Robotizovaná obráběcí pracoviště

Mnohé podniky nakupují díly pro sériovou výrobu co nejlevněji, firma Blum podle možností spíše sází na vlastní výrobu. „Rádi nabízíme vysokou kvalitu pohybu u všech vyrobených komponent, a to po celou dobu životnosti nábytku,“ zdůrazňuje Gerhard Gorbach, vedoucí konstrukce výrobních prostředků závodu v sídle firmy v Höchstu (Rakousko). Rozsah výroby zahrnuje od šroubů s normou DIN či podložek, až po vlastní vývoj speciálních strojů a systémů pro kontrolu kvality. Důraz na sebemenší detail se projevuje také ve velikosti konstrukčního oddělení a nástrojárny.

Také nástrojárna a konstrukční oddělení musejí pracovat podle stejných principů jako výroba – s vysokou efektivitou při zachování maximální kvality. V tomto případě jsou ovšem nároky na flexibilitu ještě vyšší. Množství vyrobených dílců se pohybuje od jednoho originálu až po střední série. Pro dosažení vytíženosti strojů 5 000–6 000 hodin výroby ročně byl vyžadován co nejvyšší stupeň automatizace postupů a flexibilita vybavení pro různé druhy obrábění. V této souvislosti se podnik snaží spojit posloupně probíhající procesy, jako např. HSC frézování a souřadnicové broušení, tzn. podle možností je provádět na stejných zařízeních. Výhodou jsou získaná přesnost a zkrácení času pracovního cyklu, protože není nutné dodatečně dílec přepínat pro nové obrábění nebo následné měření. Kubické díly lze podle možností zkontrolovat „na hotovo“ a pak teprve odepnout. Tyto principy určily také volbu vybavení pro tuto kombinaci technologických postupů.

Interní požadavky na vyrobené výrobní prostředky jsou vysoké, proto sází firma Blum již od roku 2003 na pětiosá HSC obráběcí centra Röders, která byla již od začátku automatizovaná. Nejprve byly tyto stroje používány pro výrobu vysoce přesných elektrod z mědi nebo grafitu. Při pozdějším nákupu strojů bylo středem pozornosti také frézování kalených materiálů. Pro optimální využití strojů a hospodárnost byla od firmy Röders zakoupena kompletní automatizace: robot Fanuc obsluhující HSC frézky nástroji a obrobky na paletách a zajišťující jejich připojení s pračkou obrobků a 3D měřákem.

Když bylo nutné rozšířit výrobní kapacitu o kombinaci frézování kalených materiálů a souřadnicového broušení, bylo samozřejmé, že firma Blum osloví firmu Röders na základě dlouholetých pozitivních zkušeností s jejími stroji i servisem, aby prokázala svou efektivitu také v této oblasti.

Během náročných testů se mohla firma Blum přesvědčit, že stroje Röders jsou svou produktivitou i přesností vhodné jak pro HSC frézování kalených materiálů, tak i pro souřadnicové broušení. Požadovaná tolerance pro průměr otvoru byla stanovena na ±2 µm. Dalším důležitým aspektem byla skutečnost, že kromě frézování může probíhat i obrábění broušením bez přítomnosti obsluhy, mj. díky možnosti výměny brusných nástrojů, které lze automaticky zaměřit pomocí vysoce přesné měřicí sondy. Sonda umožňuje také zjišťování procesních odchylek (např. opotřebení nebo otlačení nástroje), které jsou kompenzovány řídicím systémem stroje. Blum nevyrábí pouze komplexní dílce, jejichž programování probíhá při přípravě technické výroby, ale také jednoduché dílce, které jsou programovány na strojích podle výkresu. Proto byla dalším důležitým kritériem možnost přímého programování dílců na stroji obsluhou. Programování cyklů, které je součástí řídicího systému Röders RMS6, velmi usnadňuje programování jednoduchých tvarů, např. i tím, že se může obsluha jednoduše a rychle vrátit k zadaným parametrům technologie, které byly předtím naprogramovány.

Důležitým bodem v rozhodování o koupi vhodného stroje byla úzká spolupráce s výrobcem zařízení. Blum a Röders již realizovaly více společných projektů, a také spolupracovaly na dalším vývoji speciálního softwaru pro broušení. Zde se ukazuje rozhodující výhoda – Röders sází na vlastní CNC řídicí systém, takže disponuje všemi zdroji pro jeho další vývoj včetně cyklů pro souřadnicové broušení.

Společně spolupracovali na dalším vývoji řídicího systému v oblasti vylepšení standardních programů pro broušení. V popředí zájmu byla optimalizace nástrojů a procesů. Důležité bylo zohlednění různých variant souřadnicového broušení jako cirkulární broušení nebo broušení kmitáním s vysokou frekvencí. Podněty často přicházely od zaměstnanců obsluhy, kteří na základě svých zkušeností podávali návrhy na vylepšení. Aplikační a softwaroví specialisté je pak přeměnili na odpovídající rozšíření řídicího systému nebo cyklů.

Pozitivním vedlejším efektem řídicího systému Röders je skutečnost, že díky jednoduché a finančně výhodné možnosti updatu běží všechny stroje ve stejné verzi řídicího systému, ačkoli je firma Blum postupně nakupovala v průběhu více než 12 let. Všechny stroje je tedy možné obsluhovat se stejnou verzí postprocesoru.

„Důležitou roli hraje také ‚faktor člověk‘. Brusiči jsou zvyklí pracovat s vysokými přesnostmi a není snadné je přesvědčit o výhodách jiných technologií,“ usmívá se H. Böhler. Tyto lidi je nejprve nutné přesvědčit praxí a přiblížit jim výhody nové technologie. K nim patří schopnost řídicího systému rozpoznat přesnou polohu systému souřadnic obrobku pomocí měřicí sondy a poté přiřadit nulový bod v NC programu k systému souřadnic stroje. Oproti „klasickému“ ručnímu zaměření a seřízení obrobků představuje tato možnost zásadní usnadnění práce. Dále byla zaměstnanci na obráběcích centrech při frézování dosažena taková přesnost a kvalita povrchu, že bylo možné zkrátit kroky broušení a frézování, což přineslo výrazné úspory nákladů zkrácením časů obrábění. Díky svým možnostem se obráběcí centra Röders stala rychle atraktivními i pro zaměstnance. Dnes pracují brusiči a frézaři firmy společně a vzájemně si předávají své zkušenosti.

Vysokorychlostní obráběcí centra Röders jsou určena pro vysoké požadavky na přesnost při zachování vysokého výkonu úběru třísky, a to i u kalených materiálů. Jsou vybavena dynamickými lineárními přímými pohony bez tření a vysoce přesnými měřicími a regulačními systémy, jejichž odměřovací pravítka umožňují přesnost polohování menší než 50 nm. V kombinaci s rychlým řízením na frekvenci 32 kHz u všech frekvenčních modulů při změnách směru nevzniká efekt hystereze (Stick-Slip): Kružnice jsou projeté díky interpolaci os jako přesné nedeformované kružnice. Toto platí pro stroje s hydrostatickým i valivým vedením. Dodatečně má osa Z patentovanou kompenzaci hmotnosti bez tření, která pracuje na bázi vakua a zabraňuje stopám při úvratí v ose Z.

Pro zajištění nejvyšší teplotní stability disponují stroje Röders promyšleným systémem řízení teploty. Teplota média, které proudí všemi důležitými částmi stroje, je řízena s přesností ±0,1 K. Další zvláštností je vlastní řídicí systém stroje, založený na počítačové technologii, jehož funkcionality přesně odpovídají specifickým úkolům HSC, příp. vysoce přesného frézování nebo souřadnicového broušení. Při broušení jsou podporovány kruhové strategie a strategie rychlého kmitání a dostupné jsou také strategie pro obrábění mezi hroty a obrábění broušením na pětiosých strojích. Prostřednictvím standardních cyklů pro speciální strategie broušení, které využívají předem definované typy nástrojů a parametry broušení, je možné vedle CAM systému programovat efektivně a rychle také přímo na stroji.

Stroje JMK

Kamila Macháčková Mgr.

machackova@strojejmk.cz

info@strojejmk.cz

www.strojejmk.cz