Témata
Reklama

Malá a středně velká frézovací centra po EMO 2005

Na letošním hannoverském veletrhu EMO bylo již tradičně představeno výrazně větší množství nových a inovovaných strojů než na veletrzích EMO konaných v Miláně a v Paříži. Celkově je patrné značné oživení trhu v odvětví výrobních strojů, a to nejen co do kvantity, ale také co do technického progresu nabízených strojů.

Tento článek je součástí seriálu:
Světové veletrhy obráběcí techniky
Díly
Jan Smolík

Je klíčovou osobou na Ústavu výrobních strojů a zařízení Fakulty strojní ČVUT v Praze. Společně s prof. Houšou zde spoluzakládal Výzkumné centrum pro strojírenskou výrobní techniku a technologii (RCMT). Následně zde vedl Centrum kompetence a nyní Národní centrum kompetence, jehož je ústav spoluřešitelem. Jeho specializací jsou obráběcí stroje, se zaměřením na nové konstrukce a byznys modely.

Na základě představované nabídky center lze identifikovat jejich hlavní kategorizaci vzhledem k jejich předpokládanému užití ve výrobě. V následujícím textu se pokusíme ve stručnosti přiblížit a charakterizovat jednotlivé kategorie a představíme některá zajímavá řešení detailů. Tato kategorizace není striktní a přesná a u konkrétních strojů se zařazení přirozeně prolíná.
Reklama
Reklama
Reklama

Malá velmi přesná centra

Jedná se o kategorii strojů určených pro obrábění velmi malých a přesných dílců. Typickými produkty jsou součásti do hodinek a jiných mikromechanismů, miniaturní reliéfy forem optických prvků, miniaturní střižné nástroje a inzerty nástrojů a forem, malé elektrody pro EDM apod. Velikosti zdvihů nepřesahují obvykle 200 mm a centra bývají tříosá, jen výjimečně víceosá. Vzhledem k užití velmi malých průměrů nástrojů (od průměru 20 um) jsou uplatňována vysokootáčková vřetena (až 200 000 ot.), velmi často elektrovřetena od firmy Precise, ale i od dalších výrobců. Další charakteristikou je užití submikronové interpolace s interpolačním krokem zpravidla 0,1 - 0,01 um. Jako charakteristické stroje v této oblasti lze uvést Kern Pyramid Nano, Kern Evo, Sodick MC430L a MC650L, Sodick Kagayaki, Mori Seiki NV1500 DCG, Matsura LX-0 a LX-0 5AX, Exeron HSC 200, Roku-Roku Nano-21, Matec DFM, Mikron HSM 300, Wissner Gamma 303 High Performance a další. U strojů se zaručenou přesností menší než 5 um je velmi významným problémem řešení proměření přesného průměru a vyložení upnutého nástroje. Nelze užít klasických dotykových sond a jsou užívány speciální laserové měřicí přístroje, na kterých je prováděno měření za rotace. Výsledek měření, který je zaváděn do CNC systému, je vyhodnocen nejméně ze tří samostatných měření. Takovýto přístroj nabízí například japonská společnost Union Tool Co., a to pod označením EDR-D20, a na EMO byl uplatněn na nově představovaném stroji Sodick Kagayaki. U velmi přesných strojů pracujících s nejmenšími nástroji je také často užíván systém upínání nástrojů přímo do kleštiny ve vřetenu a není užíván nástrojový držák, který je jako další dílec v řetězci zdrojem chyb a nepřesností. Automatická výměna, ukládání a manipulace s miniaturními nástroji jsou pak řádově složitější než u systémů výměny při užívání nástrojových držáků. Pro pohon v této kategorii strojů jsou nyní nejčastěji uplatňovány lineární motory, méně pak kuličkové šrouby, a například stroj KernPyramid Nano užívá hydrostatické trapézové šrouby i hydrostatická vedení všech os. Maximální posuvové rychlosti se pohybují v rozsahu 30 - 90 m.min-1 a zrychlení od 1 do 2g.

Středně velká přesná centra

Jedná se o centra určená především k obrábění nástrojů a forem. Obrobek je obvykle umístěn na vodorovném stole, který je nehybný nebo který koná pohyb maximálně v jedné souřadnici. Nosná struktura je charakteristická masivním rámem tvaru L nebo je uplatněna koncepce se dvěma bočnicemi provázanými v zadní části stroje. K pohonu jsou užívány téměř výhradně pohony s kuličkovými šrouby. I v této oblasti strojů se začínají uplatňovat rotační řízené osy, nejčastěji pak na otočných a naklápěcích stolech. Společnost Fidia v podobě stroje G996V, resp. RT a Ingersol v podobě stroje OPS 650 představily koncept, který umožňuje při užití shodného rámu instalovat pod vřeteník buď pevný stůl, nebo dvouosý otočný a naklápěcí stůl. Jako příklady strojů pro tuto oblast lze jmenovat např. stroje Mazak Super Mould Maker 2500u, Matsura LX-1, Roku-Roku Mega a Cega, Roku-Roku HC Series, Exeron HC 300 a HC 500, Röders HSC a RXP Serie, Röders RHP Serie, Fidia D165 a G996 Serie, Ingersol OPS 650, S.F.Y. HCM-810, Mori Seiki NV a NVD Serie, Mirkomat 8V a 60S, Mikron XSM, HSM a HPM, LANG Impala 800S, Yasda YMC 325 a další.

Vysoce produktivní centra

Tato kategorie strojů je primárně určena pro hromadnou výrobu především v automobilovém průmyslu a někdy se pro tuto kategorii strojů užívá též označení systémové stroje. Stroje jsou připraveny pro stavbu do výrobních linek a často jsou nabízeny ve vícevřetenovém provedení. Důraz je kladen na velmi rychlou výměnu nástrojů a obrobků, stroje dosahují vysokých posuvových rychlostí i zrychlení a velmi charakteristická je modulárnost koncepce stroje, umožňující zvolit různý počet vřeten a různé provedení stolu pro obrobek. U této kategorie strojů jsou často uplatňovány lineární motory a obvykle vřeteníková skupina realizuje všechny tři posuvové souřadnice. Je snahou vyvíjet stroje co nejméně široké a s dobrým přístupem pro manipulaci seshora a zepředu. Výrobci těchto strojů musí především nabídnout schopnost navrhovat a realizovat komplexní výrobní linky včetně automatizace a transferu obrobků a nástrojů a včetně nezbytné infrastruktury.
Mezi tradiční výrobce v tomto sektoru patří Alfing, Vogtland, Cincinnati Lamb, Ex-cell-o SW Emag, MAP, Comau, Heller, Cross Hüller, Grob, Toyoda, Mitsui Seiki, Krause&Mauser, Chiron, Anger, Samag, MCM, Vigel, Mori Seiki, StarragHeckert, Makino, PCI, OKK, Okuma, Mazak, Mandeli, Picchi a další.

Středně velká univerzální centra

Univerzální centra jsou nejčastěji nabízena jako čtyřosá s horizontálním vřetenem, které koná pohyb minimálně ve dvou souřadnicích. Velmi časté je tříosé provedení vřeteníkové skupiny box-in-box nebo s pohyblivým stojanem v příčné ose X. Otočné a naklápěcí osy se v této kategorii vyskytují téměř výhradně na straně obrobku, a to v podobě horizontálních nebo vertikálních kolébek, často s užitými prstencovými motory pro pohon. Mezi tradiční výrobce strojů této kategorie patří Hermle, Mandeli, DMG Gildemeister, Yasda, Mazak, Mikron, Willemin-Macodel, MCM, Donau, Alzmetal, Cincinnati Lamb, DIXI, Matsura, Makino, Okuma a mnoho dalších.

Závěr

Vzhledem k omezenému rozsahu tohoto příspěvku není obsah zdaleka vyčerpávající. V některém z dalších článků se budeme zabývat rozborem vývoje a trendů v oblasti stavby frézovacích center současnosti.
Tyto výsledky byly získány za finančního přispění Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR v rámci podpory projektu výzkumu a vývoje 1M684077000.
Ing. Jan Smolík
VCSVTT
Reklama
Vydání #12
Kód článku: 51220
Datum: 20. 12. 2005
Rubrika: Trendy / Obrábění
Seriál
Firmy
Související články
Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

Související články
Kloubový robot uvnitř stroje

V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Přesnost zvyšující produktivitu

Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

Vlajková loď pětiosého obrábění

Český výrobce obráběcích strojů Kovosvit MAS v letošním roce slaví úspěch se svojí high-tech produkcí, zejména s pětiosými vertikálními obráběcími centry řady MCU. Tyto stroje se daří firmě umísťovat na náročné trhy Evropské unie i jinde ve světě, cenné reference sbírají především v leteckém průmyslu.

Novinka z varnsdorfské líhně

Přední evropský výrobce obráběcích strojů, TOS Varnsdorf, letos představil nečekanou novinku, která významně rozšiřuje nabídku výkonných obráběcích strojů z varnsdorfské líhně.

Československá stopa u nového rekordu

Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

Pro větší efektivitu ve výrobě

Spolupráce mezi výrobcem obráběcích strojů Hurco a dodavateli automatizovaných nakládacích systémů má za následek vyšší produktivitu a větší výnosy. Automatizované nakládání umožňuje rozšíření kapacity v kusové a malosériové výrobě bez potřeby dalšího personálu pro obsluhu strojů. Nakládací roboty je možno také využít v bezobslužných směnách nebo o víkendech.

Vyvrtávání hlubokých otvorů

V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

Plnění požadavků na čistotu ve výrobě

Firma Rosler vyvinula pro výrobce systémů škrticích a výfukových klapek kompletní systém automatizovaného obrábění. Tento systém pokrývá operace od převzetí obrobku po třískovém obrábění přes proces surf finishingu a jemného čištění, nanesení kódu datové matice až po zabalení dílů do KLT obalů a jejich přesun do stohovacích kontejnerů.

Optimalizace soustružení korozivzdorných ocelí

Použití korozivzdorných ocelí pro inženýrské aplikace vždy do určité míry vedlo k technickému paradoxu. Zatímco konstruktéři jsou nadmíru spokojeni s tím, jaké pevnostní vlastnosti a korozní odolnost tyto běžně používané materiály nabízejí, výrobní inženýři už jsou asi méně okouzleni jejich typickým deformačním zpevňováním a všeobecně špatnou obrobitelností. Avšak průmyslovými odvětvími, jako jsou výroba čerpadel a ventilů, výroba zařízení pro ropný a plynárenský průmysl, automobilový a letecký průmysl, jsou součásti z korozivzdorných ocelí výslovně požadovány i nadále.

Multifunkční obráběcí centra

Tento typ obráběcích center patří do bouřlivě se rozvíjející skupiny CNC obráběcích strojů. Představuje typ obráběcího stroje, který reflektuje rostoucí požadavky uživatelů na obrobení součásti při jednom upnutí. Ve své podstatě jde o CNC stroje sdružující dvě základní operace třískového obrábění, a sice soustružení a frézování, do jednoho stroje. Kromě tohoto atributu mají tyto stroje i jiné vlastnosti, které budeme dále diskutovat.

Efektivní likvidace obráběcích kapalin

Obráběcí emulze jsou klíčovým prvkem celé řady obráběcích procesů. Emulze zajišťují chlazení, odvod vznikajících třísek, dočasně pasivují obrobky v průběhu operací a mají spoustu dalších funkcí. Na konci životnosti emulze je nutné zajistit jejich likvidaci. Vyčerpané emulze jsou klasifikovány jako nebezpečný kapalný odpad, takže je nelze jednoduše vylít do kanalizace. Článek pojednává o možnostech likvidace obráběcích kapalin.

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