Témata

Nastal čas změnit přístup, nastal čas změn, 3. Směr vývoje CNC obráběcích strojů

Žijeme v turbulentní době. To co bude zítra, už pravděpodobně bude vypadat jinak, než to, co bylo včera. Je to dáno různými aspekty, které však znamenají, že výrobní podniky nemohou mít vzorce chování odvozené na základě svých zkušeností z minulosti. Pokud chtějí firmy přežít, musejí se pokusit předvídat přání zákazníků, musejí být proaktivní a zejména musejí mít zaměstnance schopné inovovat a přebírat zodpovědnost za své činy a chování. V tomto seriálu budeme popisovat naše úvahy tímto směrem.

Tento článek je součástí seriálu:
Nastal čas změnit přístup, nastal čas změn
Díly
Prof. Jiří Marek

Je profesorem na Ústavu výrobních strojů, systémů a robotiky FSI VUT v Brně. Zastával manažerské pozice ve výrobních společnostech Toshulin, KŠ Kuřim a TOS Kuřim. V praktické a pedagogické činnosti je zaměřen především na konstrukci obráběcích strojů a obráběcích center pro rotační i nerotační obrobky, teorii konstrukčního procesu a životního cyklu produktu a v neposlední řadě na systémovou metodologii. Jeho dlouholetou snahou je spojovat teorii s praxí do vzájemně se respektujícího celku. Je členem řady odborných organizací, členem redakční rady MM Průmyslového spektra a spoluzakladatelem MM Science Journal. Je autorem celé řady monografií, mj. i legendární knižní edice Konstrukce CNC obráběcích strojů (MM publishing).

Karel Linert

Působí jako krizový manažer v oblasti strojírenství. Působil v celé řadě společností, jako TOS Hostivař, Fermat, TOS Kuřim a další. Specializuje se na výrobu a konstrukci obráběcích strojů.

Nový seriál, který pro naše čtenáře připravují odborníci ze společnosti TOS Kuřim – OS a ČKD Blansko-OS upozorňuje na nutnost realizace změn jak uvnitř podniku, tak i směrem k zákazníkovi, pokud chce daný subjekt být i nadále konkurenceschopným a utkávat se na světovém hřišti s těmi nejlepšími. Právě probíhající proces v této firmě vychází nejen z myšlenek a tezí v následujícím seriálu prezentovaných. MM Průmyslové spektrum je poctěno možností předávat svým čtenářům tyto ideje, jež jsou okamžitě uváděny v reálný život fabriky, která historicky patří mezi klenoty našeho strojírenství.

1. Firemní přístup k zákazníkovi
2. Řízení podnikových procesů
3. Směr vývoje CNC obráběcích strojů
4. Jsou high-tech technologie zárukou úspěchu?
5. Případová studie TOS Kuřim I.
6. Role ekodesignu v konstrukci strojů
7. Případová studie TOS Kuřim II.

Motto: Švec ať neposuzuje víc než střevíc.
Plinius mladší

Úvodem

Určovat směry vývoje obráběcích strojů mohou různé faktory. Nejčastěji je to však zákazník a jeho uživatelské potřeby spolu s rozvojem technologií obrábění a požadavky plynoucí z rozvoje lidských potřeb jako takových. V konečném důsledku je ale pouze zákazník ten, kdo platí. Kromě toho mohou existovat různé strategie a výzkumné agendy, které se snaží poukázat, kam by měl vývoj obráběcích strojů směřovat. Mohou se vyskytnout situace, kdy jsou stroje a na nich aplikované technologie tak unikátní, že právě výrobci diktují zákazníkovi, jak má stroj vypadat. Tento fakt však považujme spíše za výjimečný. CNC obráběcí stroje mohou mít charakter spotřebního zboží, ale také drahých investičních celků. Pak z tohoto plyne, že zákazník je ve většině případů ten, kdo stanovuje, jak má stroj vypadat, a tím i směry vývoje. To potvrzuje opakovanou koupí a mnohdy se stává partnerem při tvorbě celé koncepce stroje a nasazených technologií třískového obrábění.

1. směr vývoje:
Tvořit užitnou hodnotu pro zákazníka

Ve výrobních firmách mohou aplikovat poslední technologické výdobytky do stavby svých obráběcích strojů, ale může se to minout účinkem. Jsou uživatelé, kteří toto vyžadují, pak ti, co to respektují, a konečně tradicionalisté, kteří trvají na koncepci, kterou důvěrně znají a dlouhodobě používají. Všichni však mají jedno společné bez ohledu na aplikaci novinek oboru nebo ne: existuje jistý soubor níže uvedených vlastností nazývaný užitná hodnota a tu by měl každý obráběcí stroj mít.

Jasná představa uživatele je v tom, že chce, aby stroj, který si pořídil, byl spolehlivý v chodu a funkcích. S tím souvisí i doba bezporuchového provozu. V případě nutnosti servisního zásahu očekává rychlý a profesionální zásah. Přesnost výsledného obrábění obrobků je další hodnotou pro zákazníka. V současné době, kdy jsou ve stále větší míře stavěny multifunkční obráběcí centra, je potom velkou výzvou, jak zvyšovat přesnost práce strojů pro odlišné technologické operace třískového obrábění. S přesností obrobení úzce souvisí jakost obráběných povrchů a další charakteristiky tzv. integrity povrchů.

Důraz na produktivitu stroje, rychlý návrat vložených prostředků lidských a finančních je automaticky předpokládanou vlastností. Tento atribut doplňuje hospodárnost provozu stroje, energetickou náročnost, nutnost údržby, což se pochopitelně odráží v nákladech, které majitel musí vynaložit, aby vyprodukoval své obráběné díly. Vlastníkovi, který pochopil, co je to odpovědnost související s takovým podnikáním, jako je provoz obráběcích strojů, jde kromě zisku i o dopad na životní prostředí.

Stroj FUQ 150 má kinematiku podobnou horizontálním vyvrtávacím strojům.

2. směr vývoje
Pochopit změny vně firmy

Hlavní změny v oboru stavby obráběcích strojů lze rozdělit do několika směrů. První změnou je to, co se promítá do jejich dodávek. Je to stále se měnící a turbulentní poptávka – a tím i zásoba práce. Nic už nebude jako dřív, kdy firmy měly ve frontě práce tolik nasmlouvaných zakázek, že pokud zákazník chtěl jejich stroj, tak dokázal čekat i dva roky. To je dnes fikce a firmy musejí změnit vzorec svého chování, umět se velice rychle adaptovat.

Druhou změnou ovlivňující obor stavby obráběcích strojů je zase opak předchozího. V jednom časovém okamžiku přijde několik zakázek naráz. Zde je často nutná pomoc od subjektů situovaných vně firmy. Nezbytným předpokladem pro splnění dodávek podle přání zákazníka je mít vybudovanou síť spřátelených a spolehlivých subdodavatelů, kteří co řeknou, to platí. Jenom tak se dá do budoucna přežít.

Třetí změnou je schopnost a umění zachytit vývoj, který se odehrává nejenom v mém oboru, ale i v příbuzných oborech. Je žádoucí a nutné podchytit vývojové trendy. Toto se projeví ve stále větším využívání aplikací nových materiálů, inteligence a automatizace a adaptibility strojů. K následkům lze povědět pouze jediné. Přežijí jenom ty firmy, které si toto velmi rychle uvědomí, pochopí, co se děje na trhu, a budou na to umět rychle reagovat.

Multifunkční stroje SKD 63-80 umožňují rovnoměrné využívání dvou základních operací třískového obrábění, a sice frézování a soustružení.

3. směr vývoje
Provedení strojů samotných

V oblasti obráběcích strojů lze již nyní zaznamenat mohutný vývoj, ale nejde takovými mílovými kroky jako třeba u mobilních telefonů. Do budoucna nepůjde o nějaké převratné novinky např. v uspořádání kinematiky. Vzpomeňte si, jaký rozruch rozpoutaly počátkem devadesátých let paralelní kinematiky (tzv. hexapody) a kde jsou dnes. Vše se bude podle mého názoru odehrávat v přidané hodnotě, která výrazně usnadní obsluze ovládání složitých CNC obráběcích strojů.

Myslím, že za deset roků bude nasazeno hlasové ovládání strojů, kdy stroje budou reagovat na povely obsluhy. Bude ještě větší podíl automatizace, a to nejenom v mechanické části stroje (roboty a manipulátory), ale projeví se to také např. při tvorbě NC programu, kdy řídicí systém stroje za operátora domyslí řadu věcí při obrábění součásti. Znamená to, že se nebudou do posledního detailu programovat všechny náležitosti související s obrobením dílu, protože inteligence stroje ji dotvoří. Co se týká zmíněné kinematické struktury stroje, budou současné sériové kinematiky stále více optimalizovány a jejich spolehlivost poroste exponenciálně.

Zcela běžně dojde k tomu, že si stroj sám řekne o výměnu své opotřebované součásti tak, že si ji sám objedná u výrobce stroje včetně servisního zásahu. Stroj se běžně stane estetickým doplňkem dílny majitele – díky emocím a funkcionalitě v jejich designu. Dále dojde k větší aplikaci nových materiálů mající přímý vliv na nízkou energetickou náročnost pohybových os.

Kam až to zajde?

Výrobci obráběcích strojů, kteří stavějí své stroje pracující na principu třískového obrábění, velmi podceňují právě se objevující průmyslové aplikace aditivních technologií. Jejich přidávání do obráběcích strojů nestačí. Je třeba zamyslet se, jak čelit této přímé konkurenci, protože co teď není ohrožením, zítra možná bude. Sloučení těchto technologií do hybridního stroje není řešení, které mne zbaví této konkurence. Stroje na třískové obrábění nikdy nevymizí, ale proč zbytečně ztrácet trh. Čas ukáže, co se bude v této oblasti dále odehrávat a jak budou výrobci reagovat.

Závěrem

Do budoucna musejí strojírenské firmy produkující obráběcí stroje odvést velké množství práce, jinak nepřežijí. Můžeme v tom spatřovat příležitosti i hrozby.

Příležitosti:

  • tím, že firmy pochopí, co se teď v turbulentním prostředí konkurence a nástupu nových technologií děje, získají výhodu a náskok před ostatními tak, že uskuteční příslušnou a odpovídající akci;
  • zjednodušení a zrychlení procesů tvorby svých produktů;
  • pochopení, jak aplikovat nové nastupující technologie a jejich vtělení do svých produktů.

Hrozby:

  • firmy nebudou chtít měnit vzorce svého chování a zůstanou pasivní;
  • nepomohou při výchově budoucích zaměstnanců, budou ukazovat na vládu své země a představitele škol, čekajíc přitom, co tito udělají.

TOS Kuřim - OS a ČKD Blansko - OS

Prof. Dr. Ing. Jiří Marek

marek@tos-kurim.cz

Myslet nemusí znamenat vědět.

Žádné jiné oddělení ve výrobním podniku není tak často skloňované v diskuzích ve firmě i mimo ni. Jde o technický úsek, přesněji strojní a elektro konstrukce i technologie. V těchto úsecích se nachází technický mozek firmy. Pracují zde lidé, kteří firmu mohou dovést ke slávě u zákazníků a technické veřejnosti, anebo také naopak přivodit velké problémy.

prof. Dr. Ing. Jiří Marek, technický ředitel TOS Kuřim – OS

Konstruktéři a technologové jsou specifičtí lidé. Na jedné straně inteligence, která dává předpoklad, že se vždy na všem s nimi domluvíte, na straně druhé ješitnost na své vytvořené dílo a neochota příliš často měnit řešení, která sice fungují, ale mohou být pracná a poplatná době vzniku a stavu tehdejšího technického poznání. Dalším specifikem je často přemýšlení za zákazníka a neúměrné vylepšování jeho přání, která jsou zhmotněná v objednávce stroje. Pokud se k tomu ještě přidá úvaha typu „ať se stará jiné oddělení ve firmě, my jsme práci odvedli“, tak je průšvih na světě a firma úpí v základech. Na straně druhé je nutné konstatovat, že bez činnosti konstruktérů a jejich práce nad rámec povinností by chod firmy nebyl myslitelný a zastavil by se. Lze mezi nimi nalézt pracovníky, kteří se vymykají a jsou ochotní obětovat téměř vše, aby firma prosperovala. A u takových naopak platí: „Myslet znamená vědět.“

prof. Dr. Ing. Jiří Marek, technický ředitel
TOS Kuřim - OS a ČKD Blansko - OS

Související články
MM Podcast: Každé vítězství má svůj příběh

Olga Girstlová byla v 90. letech nepřehlédnutelnou součástí vznikajícího podnikatelského prostředí tehdejšího Československa. Společně se svým otcem a manželem založili v květnu 1990 společnost GiTy. Vsadili na komoditu s obrovským potenciálem technologického růstu. Po 15 letech manželé Girstlovi však dospěli k rozhodnutí společnost prodat a dále se věnovat jiným komoditám, jako například ekologickému stavitelství. 

CIMT 2021 plně prezenční

Zatímco je celý svět paralyzovaný restrikcemi proti šíření koronaviru covid-19, v Pekingu byl dnes zahájený veletrh obráběcích a tvářecích strojů China International Machine Tool Show CIMT 2021 v plné prezenční formě a téměř shodného rozsahu, jako ročníky předešlé. Ve stejný den a po celý týden, jako Hannover Messe Digital Edition – průmyslový veletrh v plně digitální platformě.

Hannover Messe 2021

Inovace, vytváření sítí a sdílení zkušeností ve věku průmyslové transformace – to jsou klíčová motta, která představují letošní ročník digitálního Hannover Messe, na kterém více než 1 800 vystavovatelů představí svá řešení pro výrobu a energetické systémy budoucnosti. Od umělé inteligence po robotiku, od ochrany klimatu po vodík. Nejdůležitější světový průmyslový veletrh plní svoji roli jako inovační a síťová platforma a vytváří uprostřed koronové pandemie globální platformu pro výměnu zkušeností v době průmyslové transformace.

Související články
MM Podcast: Glosa - God Save the Queen

V naivní představě ekonomického perpetuum mobile zaměstnáváme v poměru k reálné ekonomice nejvyšší počet lidí ve státní a veřejné správě v rámci nejrozvinutějších zemí OECD. Rakovinotvorný rozbujelý a nevýkonný úřednický aparát, vědomě bojkotující vznik e-státu, dokonale paralyzuje správu věcí veřejných. A jeho solidarita s aktuálně zdecimovaným privátním sektorem? Home office na 100 % mzdy, její valorizace, statisícové odměny na MF za ušetřené miliardy (…). 

Související články
V hlavní roli strojař

Fakulta strojní VŠB-TUO se pro letošní rok v rámci náborové kampaně vrací k úspěšné sérii V hlavní roli strojař. Kampaň komunikuje myšlenku, že strojaři jsou hvězdy hrající hlavní roli v moderním světě. Jejím cílem je zlepšit vnímání oboru strojírenství, posílit brand fakulty, a samozřejmě také nalákat uchazeče ke studiu strojařiny.

Chytrá kombinace systémů

Vývoj obráběcích technologií v minulém století nabral na obrátkách. Dnes jsme tuto technologii dotáhli téměř k dokonalosti – jsme schopni vyrobit předměty libovolných tvarů v přesnostech na tisíciny milimetru. Dalo by se říct, že pro zlepšení zde už příliš prostoru nezbývá, přesto nás přední výrobci obráběcích strojů a nástrojů pravidelně přesvědčují o opaku. Progresivní a inovativní přístup společnosti Ceratizit je toho jen dalším důkazem. Nedávno na trh uvedla přesnou vyvrtávací hlavu Komflex z produktové řady Komet, která umožňuje automatickou korekci průměru v případě vyvrtávání přesných otvorů. Jak to nástroj dokáže, upřesňuje v následujícím rozhovoru technický ředitel společnosti Ceratizit Česká republika Ing. Jan Gryč.

MSV ve znamení materiálů i technologií

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro Mekku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, mimo lidi z dalších oborů, setkají i výrobci plastů a též špičkových zařízení pro plastikářskou výrobu. Na naše otázky odpovídají Pavel Tuláček, jednatel společnosti Gorilla Machines, a David Svoboda, jednatel Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery Česko.

Aditivně s nadzvukovou rychlostí

Společnost Hermle je známá především pro svá přesná pětiosá obráběcí centra a nadstandardní servis. Už málokdo ví, že vyvinula také stroj pro aditivní výrobu kovových dílů. Přestože je i tato technologie založena na postupném vrstvení kovového prášku na součást, nedochází zde ke spékání prášku laserovým paprskem, ale kovový prášek je tryskou doslova nastřelován na díl nadzvukovou rychlostí. Na detaily jsme se zeptali technického zástupce společnosti Hermle Pavla Němečka.

Názorové fórum odborníků

Respondenty jsme požádali o jejich názor na podobu budoucích technologií. Současná situace přinesla mnoho omezení, mezi jinými postihla také dodavatelské řetězce, znemožnila včasné dodávky do výrobních podniků a přinesla vyšší nároky na bezpečnost zaměstnanců. Jaké nové technologie podle vás mají v současné situaci největší potenciál se prosadit?

Svařování mědi pomocí vláknového laseru

Rychlý rozvoj v oblasti elektromobility vede ke zvýšení poptávky po svařování mědi. To, co ji činí pro danou aplikaci ideální (tj. vysoká elektrická a tepelná vodivost), ji zároveň činí obtížně svařitelnou konvenčními vláknovými lasery. Díky vyšší efektivitě, zhruba dvojnásobné, někteří výrobci zkoušejí používat zelené pevnolátkové lasery. Výsledkem je stabilnější a méně citlivý proces, než jaký byl možný u standardních vláknových laserů.

Procesně stabilní zpracování recyklátů

Do roku 2025 si Evropská unie klade za cíl ročně více než zdvojnásobit používání recyklátů při výrobě plastových výrobků [1, 2]. K dosažení tohoto cíle jsou kromě závazku firem působících na trhu a vyšší kapacity při zpracování plastového odpadu zapotřebí především nové technologie zpracování. Recykláty je nutné používat v daleko větší míře a v ještě vyšších poměrech. S novými procesy vstřikování na jedné straně a inteligentní podporou na straně druhé sleduje výrobce vstřikovacích strojů Engel různé a často velmi slibné přístupy. Výroba boxů a kontejnerů ukazuje na velký potenciál.

Uplatnění kovového 3D tisku

Společnost Misan z Lysé nad Labem se aditivními technologiemi kovových dílů zabývá a tato zařízení v České republice distribuuje už osm let. Dalo by se říct, že je jedním z průkopníků s těmito technologiemi na českém trhu. Z toho pochopitelně vyplývají také její bohaté zkušenosti s touto relativně mladou výrobní disciplínou. Na otázky, kde tyto technologie nacházejí uplatnění a v jakých oblastech mohou vyniknout, jsme se ptali aplikačního inženýra pro kovové aditivní technologie Jana Hudce.

Aditivní výroba velkých dílů

Porto patří k největší průmyslové oblasti Portugalska. Od roku 1956 zde sídlí přední světový výrobce strojů technologie tváření – společnost Adira.

Fórum výrobních průmyslníků

Jaké zásadní problémy vám současná doba přináší do chodu firmy, jak se je snažíte řešit a s jakým výsledkem?

Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členy 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