Obráběcí stroje na IMTS 2006 Chicago

Jednu z nejrozsáhlejších expozic zde měl kalifornský výrobce Haas, který vystavoval 45 plně pracujících strojů. Jen spotřeba surovin a energie v jeho expozici činila 30 tun kovového materiálu a 2500 galonů řezné kapaliny a dodávaný elektrický proud v jeden okamžik přesáhl hodnotu 3000 A.

Pojem Job Shop je v České republice často vykládán nesprávně. O co se jedná? Mnohé dílny nepotřebují jednoúčelový a customizovaný obráběcí proces - potřebují proces, který jim umožňuje rychle reagovat a dodat malý počet obrobků na základě včasných dodávek. To se však netýká pouze dílen. Výrobní podniky si v narůstající míře uvědomují, že je nutné přizpůsobit se velmi krátkým lhůtám mezi zadáním objednávky a jejím plněním, malým výrobním dávkám a narůstajícímu výskytu speciálních prací - právě takových, jako jsou dílenské práce. O jaké dílny se jedná? 299 amerických dílen odpovědělo na průzkum časopisu American Machinist a poskytlo základní informace, které vedly k níže uvedeným úvahám. Respondenti průzkumu představují významný průřez americkým průmyslem. Některé dílny jsou malé, s prodejem méně než 1 milion dolarů za rok, a jejich činnosti provádí jedna osoba. Jiné dílny jsou velké, s prodejem přesahujícím 200 milionů dolarů za rok a mající více než 200 dílenských zaměstnanců. Dílny, které představují horních 20 procent, procházejí přes různé velikostní rozdíly a jdou napříč zeměpisnými hranicemi. Jsou to dílny pracující na zisk (Job Shop), smluvní dílny a dílny určené pro vlastní potřebu, umístěné po celých Spojených státech, od Massachusetts až po Kalifornii, od Floridy až po stát Washington. Jejich společným prvkem je to, že obrábí kovy na obráběcích strojích ve světě, kde vládne vysoká konkurence.

12 klíčových indikátorů pro posouzení Job Shopů

1. Míra fluktuace zaměstnanců (měřeno jako procento zaměstnanosti).

2. Prostoje způsobené zraněním nebo nemocí (měřeno jako počet případů, nikoliv jako dny prostoje).

3. Průměrné výrobní náklady na jednu jednotku, kromě nakoupeného materiálu.

4. Průměrná doba strojního cyklu (v minutách - pro nejtypičtější produkty daného výrobce).

5. Průměrná doba seřizování (v hodinách nebo minutách).

6. Míra včasného dokončení (procento).

7. Výtěžek z konečných hotových produktů první jakosti (procento).

8. Náklady na zmetky a předělávky (jako procento z celkového výnosu).

9. Výnos dílny v "člověkohodinách" (zahrnuje veškerý placený čas, včetně dovolené, dnů nemoci atd.).

10. Celková doba provozuschopnosti stroje (doba, po kterou stroje vyrábějí, jako procento celkových naplánovaných provozních hodin).

11. Disponibilita stroje (doba, po kterou se stroje používají nebo jsou připravené k použití, jako procento celkových naplánovaných provozních hodin).

12. Procento údržby strojního zařízení, která je reaktivní.

Druhy Job Shopů

Dílny pracující na zisk - dílny, ve kterých je obrábění kovů primárním zdrojem výnosů.

Trh s obráběcími stroji v současné době silně expanduje a zákazníci investují, což vede ke zvýšenému výkonu výrobců, ale i ke kratší době dodávky a stlačování cen a zisků. Společnosti produkující obráběcí stroje musí držet krok s těmito požadavky, jinak přestanou na trhu existovat. To se neodehrává pouze v oblasti duševní činnosti, ale i v oblasti technologií strojů, které vyrábí obráběcí stroje pro zákazníka. Výrobní produktivita se v USA zvedla o 62 %, zatímco služby obyvatelstvu pouze o 28 %. Náklady na materiál a suroviny dramaticky stoupají stejně jako náklady na energie. Tyto podmínky signalizují, že výrobci musí vykonat tvrdší kus práce, aby udrželi krok se světovým trhem. Výstava jednoznačně ukázala trendy směřující ke kombinovanému obrábění více technologiemi třískového obrábění včetně pětiosého obrábění.

Největší portfolio typů a rozměrů obráběcích strojů jako vždy prezentovala ve svém velkoryse pojatém stánku společnost Mazak. Pro Teruyukiho Yamazakiho, předsedu mateřské společnosti Yamazaki Mazak Corporation, představuje umístění stánku dosažení cíle, o který jeho společnost usiluje od té doby, co Mazak exportoval v roce 1968 svůj první obráběcí stroj do Spojených států. "Trh ve Spojených státech vždy byl a je pro moji společnost velmi důležitý. Od mých počátečních dnů práce v původní firmě společně s mým otcem ve městě Nagoja v Japonsku jsem věděl, že společnost může být úspěšná pouze v tom případě, když budeme moci naše stroje prodávat ve Spojených státech," řekl T. Yamazaki.Pan Yamazaki je obzvláště hrdý na umístění firemního stánku na výstavě, protože věří, že takové exkluzivní místo by na přední americké obchodní výstavě výrobní technologie mělo být obsazeno americkým výrobcem obráběcích strojů.

"Mazak staví obráběcí stroje ve Florence v Kentucky od roku 1974," zdůraznil pan Yamazaki a dodal, že Mazak tam od té doby čtrnáctkrát rozšířil své výrobní možnosti a zařízení, s celkovými investicemi 170 milionů dolarů.Výrobní základna Mazak v USA působí jako plně podřízená pobočka mateřské společnosti a má svoji vlastní strukturu řízení, v jejímž čele stojí Brian Papke. "Společnost v USA není pouze satelitní závod," vysvětlil Papke. "Konstruujeme, vyrábíme a nabízíme obráběcí stroje v Kentucky a prodáváme je po celém světě." Souhlasí s panem Yamazakim, že pro firmu Mazak, jako výrobce obráběcích strojů v USA a člena AMT, je vhodné umístění firemního stánku ve středu první řady na IMTS. Pokročilé konstrukční rysy stroje Variaxis 630-5X-II přispěly k větší technologické efektivitě při třískovém obrábění. Jedná se zejména o nově navrženou hlavu s vestavěným elektrovřetenem s otáčkami 18 000 min^-1 a o výkonu 30 kW. Rychloposuv 52 m.min^-1 ve všech třech lineárních osách X, Y a Z dělá z tohoto stroje rychlý a výkonný stroj. Otáčení obrobku může být realizováno na otočně sklopném stolu, který rovněž dovoluje obráběnou součást soustružit. Nástroj může být vyměněn od třísky ke třísce za 3,6 s, a to ze zásobníku nástrojů o 40 místech. Zpracování velkého množství dat obstarává při vysoce precizním simultánním řízení pěti os nový řídicí systém Mazatrol Matrix CNC.

Nové softwarové schopnosti Mazatrolu Matrix umožňují obsluze snadnější a rychlejší programování. Vizuální 3D simulace obrábění pomáhají operátorovi řešit kolizní situace, které se mohou během obrábění vyskytnout.Vysokou produktivitu, přesnost a komplexní zpracování umožňuje obrábění na modifikovaném modelu strojů řady Integrex e1060V/8II RAM. Základní filozofií těchto strojů je "done in done" - tedy udělaný najednou. Je to "terminus technikus", který zavedl Mazak pro kompletní dokončení velkých obrobků. Tyto obrobky by při klasickém způsobu obrábění vyžadovaly časté přepínání a změnu orientace upnutí z horizontální do vertikální polohy a naopak. To je při použití obrábění na tomto stroji eliminováno jejich stavebními skupinami. Přesnost polohování v rotační C ose je 0,0001 stupně. Elektrovřeteno o výkonu 37,5 kW a o 10 000 otáčkách, vestavěné do B hlavy, se může naklápět až o 150 stupňů. Na stroji lze běžně soustružit, a to díky paralelně vestavěnému smýkadlu.

Tím je možné obrábět v malém otvoru soustružnickými nástroji. Otočný výměník palet umožňuje výměnu obrobku o průměru 1250 mm. Komfort obsluhy zajišťuje tzv. "e" věž. I zde je nasazen nový řídicí systém Mazatrol Matrix, zajišťující velmi rychlé zpracování velkého množství dat a komfort obsluhy i programátorů.Společnost Index demonstrovala na IMTS obráběcí centrum G250 Rational, které umožňuje provádět zejména soustružnicko frézovací operace. Tato centra dovolí obrobit ekonomicky i malou sérii obrobků. Díky modulární konstrukci je zajištěna vysoká flexibilita výrobních uspořádání, která jsou zákazníkovi "ušita" přímo na míru, čímž jsou také velmi významně eliminovány investiční náklady na výkonný a účinný stroj. Přednosti stroje byly demonstrovány na obrábění ocelových součástí. Elektrovřeteno o instalovaném výkonu 27,5 kW umožní odebrat velkou třísku. Firma Index představila také vícevřetenový soustružnický stroj MS 22C s CNC řízením pro obrábění malých obrobků do průměru 22 mm. Stroj se šesti plně řiditelnými CNC vřeteny, z nichž každé umožňovalo 10 000 otáček za minutu, demonstroval plnou CNC flexibilitu při obrábění v dílnách, kde je velký podíl dílů, jež mají velmi krátké přípravné časy.

Tento model je náhradou strojů ovládaných pomocí vaček. Stavebnicový systém MS 22 C může být vybavený až 62 osami, 12 vedeními, osou Y, synchronními vřeteny, 6 nástroji pro zpětné obrábění, z nichž čtyři mohou být rotační. Nástrojové nosiče jsou uspořádány do V, což přináší různé výhody. Stroj může být taktéž vybaven osou C, čímž je s osou Y umožněno kompletní obrobení součásti. Vysoký instalovaný výkon a krouticí moment s plynule programovatelnými otáčkami vřetena zajistí optimální nastavení řezné rychlosti pro každý nástroj, což znamená dlouhou životnost nástroje. MS 22 C je součástí celé řady vícevřetenových soustružnických strojů MS 32 P, MS 42 a MS 32 G a MS 52 G. Mezi firmy s největší výstavní plochou patřila firma Mori Seiki. Na IMTS představila soustružnické obráběcí centrum NT5400 DCG/1800S, které umí provádět frézovací operace na rotačních součástech, a 3D jednotky NXH3000 DCG, které jsou primárně součástí výrobních linek. Existují v několika velikostech, jednotky mohou obsahovat vodorovné nebo svislé vřeteno a otočný sůl. Manipulace mezi jednotkami je řešena spodním manipulátorem, antropomorfním nebo horním lineárním robotem. Jedná se o pětiosé obráběcí centrum typu horní gantry s otočným a naklápěcím stolem. Firma neopomněla připomenout, že je výrobcem strojů NT série.

Jedná se o stroje rámové konstrukce se zdvojenými pohony v osách (obdobně jako u MEGA5), oceněné několika cenami za inovace. Např. stroje typu NH využívají pro pohon otočného stolu direct-drive motory.MAG Industrial Automation Systéme je jednou ze silných skupin zabývajících se obráběcími stroji a komplexními řešeními strojírenské výroby. V době IMTS byly součásti skupiny firmy Cincinnati Automation & Test, Cincinnati Machine, Cincinnati Machine Limited, Cross Hüller Ex-Cell-O Lamb, Fadal Machining Centers, Giddings & Lewis Machine Tools, Hessapp, Hüller Hille, Maintenance Technologies, Turmatic Systems, Inc, a Witzig & Frank. Pro znalce oboru samá známá jména. Stalo se tak poté, co se ThyssenKrupp MetalCutting stal členem MAG. Díky této základně je skupina schopna nabídnout řešení pro zmiňované Job Shopy různých velikostí i pro výrobní linky výrobců automobilů (motorárny atd.).Giddings & Lewis je jednou z firem, které jsou hluboce zapsány v americkém povědomí. To se odráží například v tom, že ve veletržních průvodcích a materiálech je plocha skupiny MAG vedena jako plocha G&L - zářný příklad toho, co zmůže známé jméno. I u českých firem se obtížně podaří vymazat TOS z jejich názvu. Společnost Giddings & Lewis fyzicky vystavovala horizontku s otočným stolem RT 1250. Tento stroj je na trhu od roku 2004. Firma G & L se pyšní tím, že jich od jeho uvedení prodala více než 60 kusů. Svislé soustruhy tentokrát zůstaly zákazníkům ukryty.Společnost Cincinnaty Machine prezentovala na své výstavní ploše vodorovné pětiosé obráběcí centrum MEGA5. Tepelně symetrická konstrukce je provedena tak, aby bylo minimalizováno vyložení vřeteníku, zdvojené pohony v lineárních osách udělují pohybovým osám velkou dynamiku. Nástroj lze sklonit vůči vodorovné rovině v rozsahu +60/-120 stupňů.Výrobce Hessapp představil nové soustružnické centrum se zdvojeným hlavním vřetenem. DVH 250 i duo je určeno pro obrobky do 250 mm při výkonu hlavního vřetena 27 kW.

Kompaktní řešení zabere ve výrobní hale pouze 6 m². Ve stejných barvách vystavující Fadal uvedl na trh novou řadu vodorovných obráběcích center HMC-400 až HMC-630. V reálném provozu bylo možné vidět HMC-400 a HMC-500. Jako velká část strojů v Americe, i stroje HMC jsou vybaveny řídicím systémem Fanuc. Avšak expanze firmy Siemens a jejího řídicího systému v zámoří úspěšně pokračuje.Firma Weingärtner Maschinenbau GmbH ze skupiny Weingärtner prezentovala nové obráběcí centrum mpmc (Multi Product Machining Centers). Vodorovně uložené hlavní vřeteno uděluje obrobku hlavní řezný pohyb a zároveň slouží jako osa C. Další vřeteno je nad obrobkem a integruje zbývající čtyři pohybové osy. Mezi další významné produkty firmy patří okružovací frézky pro výrobu kuličkových šroubů, hlavních částí šroubových kompresorů a další.Poměrně mladá firma Amera Seiki založila svou expozici na svislých obráběcích centrech (VTL). Představila nové stroje VT-750 (24" VTL w/ 60HP) a VT-2000 (63" VTL w/ 100HP). Kromě nich byla expozice obohacena o soustružnická centra T-412 a TS-42 anebo o svislé obráběcí centrum A-4.

Do vývoje nových strojů, nástrojového vybavení, softwaru a služeb prezentovaných na výstavě vstoupilo množství vynalézavosti a důvtipu. I když náklady na vybavení jsou závažným činitelem při jakémkoliv rozhodování ohledně nákupu, nemá to být jediný faktor. V některých případech méně nákladný prvek je právě tím, co je třeba brát v potaz "v souvislostech", což bylo heslo, které se neslo výstavou. Druhým takovým heslem bylo to, že po návštěvě IMTS klesnou vaše náklady o 15 %. Nejednalo se o představení převratných světových novinek v konstrukci obráběcích strojů, spíše o dotažení technologií třískového obrábění a strojů do nejposlednějších detailů, včetně pětiosého obrábění jako standardního vybavení.

Doc. dr. Ing. Jiří Marek

Ing. Lubomír Novotný, Ph.D.

TOSHULIN

Jiri.Marek@toshulin.cz

Lubomir.Novotny@toshulin.cz

www.toshulin.cz