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

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
Japonské brousicí stroje

Japonská společnost Okamoto působí na trhu již necelých sto let. Za dobu své existence vyprodukovala mnoho typů strojů, všechny však brousicí. Následující článek představuje historii tohoto tradičního japonského výrobce a průřez portfoliem brousících strojů.

Teleskopické kryty s rodným listem

Moderní obráběcí stroje jsou sofistikované mechatronické celky, kde pohyb jednotlivých částí stroje zajišťují pohybové osy (lineární a rotační) vybavené vedením, zpětnovazebně řízeným pohonem a vhodným krytem. Ačkoliv kryty nejsou vnímány jako klíčový komponent stroje, díky zajištění ochrany osy před nepříznivými vlivy okolí a znečištěním od výrobního procesu pomáhají zajistit spolehlivost chodu celého stroje. Krytování však působí v rámci pohybové osy jako přidaná hmota a zdroj pasivních odporů. Tím jsou negativně ovlivněny vlastnosti osy (např. dynamika a přesnost pohybu) a množství energie, nutné pro vyvození pohybu.Moderní obráběcí stroje jsou sofistikované mechatronické celky, kde pohyb jednotlivých částí stroje zajišťují pohybové osy (lineární a rotační) vybavené vedením, zpětnovazebně řízeným pohonem a vhodným krytem. Ačkoliv kryty nejsou vnímány jako klíčový komponent stroje, díky zajištění ochrany osy před nepříznivými vlivy okolí a znečištěním od výrobního procesu pomáhají zajistit spolehlivost chodu celého stroje. Krytování však působí v rámci pohybové osy jako přidaná hmota a zdroj pasivních odporů. Tím jsou negativně ovlivněny vlastnosti osy (např. dynamika a přesnost pohybu) a množství energie, nutné pro vyvození pohybu.

Nástroje ve znamení podnikové mantry

Tento článek si klade za cíl představit zajímavé nástroje, z nichž některé se dokážou sami ohlásit k údržbě, některé se dokážou třeba i samostatně nastavit. Vše je inspirováno dnešní podnikovou mantrou jednoduché obsluhy, procesní spolehlivosti a úspory vedlejších časů a tím i nákladů.

Související články
Vysoce výkonné vrtání kovaných dílů

Kované ocelové díly se často používají v aplikacích s vysokými požadavky na pevnost a spolehlivost, jako jsou např. oka ojí pro zemědělské stroje. U těchto dílů jsou kladeny požadavky na vysokou pevnost a tvrdost, což kovaná ocel splňuje. A pro obrábění těchto materiálů jsou samozřejmě třeba vysokovýkonné stroje.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Alternativa k aditivním technologiím

Kdo rychle potřebuje nějaký prototyp, tomu doporučuje výrobce strojů Röders z německého Soltau místo výroby s následným leštěním vyfrézovat model z celého bloku hliníku. "To jde mnohem rychleji," říká vedoucí prodeje Dr.-Ing. Oliver Gossel. Jak lze tímto způsobem vyrobit držák na mobil za 30 minut - a to dokonce s vysoce lesklým povrchem - demonstruje Röders na svém stroji RXP601 s použitím 6 mm diamantové frézy od firmy Horn.

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.

Nový rekord v HPC frézování

Společnosti Chiron a Gühring, výrobce strojů a specialista na nástroje, společně dosáhly významného rekordu v oblasti vysokovýkonného frézování: 1 000 cm3 oceli (16MnCr5) bylo obrobeno za 60 sekund. To představuje úběr osmi kilogramů oceli za minutu. A také extrémní třískový objem v čase a enormní posuv.

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.

Manipulační systém HS flex heavy

Firma Hermle se již téměř dvacet let zabývá automatizací svých obráběcích center a jako pokračování tohoto vývoje nyní uvádí na trh výkonný, kompaktní a rovněž cenově mimořádně atraktivní automatizační nástroj - manipulační systém HS flex heavy.

Bezobslužná výroba forem rychle a přesně

Požadavky na výrobce nástrojů pro vstřikování plastových dílců rostou kontinuálně, současně se zvyšuje tlak na ceny ze zemí s nízkými mzdami. Pro výrobu těchto nástrojů jsou proto vyžadovány obráběcí stroje, které jsou vysoce produktivní i velmi přesné, aby bylo možné snížit náklady na opravu zmetků a rychle splnit přání zákazníků. Kromě toho musí "ladit" podpora ze strany výrobce stroje.

Řídicí systém z vlastní dílny, 3. díl: Pokročilé technologické aplikace

Třetí díl našeho seriálu o řídicím systému OSP - P300A firmy Okuma navazuje na dvě předchozí kapitoly, ve kterých jsme stručně představili architekturu systému a inteligentní funkce, které podstatně navyšují přesnost stroje, kvalitu obráběného povrchu i hospodárnost a bezpečnost stroje. Tato část série bude o technologických aplikacích implementovaných do OSP k jednoduchému použití operátorem.

Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Kde se svět točí kolem kotouče

Moderní výrobní závody sázejí na stroje, které vyžadují minimální počet manuálních operací a nepříliš intenzivní personální dohled. Pojmem, který symbolizuje optimální propojení nejmodernější technologie s výkonností, je automatizace.

Hybridní obráběcí stroje

Hybridní obráběcí stroje představují snahu o sdružení několika různých technologií do jednoho obráběcího stroje a tím zkrácení nevýrobních časů a tedy i zkrácení výrobního cyklu na minimum. V širším obecném pohledu můžeme říci, že každé současné obráběcí centrum je hybridní stroj, ve kterém jsou sdruženy různé technologie třískového obrábění, např. frézování a vrtání. Většinou však je pod pojmem hybridní stroj myšlen stroj sdružující technologie založené na rozdílných principech.

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