Řešení pro všechny typy soustružení

Sem patří nejen klasické soustruhy, ale i frézky a v neposlední řadě i multitechnologická obráběcí centra. CNC řídicí systém Sinumerik společnosti Siemens nabízí ideální řešení pro každou koncepci stroje, díky kterému lze dosáhnout dokonalého povrchu a vysokého výkonu. Integrované portfolio systému navíc umožňuje zavedení digitalizace průmyslové výroby a další zvyšování efektivity a provozní spolehlivosti obráběcích strojů nebo center.

V současné době jsou na trhu tři řady těchto CNC řídicích systémů: Sinumerik 808D, 828D a 840D sl. Sinumerik 808. V závislosti na různých funkcích, požadovaném výkonu a počtu os je pro každou takovou aplikaci k dispozici varianta řídicího systému – viz Tabulka:

Sinumerik podporuje technologii soustružení ve všech možných verzích strojů. Jedná se o stroje s protivřetenem, Y osou, naháněnými nástroji, nabízí speciální soustružnické cykly, práci ve více kanálech, tzv. Balance Cutting, a celou řadu dalších a užitečných funkcí.

Sinumerik Operate nabízí maximální komfort při práci ve více kanálech. Vícekanálové stroje mají své místo zejména ve výrobě velkých sérií. Na to musí CNC umět zareagovat flexibilitou a výkonem. Programování vícekanálových strojů v prostředí Sinumerik Operate dále umožňuje pohodlnou simulaci. Automatické počítání doby obrábění a 3D pohled vám dodá vyšší jistotu.

Nová opce pro soustružení od CNC softwaru 4.7 SP2 (hrubování ve čtyřech osách) umožňuje rychlejší obrábění. Podstatou operace je, že obráběcí síly působí proti sobě a vzájemně se vyrovnávají. Díky speciálnímu cyklu je možné programovat přímo na stroji bez podpory CAD/CAM.

Tento technologický cyklus umožňuje obrábění na dvou vřetenech a automatické předávání obrobku. Díky tomu je odstraněno manuální přepínání obrobku, a tato technologie tak výrazně přispívá ke zvýšení produktivity a kvality obráběcího procesu.

Nová doba přináší nové výzvy. Excentrické soustružení – např. při obrábění čepů klikových hřídelí. Toto obrábění je možné provádět jednoduše i na ručních strojích bez CNC řízení – viz obrázek.

Jiná situace nastává na strojích s CNC řízením. Vytvořením uživatelského cyklu a jeho integrováním do řídicího systému lze tuto úlohu převést do oblasti programování. Pokud je cyklus vybaven i grafickou podporou, potom je naprogramování excentrického soustružení jednoduché a realizovatelné přímo u stroje. Systém Sinumerik nabízí výrobcům strojů dostatečný prostor pro takovéto řešení.

Ne všechny stroje jsou však hardwarově vybaveny tak, že mohou obdobné cykly využívat. Máme na mysli zejména soustruhy a karusely, které nedisponují reálnou osou Y. I pro tyto případy existuje řešení. Je zde však nutná spolupráce CAM systému a CNC systému. Na počítači s CAM systémem se vytvoří model obrobku a posléze je vygenerována tabulka jednotlivých bodů dráhy celého soustružení, tak aby byla splněna požadovaná přesnost obrábění a kvalita obráběného povrchu. V řídicím systému se potom aktivuje softwarová opce „Tabulková interpolace“. Do systému se načte tabulka bodů, vygenerovaná pomocí CAM systému. Po spuštění obrábění je stroj řízen na základě interpolace bodů z tabulky v závislosti na poloze hlavního vřetena. Výhodou tohoto způsobu je, že i jednoduché soustruhy a karusely mohou toto obrábění provádět, nevýhodou je potom nutnost práce na externím počítači s CAM systémem, což mnohdy není úplně levná záležitost, nehledě na požadavek vyšší kvalifikace programátora.

Takto může vypadat grafické prostředí.

Začneme jako v matematice. Mějme frézku a na ní upnutý rotační obrobek. Požadavkem je obrobit plochu nebo válec, ale ne frézováním, nýbrž soustružnickým nožem. Řídicí systém musí dávat možnost definování soustružnických nástrojů tedy musí být multitechnologicky použitelný. Potom kruhovou interpolací v rovině XY za současného polohování vřetene lze provést opracování.

Vytvoření takového programu není úplně jednoduché, takže i zde vyvstává požadavek na vytvoření uživatelského cyklu s kvalitní grafickou podporou, a tím usnadnění programátorovy práce.

Ukázali jsme si, jak různorodé požadavky při soustružení přicházejí do výroby. Vývoj jde neustále dopředu, a co přinese budoucnost, lze těžko predikovat. Znamená to, že řídicí systémy pro obráběcí stroje musí být vybaveny nejen standardními prostředky, jak je známe z historie, ale musí být vybaveny i softwarovými prostředky (opcemi), které dávají možnosti netradiční způsoby obrábění realizovat. Sem patří například tabulková interpolace, synchronní akce, virtuální osy, elektronické vazby mezi osami a další.

Velmi důležitá je i otevřenost řídicího systému pro realizaci nestandardního programového vybavení, specifického pro výrobce stroje.

CNC řídicí systém Sinumerik ve své základní výbavě disponuje standardními frézovacími a soustružnickými cykly. Ostatní cykly – pro broušení a jiné speciální operace – do něj může výrobce stroje integrovat díky programovací otevřenosti systému. Frézování na soustruhu je samozřejmostí nejen u soustruhů s Y osou. Otevřené prostředí ovládacího softwaru Sinumerik Operate umožňuje řízení ve více kanálech i stavbu multifunkčních strojů. Sinumerik je vhodný jak pro nejnáročnější aplikace, ale i pro technologii soustružení nabízí tento řídicí systém široké spektrum možností.

Pojďme společně nahlédnout do historie této technologie. Možná někoho překvapí, kam až sahá.

Jak asi mohlo vypadat soustružení ve starověku? Určitě se nespleteme ve volbě materiálu, kterým je kámen nebo dřevo. Lidé se snažili jakýmkoliv nástrojem materiál opracovat. Bylo jen otázkou času, kdy někoho napadlo roztáčet opracovávaný materiál místo nástroje. A jakmile jej to napadlo, byl na světě první soustruh. Nejstarší doklad existuje z doby asi 2000 let před naším letopočtem, přičemž za kolébku soustružení je považován starověký Egypt. Soustružené kamenné nádoby z této doby jsou prostě úchvatné.

Středověké soustružení nás již posouvá do Evropy a přináší zásadní průlom – pružinový soustruh se střídavým pohybem. Pružinou byla dlouhá dřevěná tyč jedním koncem upevněná u země. Druhý konec volně trčel nad soustruhem a byl, obvykle provazem, spojen s náhonem. Pružinový soustruh si můžete poměrně jednoduše postavit. Takové soustruhy vyráběly zejména nádobí – misky a poháry. Novinkou je výroba figurek a zejména kuželek – tato hra byla jednou z kratochvílí středověké šlechty.

Novověk je z hlediska produktu, který se na soustruhu vyrábí, jasně charakterizován – je jím hudební nástroj. Vznikají nové typy nástrojů a s nimi také celá řada nových tvarů. Soustružily se zobcové i příčné flétny, šalmaje, klarinety. Prvním, kdo vymyslel soustruh poháněný setrvačníkovým kolem, byl Leonardo da Vinci.

Vývoj šel nezadržitelně kupředu, objevily se dokonce soustruhy na vodní pohon. V 19. století se do hry přidal parní stroj, ve 20. století pak přišly pohony elektrickým motorem.

Soustružení může být i zájmovou činností (pokud však nemáte stanoven denní limit pro odvedenou práci). Jako je známo, že Karel IV. v rámci relaxace pletl košíky, tak nejznámějším urozeným soustružníkem byl slavný ruský car Petr Veliký.

Siemens

Jiří Urban

jiri.urban@siemens.com