Aditivní výroba může být vhodným řešením nejen pro individualizované produkty, ale i produkci méně kusových zakázek, kde by se klasická sériová produkce nevyplatila. A právě na tento segment se zaměřuje pražská společnost cotu.
I ta nejmenší cizí tělíska (prach, třísky apod.) mezi dutinou vřetena a stopkou nástroje mohou zapříčinit nepřesnost upnutí vrtáku nebo frézy, což má za následek výrobu zmetků nebo poškození nástroje a tím přerušení výroby. Toto mohou odstranit měřicí systémy se senzory.
Aktuální vývoj s cílem zvýšení funkčnosti a přesnosti výrobků vede ke zvyšujícím se nárokům na proces výroby. Komplexní úkoly výroby ve spojení s vysokým stupněm automatizace vyžadují od obráběcích strojů neustálé zvyšování výkonnosti ve spojení s vysokou spolehlivostí. Toho se nedosahuje pouze optimalizací mechanických vlastností. Aspekty hospodárnosti, jako jsou výrobní náklady a produktivita, zde zaujímají významné místo. V této souvislosti jsou středem zájmu časy, kdy stroj nepracuje (vedlejší časy), poruchovost, náklady na zmetky, jakož i náklady na měření a seřizování stroje, které se musejí stále snižovat.
Zřetelné je to na příkladu výroby součástí pro motory letadel. Ty musejí být vyrobeny s obzvlášť vysokou přesností, aby pracovaly efektivně a s vysokou spolehlivostí. Požadované přesnosti lze dosáhnout, jsou-li součásti obráběny třískově, v tomto případě frézováním. Přesnost práce frézky je možné znehodnotit, dostane-li se nečistota, např. tříska nebo sediment chladicí kapaliny, do místa styku stopky nástroje a dutiny vřetena. Tyto nečistoty se zde usazují a jsou příčinou vzniku mezery mezi oběma plochami.
Již malá částice o velikosti setiny milimetru způsobí, že dojde k výrazné chybě při upnutí vrtáku nebo frézy. Výsledkem je výroba zmetků. Zejména v případě výroby nákladných součástí pro hnací ústrojí motorů může dojít k podstatnému zvýšení výrobních nákladů. Je proto nutné zajistit spolehlivost výroby, aby se tomuto zvýšení nákladů zabránilo.
Totéž platí i o sériové výrobě v automobilovém průmyslu, která se vyznačuje kombinovanými výrobními postupy a řetězením obráběcích strojů. Jednotlivé stroje a technologie zde ovlivňují plynulost a kvalitu výrobní linky. Chyba ve výrobě způsobená nepřesným upnutím nástroje se bohužel zjistí často až při konečné kontrole. Kromě nákladů vzniklých výrobou zmetků to vede k dalším nákladům vyvolaným prostojem stroje, případně celé výrobní linky. K tomu přistupují ještě náklady na hledání a odstranění příčiny, k identifikaci zmetkového obrobku, jakož i časy na opětovné spuštění výroby.
Počátkem pro odstranění zmetků a výpadků z výroby je kontrola stavu a definování příčin vzniku chyby na obráběcím stroji. Cílem je rozpoznat chyby včas, odstranit následné škody a provést pro-tiopatření. K tomu slouží již známé systémy, které pracují na základě měření aerodynamického tlaku. Přitom je po výměně nástroje vyhodnocován tlak v kanálcích pro čištění vzduchem. Vznikne-li v mezeře mezi nástrojem a upínačem pokles tlaku, je velikost jeho snížení dána velikostí mezery. Tímto postupem lze určit šířku mezery, která je větší než 30 µm.
Se zřetelem na rostoucí přesnost součástí nezajistí současně známé kontrolní systémy požadovanou přesnost. Pomoci mohou vysoce přesné senzory, které plynule kontrolují stav upnutého nástroje. Měřicí technika zaznamená vyosení nástroje s přesností mikrometru. Systém registruje výchylku a vydá varovné hlášení dříve, než by bylo zahájeno obrábění součásti. Co takové zařízení umožňuje, zkoumali v institutu Fraunhofer IWU (Institut für Werkzeugmaschinen und Umform-technik) ve spolupráci s firmou Ott-Jakob Spanntechnik.
Jejich přesný měřicí systém Planko má odchylky od optimální polohy nástroje v přesnosti radaru. Základem systému Planko je laserová hlava umístěná na vřetenu a kompaktní, pasivní elektronická skupina sestávající z rezonátoru, kabelu a konektoru, která je integrovaná v hlavě vřetena. V laserové hlavě je vytvářen signál o frekvenci 24,1 GHz a anténou, která slouží jako vysílač i přijímač, je veden kabelem do rezonátoru. Zde na základě reflexe kovového povrchu nástroje vzniká stojatá vlna. Požadovaná poloha nástroje je následně určována rezonátorem během rotace. Laserová hlava porovnává naměřený výsledek s referenční hodnotou. Vyskytne-li se rozdíl mezi hodnotou naměřenou a referenční, jsou naměřená data zachycena komparátorem a příslušný signál předán řídicímu systému stroje.
Přesnost polohování a opakovaná přesnost upnutí nástroje s kuželem HSK závisí na bezpečné a přesné poloze stykových ploch vřetena a stopky nástroje, protože tento styk je velmi citlivý na nečistoty. Třísky jsou většinou při výměně nástroje odstraněny, ale v zásobníku nástrojů jsou také nečistoty, které ulpí na stopce nástroje. Například mokré zbytky chladicí kapaliny a vzniklý špinavý film. V praxi je při výměně nástroje používáno ofukování stupky nástroje. Simulace rychlosti proudění vzduchu při ofukování třemi tryskami provedená výzkumníky z Fraunhoferu ostatně ukazuje, že tímto uspořádáním není zajištěn rovnoměrný účinek ofukování. Proto není vyloučeno, že malin-ké nečistoty na stopce nástroje ulpí vždy. A tak v sériové výrobě není zajištěna spolehlivost.
Pro posouzení vlivu velikosti ovlivnění kvality procesu obrábění je rozhodující vliv nečistot na polo-hu nástroje, případně na polohu osy nástroje (TCP). V závislosti na rozměru, tvaru a poloze nečistoty vzniká chyba v kruhovitosti v záběru nástroje, což může být důvodem jeho většího opotřebení, příp. i zlomení. Nečistota se projeví vznikem měřitelné mezery mezi stykovými plochami. Systémy měřící rozměr vzniklé mezery dají signál pro hlídání polohy nástroje.
Studie vypracovaná ve Fraunhofer IWU se opírá o simulaci analýzy citlivosti vlivu velikosti mezery. Graf ukazuje závislost chyby kruhovitosti na tloušťce definované nečistoty na plochém rozvodném kotouči při použití vrtáku HSK63A dlouhém 150 mm. Následující obrázek pak ukazuje příklad vliv nečistoty o tloušťce 50 µm na uložení nástroje a poslední obrázek zase vzniklou mezeru na plochém rozvodném kotouči.
Vyhodnocení výsledků simulace ukazuje, že vychýlení nástroje, nedbaje na další ovlivňující vlivy, je dominantním efektem, který se projeví odpovídající nesprávnou polohou bodu TCP. Vychýlení odpovídá velikosti naměřené mezery na plochém rozvodném kotouči. Tyto výsledky použili výzkumníci pro stanovení optimálního uspořádání senzorů měřících velikost mezery v místě styku stopky nástroje a upínacího kužele, a tím stanovení velikosti vychýlení nástroje.
Výzkumníci z Fraunhoferova institutu rovněž zhodnotili systém Planko z hlediska hospodárnosti a technického provedení z pohledu reálného použití v praxi. Součástí těchto výzkumů bylo posouzení výrobních řetězců pro přesné obrábění válcových děr do válce pro čtyřválcový spalovací motor, jakož i výrobních řetězců pro kompletní obrobení hřídelí a kotoučů pro turbíny v leteckém průmyslu. Výsledek: kdo investuje do takovýchto kontrolních systémů, pracuje podstatně hospodárněji. Platí to především pro oblast vysoce automatizované sériové výroby a při vysokých požadavcích na přesnost výroby. Hospodárnost ukázali na předpovědi doby amortizace: podle případu použití systému činí mezi jedním až pěti lety. V jednotlivých případech se může investice vyplatit ještě dříve. Průzkum potenciálního trhu ukazuje na širokou oblast použití od letecké výroby přes automobilový průmysl až po výrobu nástrojů.
MM Das Industriemagazin, č. 15, 2017, str. 74–77
Oliver Georgi a Josef Greif, zpracoval: J. Řasa
jar.rasa@seznam.cz
Při příležitosti prezentace veletrhu EMO 2017 Hannover před evropskou novinářskou obcí se uskutečnilo i pražské zastavení. Zastoupení Deutsche Messe pro ČR zorganizovalo tiskovou konferenci, které se vedle generálního ředitele EMO Hannover Christopha Millera účastnil i tiskový mluvčí hannoverského veletržního komplexu Hartwig von Sass spolu s ředitelem českého svazu SST Ing. Paclíkem a předsedou Společnosti pro obráběcí stroje doktorem Smolíkem.
Při letošním ročníku došlo na CIMT k významné změně. Evropští i američtí vystavovatelé byli přemístěni z hal tzv. západních do východních. Proč, to se mi nepodařilo zjistit. V reportáži před čtyřmi lety jsem umístění evropských a asijských firem popisoval s notnou nadsázkou, a tak si tuto změnu vysvětluji po svém – vystavovatelé si přečetli mé zpravodajství z výstaviště?. Také platí, že není pavilon jako pavilon. Standardy úklidu v halách, stravovacích prostorech, na toaletách byly v pavilonech, kde byla německá a švýcarská expozice, bližší evropským zemím než asijským. A o tom je jedna z čínských mentalit – jaké standardy mají být, ty jim musejí být ukázány, resp. nadiktovány či nařízeny.
V dnešní době je velká poptávka po efektivní produkci různorodých výrobků v malém objemu a klíčem k vyšší produktivitě je použití přípravků, které lze flexibilně přizpůsobit mnoha různým obrobkům. Upínací prvky ONE-TOUCH se vyrábějí v mnoha různých provedeních, snadno z nich lze vybrat prvky vhodné pro upnutí požadované součásti. Upnutí a odepnutí součásti je jednoduché, bez použití dalšího nářadí a rychlé, zkracuje se čas potřebný pro manipulaci s obrobkem a tím i celkové náklady na výrobu.
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.
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.
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.
Strategie trochoidního frézování byla na trh díky svým výhodám uvedena už před několika léty, ale přesto se často setkáváme se zákazníky, kteří používají výhradně tradiční metody obrábění. Důvodem nejsou nedostatečné možnosti strojového parku nebo absence kvalitního CAM systému pro programování. Důvodem je nejčastěji obecná neznalost této strategie frézování a konzervativní myšlení.
Společnost v-tech v minulém roce představila modulární rychlovýměnný systém pro CNC obráběcí stroje. Slouží jako rozhraní mezi stolem CNC stroje a upínačem obrobku, který může být v podobě svěráku, univerzálního sklíčidla či přípravku.
Technologie broušení hrají v moderním obrábění významnou roli. Jsou využívány při výrobě přesných nástrojů nebo lékařské techniky, v energetice, při výrobě ozubení nebo v leteckém a kosmickém průmyslu. I když může být podíl nákladů na povrchové čištění nízký, technická čistota většinou rozhoduje o možnosti dodat výrobky. V souvislosti s kvalitou povrchů zhotovených obrobků však o nákladech na čištění rozhoduje dimenzování celého výrobního procesu.
Soustava stroj–nástroj–obrobek předurčuje, jak přesné a kvalitní bude obrobení polotovaru obrobku. K významným, ale bezesporu velmi podceňovaným prvkům tohoto procesu patří také upínání obrobku. O trendech v upínání obrobků pomocí technologických palet pojednává tento příspěvek.
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?
a mnoho dalších benefitů.
... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou















