Témata
Reklama

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.

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. 

Soustružení pomocí B-osy

Z bohatého seznamu technologických možností OSP vybíráme několik zajímavých příkladů. Prvním je soustružení pomocí B-osy na víceúčelovém centru. Jelikož je B-osa naklápěcí, tak současným pohybem os X, Z a B dokážeme soustružit zakřivené plochy. Nástroj bude mít přitom konstantní, nejlepší úhel nastavení vůči obráběné ploše. Výsledkem je povrch stejnoměrné kvality bez vrypů a materiál obrobku není pevnostně ovlivněn opakovaným najížděním do řezu různými nástroji.

Reklama
Reklama
Soustružení pomocí B-osy s konstantním úhlem nastavení. (Zdroj: Misan)
Soustružení pomocí B-osy s konstantním úhlem nastavení. (Zdroj: Misan)

Výroba lopatek

Lopatky se frézují, hrubují i dokončují, upnuté mezi oběma vřeteny. Operace je citlivá na ohyby rámu stroje v několika osách, na tepelné deformace od obrábění a současně od chladicího média a také na odchylky synchronizace os C1 a C2. Společným působením těchto jevů vznikají v obrobku při hrubování pnutí a důsledkem jsou nepřesnosti tvaru lopatky. Společně s dodavatelem CAM systému vyvinula Okuma speciální funkci, která tyto chyby kompenzuje.

Frézování lopatek. (Zdroj: Misan)

Obrábění lopatek z Inconelu

Společně s dodavatelem nástroje vyzkoušela Okuma keramický nástroj pro vysokorychlostní frézování Inconelu 781.

Řezné podmínky při frézování Inconelu. (Zdroj: Misan)

Obrábění ozubení

Na CNC víceúčelových centrech a na pětiosých centrech Okuma lze obrábět ozubení synchronní rotací vřetena a rotační osy odvalovací metodou. Lze zhotovit jak vnější, tak vnitřní ozubení. Program se na stroji generuje automaticky po dialogovém zadání typu ozubení, parametrů nástroje a polotovaru a řezných podmínek. Podobně lze použít metodu frézování kotoučovou, modulovou frézou. Používá se i skiving tzv. loupání obrážecím kolečkem. Ozubení s velkými moduly se frézuje zub po zubu stopkovou frézou. Výsledné evolventní křivky boků zajistí opět simultánní pohyb os.

Odvalovací metoda frézování ozubení, frézování kotoučovou frézou, metoda „zub po zubu“. (Zdroj: Misan)
Odvalovací metoda frézování ozubení, frézování kotoučovou frézou, metoda „zub po zubu“. (Zdroj: Misan)


Speciální stroje na ozubení jsou drahé a vyplácejí se jen v sériové výrobě ozubení. Použití víceúčelových strojů je naopak efektivní při kusové nebo malosériové výrobě ozubených kol. Jelikož vytvoření programu pro obrábění ozubení je poměrně složité, dodává Okuma aplikaci Gear Machining Package, která dialogovým způsobem vede programátora při programování přímo na stroji.

Skiving. (Zdroj: Misan)
Tvorba programu pro obrábění ozubení. (Zdroj: Misan)

Drážkování plochým nástrojem

Drážky se obvykle dělají stopkovou frézou. Ta zanechá na dně drážky stopy, které těsnost drážky zhorší, a proto je nutné ruční dokončení. Okuma vyvinula technologii, která k vyříznutí drážky používá plochý nůž upnutý ve vřetenu. Nůž vytvoří hladký povrch drážky a ruční dokončení odpadá. V zakřivených částech drážky je úhel břitu nože vůči boku drážky řízen osou C.

Drážkování plochým nástrojem. (Zdroj: Misan)

Interpolované vyvrtávání na frézovacích centrech

Tato technologická aplikace se používá především pro obrábění velkých, kruhových otvorů a dutin v nerotačních, skříňových dílech. Lze ji však použít i pro soustružení vnějších kruhových povrchů na skříních. Při nastavení potřebných rozměrů a řezných parametrů je operátor veden průvodcem. Osa rotujícího vřetena je v otvoru polohována koordinovaným posuvem os X a Y. Hloubku dutiny řídí osa Z. Průměr otvoru musí být větší než průměr kružnice daný rotujícím nástrojem. Výhodou metody je použití jen jednoho nástroje pro obrobení různých průměrů otvorů. Aplikace se dodává jako opce pro frézovací centra (válcové otvory) a víceúčelová centra (i kuželové otvory).

Interpolované vyvrtávání kruhových otvorů ve skříních. (Zdroj: Misan)
Interpolované vyvrtávání na horizontálním frézovacím centru. (Zdroj: Misan)
Průvodce nastavením podmínek řezu pro interpolované vyvrtávání otvorů na frézovacích centrech. (Zdroj: Misan)

Kvalitní povrch zakřivených ploch

Pro dokončovací, frézovací operace složitých, zakřivených povrchů s náhlými přechody tvarů a s hranami je v OSP připravena funkce Hyper-Surface, která zajistí dokonalé přechody mezi navazujícími plochami v místech, kde CAM generovaná data mají jistá narušení ve vedení nástroje. Aplikace se využívá zejména při obrábění forem a zápustek. Funkce detekuje poruchy CAD dat porovnáním několika předchozích průchodů stejnou oblastí a koriguje je v Okuma CNC, přičemž zlepšuje kvalitu povrchu a zachovává přesnost, takže není třeba povrch dodatečně ručně opravovat.

Aplikace Hyper Surface. (Zdroj: Misan)

Ochrana nástroje při obrábění

Při obrábění těžko obrobitelných materiálů lze využít k ochraně nástroje před vyštipováním aplikace Dynamic Tool Load Control (DTLC). Je zřejmé, že i velmi malý rozdíl ve vysunutí destiček znamená velkou nerovnoměrnost zátěže. V ilustraci na obrázku destička č. 4 odebere jen malou třísku a zanechá destičce č. 1 silnou vrstvu materiálu k úběru. Destička č. 1 je značně vysunutá, takže odebírá silnou třísku a navíc i zbylou třísku od č. 4. Její zátěž je tedy velmi vysoká. Ukazuje to i červený graf dole, platný při rovnoměrné posuvové rychlosti během otáčky nástroje. DTLC pracuje tak, že během jedné otáčky nástroje změří házení všech destiček dotykovým senzorem a podle výsledku upraví posuvovou rychlost na každé destičce tak, aby se řezné síly přibližně vyrovnaly, jak ukazuje modrý graf. Životnost nástroje se (při obrábění titanu) zvýší více než dvakrát.

Dynamic Tool Load Control, princip a životnost nástroje (dole). (Zdroj: Misan)
Dynamic Tool Load Control, princip a životnost nástroje (dole). (Zdroj: Misan)

Závitování

Během závitování na soustruhu, zejména u dlouhých obrobků, se mohou vyskytnout vibrace. Kvalita závitu je pak velmi špatná. Vibrace je možné odstranit snížením řezné rychlosti (otáček obrobku). Podmínkou je, že stoupání závitu musí zůstat beze změny. Soustružnické stroje Okuma mají velmi přesně synchronizované otáčky s posuvovou rychlostí, a proto zde chyba stoupání při změně rychlosti nehrozí. V praxi lze najít řeznou rychlost bez vibrací pokusem při stupňovité změně otáček, s použitím override, jak to ukazuje graf. Stroje Okuma však mají také možnost vyrobit závit s proměnlivým stoupáním. Tato technologie se řeší zvláštními funkcemi v klasickém programu.

Vibrace při závitování (vlevo). Vibrace odstraněny (vpravo). (Zdroj: Misan)Při opravách závitů nebo při nutnosti uvolnit šroub s již vyříznutým závitem ze sklíčidla a znovu ho upnout, případně při dokončení závitu po kalení nebo při změně soustruhu, je užitečné mít možnost jednoduše sfázovat závit s polohou nástroje. Na soustruzích Okuma je tato, jinak obtížná operace jednoduchá. Nástroj se pomocí pulzního tlačítka přesune (po krocích) o stoupání závitu.
Zkouška eliminace vibrací při závitování. (Zdroj: Misan)

Korekce úhlu nastavení nástroje

Úhel nastavení nástroje vzhledem k obráběnému povrchu se u pětiosých strojů a zvlněného povrchu udržuje konstantní. CAM procesní chyby však způsobí, že se tento úhel změní. Aplikace 5-Axis TTC udržuje posuvové rychlosti konstantní během určité sekvence programových příkazů, aby automaticky náklon nástrojů opravila. Projeví se to na hladším povrchu obrobku a kratším cyklovém čase.

Sfázování nástroje a obrobku se závitem. (Zdroj: Misan)

3D měření na víceúčelových strojích

Obvykle je kvůli 3D měření na stroji třeba manipulovat s obrobkem a kromě toho musí mít měřicí programy složitá makra. Aplikace Okuma NC Gage odstranila manipulace s obrobkem. Nejsou třeba žádné demontáže přípravků kvůli měřicímu zařízení. Při proměřování povrchu nebo skloněných ploch se poloha obrobku nemění. Sestavení měřicího programu usnadňuje funkce „Easy Operation“.

Korekce náklonu nástrojů. (Zdroj: Misan)
Ilustrace měření polohy obrobku na stroji. (Zdroj: Misan)

Závěr

Představili jsme standardní i opční technologické aplikace, které Okuma připravila, aby usnadnila operátorům obrábění na svých strojích. Všechny aplikace jsou podporovány řídicím systémem OSP-P300A.


Ve čtvrtém pokračování naší série článků o Okuma OSP-P300 ukážeme další podpůrný soubor aplikací, označený jako OSP Suite. Tentokrát to budou aplikace zaměřené na rychlou informaci obsluhy stroje.

Ondřej Svoboda

www.misan.cz

Reklama
Vydání #6&7,8
Kód článku: 200623
Datum: 10. 06. 2020
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