Témata
Zdroj: Misan

Přidaná hodnota
obráběcích strojů

Ve strojírenské výrobě neustále roste požadavek na zvyšování poměru mezi užitnou hodnotou stroje
a jeho prodejní cenou. Obzvláště toto platí v subdodavatelském sektoru, kde nízká výrobní marže bývá klíčovým kritériem uzavřeného kontraktu. Obráběcí stroje jsou ve velké míře používány v sériové výrobě, a proto jejich výrobci hledají způsoby, jak zvyšovat svou produktivitu a zároveň zkracovat vedlejší nevýrobní časy. Navyšování produktivity vylepšením konstrukce obráběcích strojů má své fyzikální limity, proto se nové cesty hledají například ve schopnosti stroje pracovat v bezobslužném režimu, a to díky automatizaci výrobního procesu. Jednou z možností je aplikace průmyslových robotů pro obrobkovou, případně i nástrojovou manipulaci.

Roman Dvořák

Je absolventem oboru Strojírenská technologie Fakulty strojní ČVUT v Praze, kde nakonec kombinovanou formu doktorského studia po dlouhých letech nedostudoval (...). V roce 1997 nastoupil do vydavatelství Vogel Publishing na post odborného redaktora vznikajícího strojírenského titulu MM Průmyslové spektrum. V roce 1999 přijal nabídku od německého vlastníka outsourcingovat titul do vlastního vydavatelství. 

Reklama

Je ale nutné se na tuto problematiku dívat v širších souvislostech. Nemůžeme se zaměřit pouze na robotizované pracoviště, ale je nezbytné brát v úvahu veškeré aspekty výroby, které jsou navzájem provázány a koordinovány. Od logistiky přes nástrojový management, kontrolu až po samozřejmě (nejenom) v kontextu současné doby surovinovou a energetickou otázku. A to vše orámované personální kapacitou a znalostmi zaměstnanců.

IT motorem pokroku

K modernizaci výroby a digitální transformaci firem přispěl zásadní měrou rozvoj IT oblasti z pohledu softwaru a hardwaru. Mobilní aplikace v našich chytrých mobilních zařízeních nás na odvrácené straně planety online informují o aktuálním stavu naší výroby, údržba strojů si začíná nasazovat virtuální brýle, aby pomocí rozšířené reality nahlížela pod kapotáže strojů a preventivně předešla neočekávaným zastavením provozu. Neustále zdokonalované řídicí systémy, srdce každého výrobního zařízení, usnadňují technologům, programátorům a operátorům strojů jejich profesní život. Velký důraz je mj. kladen na jejich otevřenou platformu s možnou integrací obslužných zařízení, jako například robotizovaných pracovišť. Velkým tématem je pak tvorba digitálních dvojčat, a to nejen strojů, dílčích pracovišť, ale i celých výrobních celků, a dokonce i závodů. Zásadní roli zde hraje tzv. internet věcí a s ním související otázka kyberbezpečnosti dat.

Zákaznická robotizovaná řešení

Většina výrobců obráběcích strojů nemá průmyslové roboty ve svém výrobním portfoliu, ale v rámci projektu nabízejí zákazníkům řešení robotizovaných pracovišť a využívají k tomu buď subdodávku z nabídky výrobce robotů rozšířenou o další opce, jako například chapadlo, manipulační hlavice či bezpečnostní prvky, anebo navrhnou, sestaví a komplexně dodají a oživí robotické pracoviště, včetně úložného místa.

Reklama
Reklama

Layout návrhu pracoviště vychází z analýzy požadavků, zdali se bude automatizovat manipulace obrobku v rámci pracovního prostoru jednoho stroje – tedy založení do obráběcího prostoru, následné vyjmutí a případné otočení, možný oplach a sušení, uložení do kontrolního místa a umístění na odkládací místo či v případě zjištěné chyby na speciální místo k tomu vyhrazené. Pokud je pracoviště součástí celé výrobní linky, pak je předmětem realizace návrhu i automatizované propojení s dalšími souvisejícími pracovišti. Například může jít o návrh obslužného pracoviště prostřednictvím pojezdových robotů nebo manipulátorů s využitím liniových velkokapacitních zásobníků.

Mimo základní parametry, ke kterým patří velikost, tvar i hmotnost manipulovaných dílců a objem dávky, musí řešení respektovat požadavky na délku bezobslužného provozu pracoviště a univerzálnost, tedy rozsah, v němž se výše uvedené parametry mohou pohybovat. Zohlednit je třeba také snadnost a časovou náročnost změny nastavení pro jiný typ výrobku a důsledky volby manipulace s jednotlivými díly nebo s celými paletami. V rámci štíhlé výroby hraje velkou roli i zástavbová plocha. Nejmenší požadavky na zastavěnou plochu mají obvykle roboty portálové nebo roboty integrované do pracovního prostoru stroje – jako například řešení Armroid od společnosti Okuma, a to díky jejich soustružnickým strojům, primárně určeným pro automatizaci kusové výroby. Je-li robot v klidové poloze, je plně součástí pracovního prostoru stroje, a veškeré nároky na půdorysnou plochu vyžadovanou systémem robotizace jsou tak dány zásobníkem dílců. Na druhou stranu samostatná robotická pracoviště jsou více univerzální a dovolují např. změnu dílců tyčového charakteru na dílce prizmatické, ale kladou větší nároky na prostor. Zastavěná plocha paletových robotických systémů je závislá na počtu, velikosti a typu palet a jejich stohovatelnosti. Tato volba zásadním způsobem ovlivňuje prostoje v podobě času potřebného pro manipulaci s obrobky. Z tohoto pohledu se zdají být výhodnější mobilní robotická pracoviště nebo systémy využívající nezávislé, automaticky řízené vozíky AGV (automated guided vehicles), které jsou ve velké míře například k vidění ve vrchlabské Škodě Auto.

Aspekty zavedení robotizovaného pracoviště:

– nárůst efektivity výroby;

–  snížení počtu pracovníků pro robotizovanou výrobu;

–  obsluha více robotizovaných pracovišť;

–  využití uvolněných výrobních a personálních kapacit;

–  nárůst pracovních směn;

–  náklady odborného zaškolení pracovníka;

–  náklady provozu a servisu robotizovaného pracoviště.

Český příspěvek

Společnost Misan, obchodní zástupce japonských výrobců obráběcích strojů Okuma a Brother, má s dodávkami robotizovaných pracovišť bohaté zkušenosti a dokáže promptně reagovat na požadavky zákazníků při vytváření customizovaných řešení. Nabízí několik typů automatizace, od malosériové výroby až po masovou. O některých projektech jsme v MM Průmyslovém spektru psali, jako například automatizovaném pracovišti na míru pro plzeňskou společnost Hofmeister.

Volba obráběcího stroje je především odvislá od vyráběného množství, typu, velikosti a přesnosti vyráběného dílu. Volba způsobu a systému manipulace s obrobkem vychází ze stejných kritérií. Vše dohromady pak tvoří robotizované řešení customizované výroby. V případě automatizace malosériové výroby je dle slov doktora Svobody, jednatele firmy Misan, nutné především vycházet z komplexních požadavků, mezi které patří univerzálnost použití navrženého řešení, dosažení geometrické přesnosti vyrobeného dílu a samozřejmě snadná obsluha a seřizování. Při návrhu manipulačního zařízení je třeba dbát na spolehlivost založení a upnutí dílu, bezpečnost manipulace a flexibilitu přestavení na jiný díl.

Ukázka realizované automatizace malosériové výroby ve firmě Hofmeister. Pětiosé frézovací centrum Okuma MU-4000V s automatickou výměnou technologických palet pomocí šestiosého průmyslového robota. (Foto: Eva Zajícová)

V malosériové výrobě nerotačních dílů můžeme automatizaci realizovat například obráběcím centrem s jedním nebo více paletovými výměníky, pružným výrobním systémem se zásobníkem palet, robotizovanou buňkou s obráběcím centrem s výměnou palet a zakládáním obrobků.

Pokročilé automatizované pracoviště Misan Robocell s pětiosým obráběcím centrem Okuma MU-4000V pro výrobu částí obráběcích nástrojů ve firmě Hofmeister.

Při automatizaci malosériové výroby rotačních dílů aplikační inženýři Misanu mají několik možností, jak pracoviště řešit. Buď klasicky pomocí podavačů tyčí u soustruhů a soustružnických center, nebo zařízením Halter LoadAssistant – jednoduchým automatizačním systémem s vysokým stupněm flexibility od holandské společnosti Halter CNC Automation, dále pak již zmíněným řešením Okuma Armroid a pružnými výrobními systémy osazenými průmyslovými roboty.

Kořeny automatizace velkosériové (hromadné) výroby spadají jak do počátků automobilového průmyslu, tak byly její prvky dále přejímány do potravinářství, později pak spotřebního a elektrotechnického průmyslu. Zde opět doktor Svoboda vyzdvihuje atributy komplexních požadavků v podobě ceny vyráběného dílu, spolehlivosti provozu a zaručení statistické kvality. U manipulačních zařízení se pak důraz klade na krátký čas založení a vyjmutí dílu, čas mezioperační dopravy, který musí být kratší, než je takt linky, a samozřejmě spolehlivost založení a upnutí dílu. V případě velkosériové výroby volba použitých strojů vychází z toho, které technologie na daném rotačním či nerotačním díle převažují, zdali soustružení, nebo frézování.

Ukázka realizované automatizace velkosériové výroby. Panoramatický pohled na sestavu osmi obráběcích center Brother R450X2 s automatickým zakládáním polotovarů a vykládáním obrobků do technologických košů transportovaných do centrální myčky a s výstupem na určené měřicí stanoviště. (Zdroj: Misan)

Vývojáři obráběcích strojů integrují do nových konstrukčních řad strojů mnoho uživatelsky přívětivých řešení, jako například řízení výrobních dat pomocí QR nebo čárových kódů. Je tak možné automaticky načíst obráběcí program ze síťového úložiště do operační paměti stroje, a zobrazit tak výkresy a seřizovací a nástrojové listy na přídavném dotykovém monitoru.


O potřebě automatizace slýcháme na každém rohu. Je ale potřeba k ní přistupovat obezřetně, její prvky nelze aplikovat všude. Výrobní zařízení mají svoji omezenou použitelnost, a jen ve výjimečných případech se setkáme s požadavky na integraci pouze jednoho automatizačního prvku. Jak bylo nastíněno v článku, v praxi je běžná jejich kombinace, a proto je nutné vždy dobře zhodnotit, kdy použít jaký stroj či zařízení. Nevhodná integrace těchto prvků má pak negativní jak technický, tak i samozřejmě ekonomický dopad na firmu. Často nemá smysl pořizovat nákladná a vysoce sofistikovaná multifunkční zařízení, když si vystačíme s jednoúčelovým manipulátorem. A zde platí heslo „méně znamená více“. Je dobré se obracet na renomované, osvědčené integrátory.

Ing. Ondřej Svoboda, Ph.D.
Jednatel společnosti Misan

„Automatizaci je třeba chápat jako investici. Nejedná se o pouhý doplněk výrobního stroje. Promyšlená, na míru realizovaná automatizace přináší ovoce v podobě zvýšení produktivity i kvality strojírenské výroby. Netřeba dělat technické i organizační kompromisy – vše je navrženo dle zadání koncového uživatele.“
(Zdroj: archiv O. Svobody)

Související články
Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

Perspektivy čínského draka

Již několik let vám pravidelně v tomto čase přinášíme reportáže ze dvou klíčových strojírenských veletrhů celého asijského kontinentu, které jsou určitým barometrem srovnání postupného vývoje čínských výrobců obráběcích strojů a komponent, ale i pohledem na zvolené marketingové strategie nadnárodních společností při jejich penetraci na zdejší čínský trh – největší a nejprogresivněji rostoucí na světě. V lichých letech se v Pekingu v dubnu koná veletrh CIMT (China International Machine Tool Show), v sudých přibližně ve shodné době pak v Šanghaji veletrh CCMT (China CNC Machine Tool Fair). Aktuální postřehy z každého dne veletrhu jsme přinášeli prostřednictvím redakčního portálu mmspekturm.com a sociální sítě facebook, s tradičním komplexnějším pohledem na veletrh a čínský komoditní trh jako takový přicházíme nyní.

Transparentní továrna usnadňuje přístup k datům z výroby

Před pěti lety prošel vrchlabský závod Škoda Auto kompletní proměnou z výroby automobilů na výrobu high-tech automatické dvouspojkové převodovky DSG. Samozřejmě musel být vymyšlen zcela nový layout všech jednotlivých výrobních úseků, důkladně byl navržen tok materiálu až do posledního centimetru a myšleno bylo již od počátku také na přicházející digitalizaci a éru Průmyslu 4.0. Postupné zavádění prvků moderní výroby později pomohlo k vyšší efektivitě. Dnes se namísto původního 1 000 převodovek denně vyrábí více než dvojnásobek.

Související články
Cena MM Award na EMO

Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

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.

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.

Vítejte v továrně budoucnosti

Závod na výrobu nástrojů, který provozuje společnost Sandvik Coromant ve švédském městě Gimo, byl Světovým ekonomickým fórem zařazen mezi vyspělá zařízení Průmyslu 4.0.

Produktivní high-end obrábění

V minulém vydání jsme vám přinesli referenci rakouského výrobce obráběcích strojů Emco u svých klíčových zákazníků, konkrétně z laakirchenského závodu na výrobu rotačných dílů firmy Miba Gleitlager Austria GmbH. V Rakousku nadále zůstáváme a dnes se vydáme se do salcburské firmy MTE Metalltechnik Elsenhuber, která se vedle sestav specializuje na výrobu kusovou až velkosériovou.

Na evropské trhy s finanční podporou

První celoevropsky významná akce v oblasti strojírenství a subdodavatelské branže se v příštím roce koná na lipském výstavišti v termínu 2. až 5. března: veletrhy Intec a Z 2021. Také a možná právě v současných obtížných časech zde čeští vystavovatelé a návštěvníci mohou navázat důležité obchodní kontakty a informovat se o nejnovějších trendech a vývoji v oboru. Vystavovatelé z Česka navíc se státní podporou.

Další veletržní postřehy z EMO 2019

Z pohledu technika lze veletrh EMO v roce 2019 považovat za zdařilý, protože byl více o invenci, kreativitě, vylepšování stávajícího i hledání nových cest. Na veletrhu bylo možné vysledovat několik řekněme fenoménů, které se objevovaly napříč veletrhem. Přitom bych je přímo nepovažoval za trendy, protože obdobné počiny, technika, software i smýšlení byly (u asijských výrobců) k vidění o šest měsíců dříve na veletrhu obráběcích strojů v Pekingu. Nedávám tímto záminku k mezikontinentální diskusi o tom, kdo trendy určuje. V tomto textu zazní několik dalších veletržních postřehů.

Dny obráběcích strojů, nástrojů, robotů a softwaru

Dny otevřených dveří firmy Grumant se staly tradicí, letos proběhl již 6. ročník. Návštěvníkům byly k dispozici novinky od předních světových výrobců nástrojů a obráběcích strojů. Zajímavá byla také prezentace průmyslového robotu. Zájem zákazníků potvrzuje návštěvnost, která pravidelně stoupá s každým dalším ročníkem, a letos byl zaznamenán její rekordní nárůst.

Automatizace od kusu po velké série

Ve společnosti Misan v Lysé nad Labem se pravidelně konají odborné semináře, které již po léta mají ustálený a účastníky kvitovaný scénář. Jedná se vždy o tematicky zaměřenou, třídenní akci - dva dny pro odbornou veřejnost, třetí den pak pro školy. Důležitým faktem z hlediska návštěvnického poznání a edukace je skutečnost, že se na obsahové náplni společně s firmou Misan podílí vždy jeden z jejich spolupracujících partnerů, především z řad výrobců a dodavatelů řezných nástrojů. Dopoledne přednášky, odpoledne ukázky na strojích. Nejinak tomu bylo i poslední květnový týden.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

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