Témata
Reklama

Revitalizace strojního parku a obslužných procesů

I v nelehkých dobách odeznívající krize pokračuje ve firmě Toshulin proces revitalizace výrobních technologií, který byl započatý na sklonku roku 2007. Postupně jsou nahrazovány konvenční obráběcí stroje číslicově řízenými. Kromě toho jsou revitalizovány i obslužné procesy související s jejich provozem.

Prof. Jiří Marek

Je profesorem na Ústavu výrobních strojů, systémů a robotiky FSI VUT v Brně. Zastával manažerské pozice ve výrobních společnostech Toshulin, KŠ Kuřim a TOS Kuřim. V praktické a pedagogické činnosti je zaměřen především na konstrukci obráběcích strojů a obráběcích center pro rotační i nerotační obrobky, teorii konstrukčního procesu a životního cyklu produktu a v neposlední řadě na systémovou metodologii. Jeho dlouholetou snahou je spojovat teorii s praxí do vzájemně se respektujícího celku. Je členem řady odborných organizací, členem redakční rady MM Průmyslového spektra a spoluzakladatelem MM Science Journal. Je autorem celé řady monografií, mj. i legendární knižní edice Konstrukce CNC obráběcích strojů (MM publishing).

Koncem roku 2008 byla vedením společnosti podána žádost do Operačního programu Podnikání a inovace, programu Inovace (výzva II). Ve čtyřech etapách, z nichž poslední končí v červenci tohoto roku, je proinvestováno 280 mil. Kč včetně 62 mil. Kč dotací z již zmíněného programu. Revitalizace byla realizována ve třech směrech. Nasazeno bylo 12 nových obráběcích strojů, jeden tvářecí stroj, jeden laserový vypalovací stroj a měřicí prostředky.

Reklama
Reklama
Obr. 2. Multifunkční obráběcí centrum NT 6000/660 DCG

Soustružnické multifunkční centrum

Jednou z unikátních obráběcích technologií, která byla instalována, je multifunkční soustružnické centrum NT 6000/6600 DCG od firmy Mori Seiki, jež patří k vlajkové lodi jejího výrobního portfolia. Tento typ soustružnických strojů je charakteristický využitím vřetenové hlavy, která obdobně jako u předešlých strojů dokáže spojit možnost upínání vrtacího, frézovacího a soustružnického nástroje. Osa rotace obrobku je vodorovná. Stroje řady NT využívají principu Box in Box. Dále jsou na něm aplikovány všechny výše uvedené originální konstrukční principy Mori Seiki. Kromě zmíněného principu Box in Box stroj vyniká termosymetrickou konstrukcí skupiny vřeteno/revolverová hlava a mohutným ložem absorbujícím veškeré možné zdroje kmitání.

Výsuvná vřetenová hlava upevněná na konci smýkadla je plně podepřena a pohybuje se v těžišti. Náhon v centru gravitace (DCG) umožňuje též výrazným způsobem redukovat vibrace. Smýkadlo, na jehož konci je vřetenová hlava, má osmiúhelníkový průřez. Jak náhon vřetena, tak i její natáčení jsou provedeny pomocí elektrovřeten. Výměna nástrojů je realizována pomocí skladovacího zásobníku a výměnné ruky. Celá konstrukce je teplotně stabilizována pomocí chlazení jednak kuličkových šroubů, jednak vřeteníku. Revolverová hlava má náhon rotačních nástrojů realizován také pomocí elektrovřetena. Jedná se o velmi důmyslně promyšlenou modulární konstrukci s velkou možností technologických opcí, což činí tento stroj tak univerzálním, že je možné obrábět různé typy součástí.

Obr. 3. Při instalaci stroje NT 6000/660 DCG byla zvolena unikátní metoda pro dopravu na místo. Stroj byl přesouván na válečcích a tažen pomocí manipulačního vozíku.

Portálové centrum

Dalším strojem, který byl instalován, je vysokorychlostní obráběcí centrum portálového typu FZ 42 od firmy Zimmermann. Jedná se o modulární stavebnicovou koncepci stroje tak, aby bylo možné libovolně kombinovat různé druhy opracování. Uspořádání s pevnými bočními stěnami a pevným upínacím stolem, stejně jako v horní části v ose X pojíždějícím portálem (horní gantry) nabízí výrazné výhody. Stůl stroje je pevně ukotven k základům stroje, aby se obrobek nemusel pohybovat. Opracování tak vždy probíhá nezávisle na hmotnosti obrobku. Pohyblivé části se skládají z portálu s tuhou strukturou pojíždějícího v horní části, z křížových saní v ose Z a také z frézovacího vřetena. Konstantní poměry hmotností umožňují tak trvale stejné dynamické chování – předpoklad pro optimální kvalitu povrchu a přesnost obrobku. Rychlosti posuvů jsou ve všech osách 50 m.min-1. Zdvih ose X = 10 000 mm, Y = 5 000 mm a Z = 2 000 mm. V dvojosé naklápěcí hlavě lze vyměňovat celá elektrovřetena (hrubovací a dokončovací).

Obr. 4. Pětiosé HSC obráběcí centrum Zimmermann

Technologie broušení

Univerzální brousicí stroj Grindor je stroj uzpůsobený pro broušení vnějších, vnitřních i kuželových ploch. Vodicí plochy má bruska obložené Turcitem, a jak se ukázalo, lze na ní hospodárně brousit v kusové i maloseriové výrobě, při velkých přesnostech vřetena.

Měřicí zařízení

Zvyšující se nároky na přesnosti nástrojového vybavení karuselů, zejména přímých rotačních vřeten a pevných úhlových frézovacích a vyvrtávacích hlav si vyžádaly zpřesnění samotných dílů – těles a vřeten. Tvarové tolerance souosostí, kolmostí a kruhovitostí ložiskových průměrů se postupně snížily až pod hodnoty 0,005 mm. K proměřování dosažených hodnot na montážních komponentech opouštějící výrobní střediska byl z minulosti k dispozici 3D měřicí stroj Ferranti Merlin 1100 (XYZ 1 100 x 2 250 x 1 000). Ten však svými parametry přesnosti (prostorová chyba měření 6 + l/300 µm) přestal vyhovovat takto přísně předepsaným hodnotám. Při revitalizaci byly výrobní dílny vybaveny novými obráběcími centry (Mori Seiki NH 8000, H63 od fy Tajmac ZPS), a proto bylo nutné spolu s tím obnovit i měřicí prostředky. Na základě výsledků výběrového řízení byl pořízen z prostředků na revitalizaci nový 3D portálový měřicí stroj Wenzel velikostního typu LH108 (měřicí rozsah XYZ: 1 000 x 1 600 x 800, zvýšený o 200 mm), využitelná plocha základové granitové desky je XYZ: 1 250 x 2 715 x 1 000 mm. Stroj má ve standardním provedení přesnost 2,4 + l/300 µm, je vybaven řídicím a měřicím softwarem Metrosoft CM – Wenzel za podpory operačního systému Windows 7 a je propojen s interní datovou sítí pro přímý přístup do archivu digitalizovaných CAD výkresů. K vlastnímu měření je vybaven otočnou naklápěcí motorickou hlavou Renishaw PH10M s řídicím softwarem CM-MPH pro automatickou kalibraci všech poloh včetně natáčení, připojovacím adaptérem PAA1 a snímací sondou TP200 s možností maximálního prodloužení na hodnotu 300 mm.

Obr. 5. Broušení vřetena na stroji Grindor od firmy Erwin Junker

Pro zrychlení měření je k dispozici automatická výměna měřicích dotyků se zásobníkem SCR200 pro hlavičku TP200 s 6 úložnými místy. Řídicí software výměny umožňuje práci s virtuálními zásobníky dotyků a paletizačním systémem umisťováním měřených dílů.

Stroj je dále vybaven softwarovými programovými opcemi pro měření geometrických součástí proti CAD modelu a pro měření obecných ploch a křivek. K zajištění odpovídajícího pracovního prostředí stroje bylo vytvořeno nové pracoviště s teplotní klimatizací na hodnotu 20 ± 0,5 oC. Doprava těžkých a rozměrných dílů na měřicí stroj je realizována pomocí kolejových vozíků a instalovaného jeřábu s nosností až do hmotnosti dílce 2 000 kg.

Řešením, jež by obsáhlo potřebné požadavky, bylo zajistit pro firmu Toshulin přesný kruhoměr, který by dokázal proměřit současně s vnějšími plochami i vnitřní dutinu v dostatečné hloubce (cca 70 mm), zejména kuželového tvaru. Podmínky nejlépe splnil kruhoměr Rondcom 44 firmy Zeiss. Na tomto stroji dodaném koncem roku 2010 byla také úspěšně provedena předávací měření vřeten broušených na nově instalované brusce na vřetena Grindor. Přesnost kruhoměru pod 1 um zajistila objektivní proměření parametrů vřeten, kde kruhovitost ložiskových průměrů se pohybuje v hodnotách 1,5 µm, válcovitost 1,5 až 2,5 µm, souosost ložiskových válcových ploch mezi 1 a 2,5 µm.

Obr. 6. Měřicí přístroj Wenzel

Nákup laserové kamery byl v jistém smyslu vynucen přechodem na častější výrobu a stavbu větších velikostí strojů. Proměřování zejména tvarových úchylek rovinností, kolmosti a přímostí rozměrných komponentů stroje jako lože, stojan, příčník, není klasickými metodami možné nebo značně zdlouhavé a komplikované a u nespojitých ploch je téměř nemožné.

Tyto obtížné měřicí a zejména vyhodnocovací úlohy do jisté míry dokáže zvládnout technika měření pomocí laserové proměřovací kamery. Není omezena nutností speciálního vyrovnávání měřeného dílce, měření může probíhat přímo v dílenském prostředí. To samozřejmě přináší i určitou „nepřesnost“ v měření a výsledcích, kterou s sebou nese právě „nekvalita“ prostředí. I s vědomím těchto vlivů na přesnost měření bylo rozhodnuto na základě výběrového řízení o zakoupení laserového měřicího zařízení – měřicí kamery LaserTracker API-Tracker3, kterou dodala společnost Automated Precision Deutschland GmbH. Základem proměřovací kamery je vysílač laserového paprsku se sledovací automatikou a ručně přemístitelný měřicí odrážeč, který se umisťuje na povrch měřené plochy. V okamžiku měření kamera snímá šikmou vzdálenost a úhlové souřadnice, ze kterých pak software vyhodnotí obecnou polohu měřeného bodu v 3D prostoru. Z nasnímaných bodů pak vyhodnocovací software Spatial Analyzer – SA stanoví tvarové úchylky. Software pracuje také s výkresovými daty v CAD formátech a dokáže načíst prostorový model dílce. U většiny dílců se jedná o nespojité povrchy (plochy) a tvarové úchylky rovnoběžnosti a rovinnosti, které není jednoduché jinými metodami měřit a vyhodnocovat. Stroj lze použít i pro dostavování obrobku při obrábění.

Obr. 7. Laser tracker při ustavování obrobku

Základními parametry kamery jsou měřicí dosah ± 40 metrů, délkové rozlišení 1 µm, absolutní statická přesnost ± 5 ppm (2sigma) – 25 µm na 5 m a dynamická přesnost ± 10 ppm (2 sigma) – 50 µm při 5 metrech. V Toshulin hraje velmi důležitou roli laserová kamera také při vlastní stavbě velkých strojů, zejména u případů dvou stojanových karuselů, kdy kostra stroje je montována z lože a dalších samostatných celků – stojany nástavce, vodorovná příčka apod., kdy jednotlivé díly jsou v délkách i nad 5 m. Tyto jednotlivé komponenty je třeba na montážní dílně v obecném 3D prostoru vzájemně „spojit“ do pravoúhlé, vodorovné i svislé a rovnoběžné „kompozice“. U stojanů karuselu a obdobně i například u frézovacích strojů s portálem, navíc do přesných souřadných pozic (svislá poloha + vzájemný rozestup a „zákryt“).

Závěrem poznamenejme, že instalace CNC techniky v takto krátkém časovém období představuje náročnou technickou úlohu, kdy všichni zainteresovaní musí od konstruktérů přes technology a výrobu táhnout jedním směrem.

prof. Dr. Ing. Jiří Marek

Ing. Břetislav Hýbner

Ing. Martin Kvapilík

jiri.marek@toshulin.cz

On-line verzi časopisu MM Průmyslové spektrum si můžete nově zakoupit v digitální trafice PUBLERO

Reklama
Vydání #6
Kód článku: 110610
Datum: 09. 06. 2011
Rubrika: Trendy / Obrábění
Související články
Čtrnáctý ročník soutěže Ocenění českých podnikatelek úspěšně odstartován

Ve čtvrtek 3. června 2021 byl zahájen další ročník prestižní soutěže Ocenění českých podnikatelek, který odstartovala online konference Women in Business s podtitulem Nová realita roku 2021 a společný (re)start, most k jednotě a spolupráci. Tuto soutěž již tradičně vyhlašuje podnikatelská platforma Helas – Budujeme hrdé Česko. Patronkou letošního ročníku je Kateřina Kadlecová, generální ředitelka společnosti USSPA. 

Třpytivý svět krystalů

Turnovská společnost Crytur patří svým pojetím ke světovému unikátu. V přesně definovaných podmínkách pěstuje umělé krystaly z vlastního výzkumu a vývoje, které následně po opracování dodává buď jako specifické optické díly pro další celky, nebo přímo kompletní výrobky.

Implantáty z Čech až na konec světa

V 70. letech minulého století stál u zrodu prvních ortopedických implantátů v Čechách. V roce 1992 pak v rámci privatizace založil vlastní firmu téhož zaměření, jejíž výrobky dodnes pomáhají lidem znovu se hýbat. Ano, hovoříme o Stanislavu Beznoskovi a české firmě téhož jména, kterou dnes úspěšně řídí členové rodiny zakladatele.

Související články
MM Podcast: Glosa - Když se země otřásají v základech

Krize vyvolaná pandemií koronaviru v řadě oborů působí jako urychlovač trendů patrných před jejím vypuknutím. Mnoho odvětví si prochází zásadní strukturální transformací, ale část z nich – které se stát snaží podpůrnými prostředky za každou cenu stále držet nad vodou, zanikne. 

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vývoj UHT nástrojů
v plném proudu krizi navzdory

Hlavním motivem založení VaV centra Rotana byla připravenost na nové trendy v automobilovém a leteckém průmyslu a výroba vlastních produktů s vysokou přidanou hodnotou – konkrétně ultratvrdých (UHT) nástrojů pro speciální aplikace. Centrum je vybaveno nejmodernějšími technologiemi a stále se rozrůstá. Na kontě má několik úspěšně zakončených projektů v podobě prototypových nástrojů a užitných vzorů. O tom, na jakých projektech v centru pracují nyní a jaké mají plány do budoucna, jsme si povídali se třemi hlavními osobnostmi celého projektu vývoje a výroby UHT nástrojů.

Odměřovací pravítka, lanovka a Ferrari

Odměřovací pravítko je jednou z klíčových komponent obráběcího stroje. Zpravidla je ukryto hluboko uvnitř stroje a většina uživatelů obráběcích strojů jej nikdy na vlastní oči neviděla. Přesto jsou na ně kladeny velmi vysoké nároky. Musejí pracovat spolehlivě po dobu mnoha let, zaručovat očekávanou přesnost a rozlišení, a musejí být odolná proti znečištění, pronikání kapalin, prachu i třískám a proti spoustě dalších faktorů. A kdyby se náhodou něco pokazilo, musejí být snadno vyměnitelná.

Názorové fórum odborníků

V tomto vydání MM Průmyslového spektra se věnujeme mimo jiné tématu obráběcích strojů. Proto jsme s anketní otázkou oslovili zástupce výrobců a dovozců v této komoditě.
Čas jsou peníze. Každá minuta prostoje výrobního zařízení je nežádoucí, proto se dnes vedle vysoké produktivity u strojů očekává také jejich vysoká spolehlivost.

Stroje v pohybu – Sledování zásilek na dálku

Takzvaný internet věcí (IoT) nabízí mnoho možností. Základem této technologie je bezdrátová komunikace velkého počtu autonomních zařízení prostřednictvím datových sítí, jež jsou navrženy tak, aby datový přenos spotřeboval co nejméně energie. Toho využívají i moderní sledovací jednotky (lokátory), které mohou díky energetické úspornosti pracovat i několik let bez dobíjení baterií.

Fórum výrobních průmyslníků

Jakým způsobem se po 15 měsících od vypuknutí pandemie koronaviru tento stav projevuje ve vaší společnosti – jak z pohledu objemu zakázek, jejich realizace a ekonomiky jako takové (např. vlivem navýšení cen vstupních materiálů, nedostatku některých komponent)? Dokážete predikovat, jak se bude situace ve vaší komoditě vyvíjet ve druhé polovině roku, na čem bude záviset?

Fórum děkanů strojních fakult

Jak současná doba ovlivňuje realizaci smluvního výzkumu na již hotových projektech, resp. při akvizici nových? Zaznamenáváte aktuálně pokles zájmu firem o spolupráci?

Semináře nově s high-tech technologiemi

Školicí a tréninkové centrum společnosti Ceratizit ve Velkém Meziříčí prošlo v loňském roce rozsáhlou modernizací. Nové Technické centrum i technologie v něm bohužel kvůli pandemii covid-19 nemělo možnost navštívit mnoho zákazníků. Všichni pevně věříme, že se to brzy změní. Než se tomu tak stane, požádali jsme Jana Gryče, technického ředitele společnosti Ceratizit, aby nám představil, co je v centru nového a na co se mohou zákazníci těšit. Při té příležitosti jsme oslovili také Pavla Němečka, obchodně-technického zástupce společnosti Hermle, aby pohovořil o pětiosém stroji C 32 U, které je v centru nové.

Švédové jsou féroví a přímí obchodníci

Celosvětová pandemie covid-19 mění světa vytváří nové příležitosti a výzvy pro exportně orientované firmy. Zahraniční kanceláře CzechTrade registrují příležitosti v daných destinacích a vytvářejí partnerství českým výrobním společnostem a jsou jim nápomocni při vstupu na trh a upevnění jejich pozice.

Digitalizace: klíč k úspěchu

Již od roku 1919 zkoumá, vyvíjí a vyrábí zabezpečovací techniku společnost EVVA - rodinná firma se sídlem ve Vídni. To, že se nyní, přibližně o 100 let později, stala průkopníkem propojené výroby, je zásluhou její jasné strategie s důrazem na digitalizaci. Důležitým milníkem nové výrobní filozofie společnosti EVVA je soustružnické a frézovací centrum Hyperturn 65 Powermill v kombinaci se síťovým řídicím rozhraním Emconnect. S flexibilním výrobním systémem od společnosti Emco lze nyní kompletně automatizovat obrábění mosazných dílů v kusové výrobě i výrobě středních sérií.

MSV ve znamení obrábění

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro meku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, kromě lidí z dalších oborů, setkají i výrobci vynikajících obráběcích strojů. Proto jsme se na postřehy a názory tentokrát zeptali Petra Odehnala z obchodního oddělení společnosti Pilart stroje.

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