Témata
Zdroj: Misan

Produktivní stroje pro rozmanitou výrobu

Frézování, soustružení, apretace, výroba ozubení – všechny tyto technologické operace zvládají japonské stroje Brother Speedio. Kdo by čekal takovou univerzálnost od strojů, které se samy před deseti lety označovaly jako „závitořezy“, anglicky „tapping center“? Vysvětlení vyžaduje provést malou sondu zaměřenou na principy a vývoj asijské průmyslové výroby a související s děním v automobilovém průmyslu.

Ondřej Svoboda

Jednatel a spolumajitel společnosti Misan. Vystudoval čtyřleté gymnázium. Z mimoškolních aktivit se věnoval prakticky denně sportu. Po ukončení doktorského studia na ČVUT a nástupu do zaměstnání si dálkovou formou doplnil vzdělání v elektrotechnice (výuční list) z důvodu získání oprávnění pracovat samostatně na zařízeních pod napětím (vyhláška 50). Jeho volba padla na Strojní fakultu ČVUT, specializaci „výrobní stroje a zařízení“. Po ukončení doktorského studia spojeného se zaměstnaneckým poměrem ve Výzkumném centru pro strojírenskou výrobní techniku a technologii RCMT na Fakultě strojní ČVUT v Praze pracoval po dobu jednoho roku ve výrobním závodě jednoho z japonských výrobců obráběcích strojů v Anglii. Poté přišel do rodinné firmy Misan, kterou jeho otec spoluzakládal. Věří, že směřování jeho firmy najde pozitivní odezvu v českém průmyslu, jehož budoucnost vidí právě v zaměření na složité a přesné výrobky vyráběné s nejvyšší produktivitou. 

Reklama

Na úvod se sluší podotknout, že domácí výrobci automobilů jsou pro japonské výrobce obráběcích strojů velmi vítanou a ctěnou skupinou zákazníků, s nimiž neustále konzultují jejich potřeby a pro něž se nezdráhají vyvíjet i specifická řešení, nad nimiž my v Evropě občas kroutíme hlavou. Přerod automobilové výroby, související patrně s nekončícím blahobytem „rozvinutého“ světa, je charakterizován touhou po tvorbě alespoň minimálně individualizovaných automobilů. Ty tam jsou doby, kdy vlastnictví automobilu bylo výsadou a kupovalo se to, co bylo zrovna k dispozici. Ceníky jednotlivých automobilek jsou mnohastránkovými brožurami o desítkách, někdy i stovkách položek, z nichž může zákazník vybírat. Z hlediska výroby tato skutečnost často znamená přesun od hromadné výroby naprosto stejných dílců k jejich menším sériím, vykazujícím větší či menší odlišnosti. V anglosaské literatuře se pro tento režim výroby ujalo značení „high mix, low volume“.

Pracovní prostor stroje 500Xd2-100T s přípravou pro výměnu palet. (Zdroj: Misan)

Větší podíl rozmanité výroby otevřel prostor pro nové hráče, kteří vnesli čerstvý vítr do tradičně klidných vod. Jsouce úspěšní na svém domácím hřišti, jali se tito hráči uplatňovat svá řešení i za mořem, tedy také u nás v Evropě. Velmi názorným příkladem je japonský výrobce Brother. Výše zmíněné (původní) označení strojů „tapping center“ nahradili u Brotheru daleko progresivnějším novotvarem „Speedio“ a zahájili „produktovou ofenzivu“ na všech frontách. Postupně uvedli zcela nové typy strojů, ale i inovace stávajících modelových řad a především aplikovali další technologie, čímž u svých strojů výrazně zvýšili univerzálnost. Podívejme se tedy, které novinky se ve stáji Brother Speedio objevily.

Kompaktní soustružnicko-frézovací centrum M300Xd1. (Zdroj: Misan)
Reklama
Reklama
Reklama

Frézování

Nejzajímavějším přírůstkem je bezesporu pětiosé obráběcí centrum U500Xd2-5AX, které má DNA tříosých strojů Brother. Vyznačuje se tedy ultrarychlou výměnou nástrojů, vynikající dynamikou rozběhu a zastavení vřetene a vysokým zrychlením ve všech strojních osách – to vše je povýšeno na úroveň souvislého pětiosého stroje. Oproti předchozí generaci stroje došlo k několika vylepšením: Předně byly zvětšeny rozjezdy os YZ z 400 mm na 450 mm, resp. z 300 mm na 380 mm. Dále byly zvýšeny otáčky (výchozího) vřetene z 10 000 ot.min−1 na 12 000 ot.min−1. Do standardní výbavy se dostaly podpůrné funkce pro souvislé pětiosé obrábění – řízení špičky nástroje, transformace (obrobkových) souřadnic, funkce pro vyhlazování trajektorií nástroje a programování souřadnic s přírůstkem 0,1 mikrometru. Hlavní inovací je možnost využít velkokapacitní zásobník nástrojů s celkem sto pozicemi (verze stroje U500Xd2-100T). To otevírá prostor pro obrábění opravdu složitých dílců s řadou technologických operací (nejen v automobilovém průmyslu). Technické řešení velkokapacitního zásobníku je postaveno na doplnění standardního zásobníku (28 pozic) dvěma postranními kotoučovými zásobníky (2x 36 pozic), propojenými přesouvači, jež zajišťují předávání jednotlivých nástrojů do hlavního (středového) zásobníku. Celý systém je podpořen grafickým rozhraním v rámci řídicího systému stroje.

Struktura stroje DG-1, určeného pro apretaci odlitků. (Zdroj: Misan)

Frézování + soustružení, výroba ozubení

Kombinace několika technologií obrábění v jednom stroji je trend, který se zmíněným režimem „high mix, low volume“ bezprostředně souvisí. Pozorujeme to již řadu let u různých výrobců obráběcích strojů. Řešení firmy Brother však vyniká efektivitou zastavěného prostoru stroje v poměru k velikosti obráběného dílce. Těžko hledat kompaktnější víceprofesní stroj nesoucí běžně silové sklíčidlo s průměrem 300 mm. Řeč je o stroji typu M300Xd1-5AX. Na půdorysu zaujímajícím 4,8 m2 lze obrábět dílce do průměru 450 mm a délky/výšky 350 mm. K dispozici je pět souvisle řízených os včetně karuselovacího stolu s maximálními otáčkami 1 500 ot.min−1. Jednou z posledních inovací je přidání synchronizace obou vřeten (soustružnického i frézovacího), což je nutným předpokladem pro aplikace technologií zajišťujících výrobu ozubení. Firma Brother podporuje jak metodu odvalovacího frézovaní (gear hobbing), tak metodu loupání ozubení (skiving). Z řad M200 a M300 strojů Brother se tak stávají vskutku univerzální obráběcí prostředky, schopné pružně reagovat na aktuální požadavky výroby.

Ruční ovládací prvek – gamepad stroje DG-1. (Zdroj: Misan)
Reklama

Apretace odlitků a odjehlování

V posledních letech narůstá v automobilovém průmyslu podíl odlitků z neželezných kovů. Je to logickým důsledkem nových trendů v tomto odvětví a zejména snahy o snížení celkové hmotnosti vozidel, ať už disponují jakýmkoliv typem pohonu. Doprovodným jevem je tedy také nárůst potřeby apretace odlitků ze strany sléváren a obroben. Nedokonalosti odlitků i pozůstatky po odstranění vtokových soustav jsou charakteristické svou rozmanitostí, související s postupným opotřebováním formy, ale i s vlastnostmi taveniny. Apretace odlitků je často stále prováděna ručním způsobem. Tento proces není produktivní, a navíc je fyzicky náročný. Vyskytují se i robotizovaná apretační pracoviště, ta jsou však obvykle naladěná na hromadnou výrobu stejných nebo vzájemně podobných dílců. Firma Brother se rozhodla vstoupit do této problematiky vlastním řešením, odvozeným od obráběcích center Speedio, ovšem s výrazně upraveným řídicím systémem stroje. Novinka nese označení DG-1 „Deburring center“. Koncepčně se jedná o svislé tří- nebo čtyřosé obráběcí centrum s upínacím kuželem vřetene o velikosti 15 a s maximálními otáčkami vřetene 20 000 ot.min−1. Výměna nástrojů je realizována ze zásobníku s kapacitou šesti míst. Unikátní je programování stroje, realizované v několika navazujících krocích. Řízení je za tímto účelem doplněno o malý odnímatelný panel, připomínající svým tvarem tzv. gamepad, známý především z herních konzolí. V prvním kroku programování se pomocí tohoto panelu ručně najede do blízkosti upnutého odlitku, a to v několika charakteristických bodech. Ve druhém kroku řídicí systém stroje tyto body automaticky propojí a vytvoří souvislé dráhy, po kterých bude veden odjehlovací nástroj. Ve třetím kroku může obsluha stroje (v případě potřeby) upravit vytvořené trajektorie. V posledním, čtvrtém kroku řídicí systém automaticky přetransformuje trajektorie v obráběcí program, který lze následně spustit. Důležitým aspektem (při vlastním procesu apretace) je kontrola momentového zatížení vřetene stroje a dále vyhodnocení v reálném čase a buď přizpůsobení, nebo zastavení pohybů stroje. Výhody stroje DG-1 lze tedy shrnout takto: nahrazení ruční práce, lepší opakovatelnost a produktivita procesu (díky číslicovému řízení), stejně jako jednoduchá příprava procesu, nevyžadující znalosti programování CNC strojů.

Související články
Veletržní expozice - zážitek z reálného světa

Žijeme v době, kdy jsme ve stále větší míře vystavováni virtuálnímu prostředí. V některých případech nám to může usnadnit život a ušetřit nemálo času (například ve styku se státními úřady), jindy to vede k pomýlení a následným chybným rozhodnutím. Proto je často nezbytné některé věci vidět na vlastní oči a doslova si je osahat. K tomu nám dávají příležitost veletrhy, kde vystavovatelé své výrobky předvádějí.

Spolehlivé vysokorychlostní obráběcí stroje

Česká komunita obráběčů kovů dostává v posledních letech pravidelný přísun námětů na přemýšlení v souvislosti s rostoucí celosvětovou oblibou obráběcích center asijského původu s kuželem vřetene o velikosti 30. Důvodů úspěšnosti těchto strojů je hned několik, přičemž některé z nich mohou mít regionálně větší či menší váhu.

Nebojme se investovat do veletržních expozic!

Jednoroční frekvence Mezinárodního strojírenského veletrhu v Brně redukuje možnosti hodnotit proběhlé změny tradičně konzervativního oboru strojírenské výroby. Přesto se pár změn najde a stojí za to pozorovat jejich vliv na vývoj výrobní techniky.

Související články
Nová řešení pro české strojírenství

Společnost Misan připravila pro letošní Mezinárodní strojírenský veletrh v Brně soubor exponátů, které cílí na bolavá místa českého strojírenství, jež je pod velkým tlakem na zvyšování produktivity výroby. Představovaná řešení nabízejí zvýšení bezobslužnosti provozů a snížení nároků na kvalifikovanou obsluhu výrobních systémů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Nové japonské obráběcí stroje na EMO 2023

V „normálních“ dobách bývalo dobrým zvykem, že výrobci číslicově řízených obráběcích strojů si své největší novinky schovávali právě na evropský veletrh EMO – zejména pak, pokud se aktuální ročník pořádal v německém Hannoveru. Zaplněné výstaviště si (i díky své rozlehlosti) vynucovalo několikadenní pobyt, aby měl návštěvník vůbec šanci projít alespoň ty nejdůležitější pavilony. Největší novodobá pandemie lidské choroby vystavila celosvětovou stopku veškerým veletržním akcím (v prezenční formě) a někteří škarohlídi prorokovali nástup digitálních prezentačních platforem a zánik tradičních veletrhů. Letošní EMO v Hannoveru však slibuje opět velkou podívanou – soudě podle ohlášených novinek japonských výrobců Okuma, Brother a Okamoto.

Produktivita, automatizace, univerzálnost

Produktivita, automatizace a univerzálnost, to jsou témata, kterým se věnují letošní expozice firmy Misan na MSV v Brně. Skladba exponátů sahá od kusové (prototypové) přes malosériovou až po velkosériovou výrobu v technologiích třískového obrábění i v technologiích aditivních.

Unikátní portálová obráběcí centra

V srpnu letošního roku se tradiční japonský výrobce číslicově řízených obráběcích strojů, firma Okuma, pochlubil světu vynikajícím výsledkem v oblasti velkých obráběcích center. Právě v tomto měsíci totiž dodal již desetitisící portálový obráběcí stroj vlastní konstrukce, a samozřejmě také vlastní výroby.

Robot ve stroji:
Automatizace pro obráběče všech velikostí

Robotická řešení Armroid a Standroid japonské společnosti Okuma redukují manuální zásahy, zvyšují využití stroje a zpřesňují výrobu. Evropský zástupce japonského výrobce obráběcích strojů předvedl na EMO Milán, co tato inovativní automatizace nabízí strojírenským podnikům všech velikostí.

Slyšet hlas uživatele

Nespornou výhodou kompletátora složitých výrobků je průběžná a vzájemná součinnost vlastních zaměstnanců ve vývoji, výrobě a následných úpravách všech komponentů finálního produktu. To platí zejména v podmínkách vlastní výroby těchto komponentů, kde přínosem je vyšší vzájemná koordinovanost a rychlá a pružná reakce na přání zákazníka. Není to však zadarmo.

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.

Ztráty možno odřezávat

Máme pro vás dobrou zprávu: na trhu je novinka ve třídě obráběcích center s kuželem vřetena velikosti 30 od japonské firmy Brother, kterou v ČR zastupuje společnost Misan z Lysé nad Labem. Aby zvýšila produktivitu nového modelu Speedio W1000Xd1, firma Brother doslova „odřízla“ každý ztrátový čas.

Japonské brousicí stroje

Japonská společnost Okamoto působí na trhu již necelých sto let. Za dobu své existence vyprodukovala mnoho typů strojů, všechny však brousicí. Následující článek představuje historii tohoto tradičního japonského výrobce a průřez portfoliem brousících strojů.

Řídicí systém z vlastní dílny, 3. díl: Pokročilé technologické aplikace

Třetí díl našeho seriálu o řídicím systému OSP - P300A firmy Okuma navazuje na dvě předchozí kapitoly, ve kterých jsme stručně představili architekturu systému a inteligentní funkce, které podstatně navyšují přesnost stroje, kvalitu obráběného povrchu i hospodárnost a bezpečnost stroje. Tato část série bude o technologických aplikacích implementovaných do OSP k jednoduchému použití operátorem.

Řídicí systém z vlastní dílny, 2. díl: Inteligentní funkce

Tento článek je pokračováním seriálu o japonském "řídicím systému z vlastní dílny" OSP - P300A pro CNC obráběcí stroje firmy Okuma. V první části jsme nejprve hovořili o historii systému OSP, jehož první model byl uveden na trh v roce 1963. Zmínili jsme se o filozofii firmy zvané Monozukuri, jejíž jednou z hlavních zásad je vyrábět všechny díly stroje ve firmě a představili jsme také architekturu řídicího systému OSP - P300A. Nyní navážeme představením inteligentních funkcí, kterými se systém OSP pyšní.

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