesnosti polohování stolu ±2μm a teplota chladicí kapaliny je stabilizovaná s přesností jednoho stupně. Maximální počet obrobených dílců je 120 za hodinu.

Stavebnicová konstrukce stroje firmy Buffoli

... a otočným bubnem

Firma Buffoli Transfer nabízela stroj TRANS-BAR CNC, u kterého je polotovarem tyčový materiál. Stroj s bubnem s dvanácti polohami. Maximální množství součástek vyrobených na tomto stroji je 5 000 za den. Tato firma má také v nabídce stroje s vertikálním bubnem označované jako TRANS-DOUBLE, u kterých se chlubí s denní produkcí 1 000 až 100 000 součástek v pracovním taktu 0,75 až 20 s. Také firma Arcardini Macchine nabízela stroj s vertikálním otočným bubnem.

3D jednotka s revolverovou hlavou (Somex)

Stavebnicová řešení

Subdodavatelé se zaměřují na několik oblastí. Jedná se zejména o pracovní jednotky a specializované nástrojové hlavy. Francouzská firma Somex je firmou balancující mezi subdodavatelem i koncovým výrobcem. Její produkce je v podstatě učebnicovou ukázkou stavebnicové konstrukce jednoúčelových strojů. V nabídce má pracovní jednotky pro vrtací, vyvrtávací, frézovací operace a pro přímočaré polohovací jednotky a stoly, zvyšovací desky a samozřejmě i speciální příslušenství jako součástí rozsáhlé stavebnice. Obdobný výrobní program představila například firma Suhner z Německa nebo Euroma Macchine z Itálie. V případě konstrukčních řešení pracovních jednotek bylo na veletrhu vidět, že i v době v podstatě levných elektrických servopohonů a jejich příslušenství se uplatňují způsoby vyvození translačního pohybu pracovní jednotky tak, že translace rotujícího nástroje je spřažená od rotačního náhonu přes vložený převod nebo je posuv jednotky vyvozován pneumaticky. Každý z principů samozřejmě má své opodstatnění. Na vyšší úrovni „komplexnosti" stavebnicového řešení jsou stavebnicové 3D jednotky, které nabízela např. firma Sugino nebo zmíněný Somex či Emissa.

Self-unit.pdf 3D jednotka Self-unit firmy Sugino
Pracovní jednotka firmy Suhner

Velmi poutavými exponáty bývají vícevřetenové hlavy (opět jsou realizovány stavebnicově). Italská firma O.M.G. vystavovala novou řadu úhlových hlav TA. Pro oblast jednoúčelových strojů a linek nabízela sérii vícevřetenových hlav řady T-TS, TL, TR, popř. VH a řadu dalších. Jedná se opravdu o speciální hlavy s přestavitelnými vřeteny, jež se uplatňují jedině u strojů určených pro velkosériovou a hromadnou výrobu. Další vystavovanou skupinou jsou revolverové hlavy typu TH, jež slouží k výrazně rychlejší výměně nástrojů, než je tomu v režimu vřeteno - manipulátor - zásobník nástrojů. Stejné určení mají revolverové hlavy série TRH, jež vystavovala také švýcarská firma Pibomulti, i Somex, Picchi (Bugatti) z Itálie.

Revolverové hlavy firmy O.M.G.
Hlavy s přestavitelnými vřeteny (O.M.G.)

Další komponenty vstupující do konstrukce strojů jako subdodávky, u kterých byla zmiňovaná velká důležitost, jsou upínače. I u těchto částí strojů je snaha o stavebnicové řešení nebo o co největší využití stavebnicových prvků; přitom nosné těleso bývá připraveno na míru obráběné součásti. Za pozornost stojí realizace nosného tělesa upínače z polymerbetonu (minerální litiny) od švýcarské firmy Triag, i když jeho uplatnění v hromadné výrobě pravděpodobně nebude příliš velké.

Konkrétní projekty

Jednoúčelové stroje mají uplatnění, jak je výše uvedeno, především v oblastech hromadné nebo velkosériové výroby, na druhou stranu opodstatnění mají i tam, kde není ekonomicky či technicky opodstatněné nasazení konvenčních strojů či obráběcích center v malosériové výrobě. S jednoúčelovostí jsou spojeny také „jednoúčelové" technologie. Firma Dufieux Industrie prezentovala na EMO technologii výroby Milling Mirror System, která je výsledkem projektu financovaného Evropskou komisí a konsorciem Airbus, jež je také spotřebitelem výsledků tohoto vývoje. Z důvodu snižování energetické náročnosti provozu a výroby letadel je zapotřebí vyrobit co nejefektivněji dílce velmi tenké, tvarově složité, přitom ale v rozměrech několika metrů. Dříve se tyto vyráběly chemickým obráběním. Vývoj protilehlého frézování úplně odstranil negativní účinky na životní prostředí a výrobní čas klesl na polovinu.

Technologie výroby leteckých dílců - Milling Mirror System
...video...
Video: protilehlé frézování

Stroje určené pro výrobu součástek ve velkých či obrovských sériích jsou nedílnou součástí výrobní techniky. Jejich ústup a nahrazení pružnými výrobními systémy, které dokážou lépe reagovat na vyráběný sortiment při patřičném množství vyráběných kusů je jedním z trendů, ale pokud je potřeba docílit opravdu vysoké produktivity výroby (práce) v „delším" časovém období, jednoúčelové stroje, linky atd. nemají zastupitelná řešení.

Ing. Lubomír W. Novotný, Ph.D.

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 100429
Datum: 30. 03. 2010
Rubrika: Výroba / Obrábění
Seriál
Firmy
Související články
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.

Důležitá je doba chodu vřetena v řezu

Společnost HZT Honermeier Zerspanungstechnik vyrábí tvářecí nástroje, komponenty, měřidla a prototypy pro strojaře, proto žádné dvě zakázky nejsou stejné. Kvůli flexibilnímu a současně efektivnímu obrábění investovala společnost do pětiosého obráběcího centra s připojenou automatizací od firmy Hermle.

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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Mít prostor pro obrábění

Dosažení dalšího zvýšení produktivity v sériové výrobě. To byl cíl těch, kdo vyvinuli úspěšnou konstrukční řadu strojů Hyperturn. Jejím přesvědčivým pokračovatelem je nový Hyperturn 65 Powermill.

Soustruh s ergonomickým deginem

Na dubnových dnech otevřených dveří mohli zákazníci a obchodní partneři Kovosvitu MAS na montáži poprvé spatřit nový soustruh KL 435. Jde o další stroj z řady KL (Kovosvit Lathe) v níž navazuje na KL 285, který Kovosvit poprvé představil v minulém roce na MSV v Brně. Letos bude mít v Brně výstavní premiéru soustruh KL 435. Výrobní řada KL je evolucí řady produkčních soustruhů SP. Samotný KL 435 tak navazuje na soustruh SP 430. Konstruktéři se při inovaci zaměřili zejména na ergonomii a celkovou přívětivost ovládání stroje.

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.

Od tlakové slévárny až po kompletní výrobu

Outsourcing u sléváren a kováren nabývá na důležitosti. Přesun obrábění od OEM výrobců do sléváren vedl k tomu, že se řada tlakových sléváren přeorientovala na kompletní výrobu. Příkladem je závod Ljunghäll v České republice, který s podporou firmy Grob rozšířil výrobu z tlakového lití na dodávky komplexních dílů pro automobilový průmysl.

Automatizované obrábění zápustek

Díky strategii standardizace a obráběcímu centru C 22 UP Hermle zhospodárnila divize výroby nástrojů a forem ve WMF Group svoji výrobu zápustek a nástrojů a vytvořila tak volné kapacity pro služby externím zákazníkům.

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.

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.

Automatizovaná výroba implantátů just-in-time

Pro zakázkovou výrobu vysoce přesných implantátů v časovém limitu 24 hodin vsází švýcarský výrobce a poskytovatel zdravotnických prostředků pro osteosyntézu, firma Medartis, na obráběcí centra a robotické systémy Hermle.

Vřetena svislých CNC soustruhů - Část 1

Je-li řídicí systém mozkem obráběcího stroje, pak vřeteno je jeho srdcem. Japonská výrobní společnost Okuma vytváří tyto dva ústřední orgány svých obráběcích strojů s vynaložením veškerého umu, kterého je schopna a s příslovečnou japonskou pečlivostí. Proto si může dovolit se 100% jistotou prohlásit, že její soustružnická i frézovací vřetena budou pracovat bezchybně po dobu 36 měsíců bez omezení a poskytnou uživatelům tříletou záruku.

Upínací sady HSK s výměnným kroužkem

Pro vysoce přesné a spolehlivé upínání nástrojů se používají upínací sady HSK. V tomto prostředí firma Röhm, která se specializuje na upínací technologie a automatizaci, některé z osvědčených výrobků významně optimalizovala.

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