Obráběcí stroje pro Industry 4.0

Obráběcí centrum WHT 110 C je prvním členem nově koncipované řady obráběcích strojů WHT 110/130 (C). Je to horizontální obráběcí stroj vhodný pro nejnáročnější operace, které vyžadují přesné vrtání, řezání závitů, karuselování nebo frézovaní. Stroje řady WHT mohou být koncipovány také jako obráběcí centra, která uspokojí potřeby i těch nejnáročnějších aplikací v takových odvětvích, jako jsou letecký průmysl, energetika, zemní práce, ropný průmysl a obecné strojírenství. Tyto multifunkční stroje jsou vhodné pro kusovou i sériovou výrobu. Jsou to krytované frézovací a vyvrtávací stroje s uspořádáním loží do tvaru T s příčně přestavitelným otočným stolem, resp. paletou, nebo karuselovacím stolem a podélně přestavitelným stojanem. Stroj je koncipován do kompaktního celku, ve kterém je integrováno i třískové hospodářství a oběh chladicí kapaliny. V základním provedení má stroj 5 plně řízených os a CNC řízené otáčky vřetena s možností jeho úhlového polohování. Standardně je řízen řídicím systémem Heidenhain iTNC 530 HSCI (nebo TNC 640) a vybaven AC digitálními servopohony pro náhon posuvů a AC digitálním pohonem vřetena firmy Siemens. V případě požadavku zákazníka je možné stroj vyzbrojit i jiným řídicím systémem (např. Sinumerik 840 D SL atd.). Stroj je nabízen v „levém“ provedení, tj. s vřeteníkem po levé ruce obsluhy (při pohledu ze stanoviště obsluhy do místa obrábění).

Obráběcí centrum WHT 110 C

Nová řada obráběcích strojů a center byla vyvinuta na základě požadavků zákazníků pro moderní výrobu. Vývoj tohoto stroje byl zahájen v roce 2011, kdy společnost v rámci své strategie definovala, jaké stroje budou konkurenceschopné ve střednědobém horizontu. V té době byly zahájeny vývojové práce především na nových vřetenících, které patří mezi nejdůležitější části každé horizontky. Během následujících let se podařilo vyvinout a vyrobit vřeteníky pro nové stroje WHT a odladily se veškeré potřebné parametry, včetně teplotního působení a garance dlouhodobé provozní spolehlivosti vřeteníku. Bylo tak možné pokračovat ve vývoji strojů řady WHT, jehož prvním výstupem je právě toto představované multifunkční centrum. Vlastnímu vývoji ještě předcházela etapa definování celkové koncepce řady strojů WHT, všech parametrů, potřebného příslušenství, technologického zacílení celé řady na konkrétní segmenty průmyslu a obecně celkového využití strojů WHT. Výsledkem této etapy pak bylo jasné zadání, které se v průběhu řešení nemuselo měnit. Vývoj strojů řady WHT nebyl financován z dotačních titulů, ale probíhal daňovým odpočtem. Po takřka šestiletém vývoji, který tedy zahrnoval vývoj vřeteníkových jednotek, rámu a aplikaci přídavných zařízení, přicházejí na trh technicky skutečně unikátní stroje, jež svým výkonem, multifunkčností, komfortem pro obsluhu a jedinečným designem představují významnou přidanou hodnotu pro zákazníky. Stroje WHT 110 / 130 (C) jsou pozoruhodné především takovými vlastnostmi, jako jsou výkon, univerzálnost, multifunkčnost, snadná obsluha a servis a integrace konceptu Industry 4.0.

Svým pracovním výkonem, který zahrnuje pracovní rychlosti až 40 m.min-1, otáčky výsuvného vřetena 6 000 min-1, instalovaný výkon 31 kW a je umocněn litinovým rámem, instalovaným lineárním vedením a tepelnou kompenzací rámu, je stroj předurčen pro opravdu výkonné a přitom přesné obrábění.
Velmi významnou roli v přínosnosti stroje hraje jeho univerzálnost. Je to dáno velkou variabilitou konfigurace os, typu a provedení stolu (nebo palet), aplikací systémů výměny nástrojů, frézovacích hlav a výběr dalšího příslušenství, což umožňuje dokonale přizpůsobit stroj požadavkům zákazníka.

Přidaná hodnota stroje se dále zvyšuje jeho multifunkčností. Je možné ho vybavit dvěma typy vřeteníkových jednotek, různými frézovacími hlavami včetně soustružnických držáků a karuselovacím provedením stolu (nebo palety) tak, aby stroj umožňoval plnohodnotné frézovací a soustružnické užití.
Dnes je snad už přirozenou vlastností každého úspěšného obráběcího stroje jeho snadná obsluha a servis. Pracoviště obsluhy je vybaveno ergonomicky řešeným panelem pro obsluhu, včetně přenosného ručního ovládání a ofukovací pistole. Stroj je přizpůsoben pro snadnou demontáž krytů v oblasti stojanu a podél ukotvení rámu stroje a umožňuje tak jedinečnou kombinaci komfortní obsluhy a údržby.

Aktuálním trendem ve zvyšování přidané hodnoty obráběcích strojů je integrace konceptu Industry 4.0. U obráběcích center WHT 110/130 (C) je to řešeno použitím speciálně vyvinutého programového prostředí TOS Control. Toto nově vyvinuté programové prostředí (výsledek vlastního vývoje) v sobě integruje jak klasický řídicí systém stroje, tak další přídavné funkce ve formě aplikací, jež dále rozšiřují využití stroje a umožnují jeho plnou integraci v rámci konceptu Industry 4.0.
Základem celé koncepce je programové prostředí TOS Control, které funguje jako dashboard, na němž jsou všechny funkce lehce dostupné ve formě ikon. Samozřejmostí je integrace původního řídicího systému, který je základem pro ovládání stroje a figuruje zde jako aplikace.

Všechny nové funkce stroje jsou zaměřeny na zvyšování komfortu obsluhy v těsné interakci se strojem, dále pak na zvyšování efektivity výrobního procesu prostřednictvím optimalizace nastavení stroje a využitím přídavných zařízení, například pro nezávislé měření polohy.

V oblasti zvyšování komfortu obsluhy jsou navrženy aplikace pro sledování aktuálních parametrů stroje (jeho nastavení, funkce os, pozice aktuálního NC programu a hlášení stroje), systém je doplněn také integrací IP kamer pro sledování pracovního prostoru a okolí stroje. Dále obsahuje prostředí pro snadné prohlížení a tvorbu vlastních poznámek, například v dokumentaci pro užití stroje a ve výrobních výkresech.

ntegrace IP kamery pro sledování pracovního prostoru a okolí stroje

Pro zvyšování produktivity výrobního procesu jsou nyní aktivní dvě aplikace. Jedna dokáže interaktivně navrhovat vhodné parametry pro obrábění na základě zadaných technologických požadavků a druhá spolu s interakcí přídavného nezávislého odměřování umožňuje změření vyráběného obrobku přímo na stroji. Právě nezávislost odměřování umožňuje v praxi nahrazení samostatného souřadnicového stroje a zajišťuje užití stroje pro plnohodnotnou kontrolu rozměrů a geometrické přesnosti vyráběného obrobku.

Otevřenost tohoto konceptu umožňuje jeho další rozvoj, již nyní se připravují další aplikace pro podporu vzdáleného řízení a plánování práce na stroji, jeho nastavení (parametrové optimalizaci) a přenastavení technologických parametrů pro zvýšení efektivity práce stroje při obrábění. Další oblastí je vzdálené plánování a řízení práce na stroji (například DNC řízení).

Nová řada strojů WHT 110/130 (C) bude systémem TOS Control vybavena standardně. Tudíž schopnost integrace s konceptem Industry 4.0 bude standardní vlastností. Nicméně už nyní mají stroje ohromný potenciál v podobě instalované funkce užití stroje jako souřadnicového měřicího stroje (CMM) – systém plnohodnotného in-procesního měření nezávislým odměřováním umožňuje dosáhnout požadované přesnosti výrobků a přitom eliminovat náklady a čas na transport obrobku a jeho změření na externím pracovišti.

Platforma na bázi prostředí TOS Control s instalovanými aplikacemi tak umožňuje plnou integraci v rámci konceptu Industry 4.0 a napojení sledovaných a získaných dat na další články v řetězci výrobního procesu. Zejména se jedná o možnost vzdáleného řízení stroje, užití stroje pro kontrolu a měření obrobků a korekci technických parametrů pro optimalizaci při obrábění.

Že jde o zdařilý koncept a potenciálně úspěšný stroj, dosvědčuje jak nebývalý zájem obchodních zástupců již při jeho prvním předvedení, tak především dosud získané objednávky. Veletrh EMO je dalším logickým krokem k nástupu na moderní cestu v obrábění kovů. A můžeme prozradit, že souběžně s průběhem veletrhu EMO 2017 bude zahájena stavba většího a výkonnějšího bratra předváděného exponátu. Na přelomu roku bude postaven a odzkoušen první kus obráběcího centra WHT 130 C, novinky chystané na rok 2018.

O multifunkčním obráběcím centru WHT 110 C jsme informovali také v reportáži ve vydání 5/2017 www.mmspektrum.com/170544.

TOS Varnsdorf
Umístění na EMO: hala 13, stánek B75

Ing. Ladislav Plaňanský

lplan@tosvarnsdorf.cz