Témata
Reklama

Rozvoj automatizace v oblasti obráběcích strojů?

Automatizace významně ovlivňuje výrobní činnosti všech oborů. Vzhledem k tomu, že v samotném srdci výroby stojí vždy výrobní zařízení, chceme na příkladu největšího světového výrobce obráběcích strojů představit, jak mohou být stroje v rámci široké škály opcí vybaveny automatizační technikou - v našem případě se jedná o automatizaci manipulace s materiálem a následné kontrolní činnosti na hotovém obrobku.

Automatizuje se vše s cílem zvýšit kvalitu, zvýšit kapacitu, zvýšit efektivnost, úroveň řízení, zajistit spolehlivost, zlepšit pracovní prostředí, ulehčit lidem život a zároveň klást větší požadavky na ty, kteří ji neustále vyvíjejí a zdokonalují, i na ty, kteří ji stále ještě obsluhují. Automatizace přináší i negativní aspekty, které se zatím nedaří zcela uspokojivě řešit. Jsou to dopady na životní prostředí, vznik nových civilizačních chorob a narůstání rozdílu mezi rozvinutými a rozvojovými zeměmi.

Automatizace významně ovlivňuje výrobní činnosti všech oborů. Vzhledem k tomu, že v samotném srdci výroby stojí vždy výrobní zařízení, chceme na příkladu největšího světového výrobce obráběcích strojů představit, jak mohou být stroje v rámci široké škály opcí vybaveny automatizační technikou - v našem případě jde o automatizaci manipulace s materiálem a následné kontrolní činnosti na hotovém obrobku. 

Reklama
Reklama
Obr 1: Mazak Paletech s tříúrovňovým zásobníkem palet (základní sestava)

Manipulace s obrobky u obráběcích center

Tak jako ostatní výrobci obráběcích strojů má i japonská společnost Yamazaki Mazak své stroje již ve standardním provedení vybavené jednotkami manipulace polotovarem i hotovými obrobky. Veškerá vodorovná centra Mazak mají ve výbavě dvoupaletový výměník umožňující základní manipulaci v překrytém čase obrábění. U svislých center s pojezdným stojanem typu Mazak VTC je ve výbavě přepážka s elektronickým rozhraním umožňujícím využívat každou polovinu stroje samostatně, tedy také dvoupaletový systém. Svislá frézovací centra s křížovým stolem lze v rámci opce dovybavit výměnou palet prostřednictvím přesouvačů, které technologickou paletu (v tomto případě celý vrchní díl stolu stroje) přesunou mimo vlastní pracovní prostor a opět založí druhou paletu. Systém je obdobný jako při posunování železničních vagonů na nákladovém nádraží. U portálových frézovacích center se využívá taktéž shodný princip.

Obr 2: Detail manipulátoru a zásobníku palet

Soustružnická centra a pracovní buňky

Pro soustružnická centra je ve formě příslušenství k dispozici rozhraní pro připojení podavače tyčí a několik typů nakládacích i vynášecích zařízení obrobků. CNC soustruhy mohou být dále vybaveny samostatným portálovým robotem Mazak s autonomním řízením nebo jen rozhraním pro zákaznickou aplikaci průmyslového robota s manipulací přes přední dveře. Svislé soustruhy typu Mazak e-Integrex mohou být dodány v modifikaci pro zařazení do pružných výrobních systémů (Mazak Paletech, Mazak FMS) zkompletovaných z různých typů obráběcích strojů Mazak. Soustružnická, stejně jako vodorovná obráběcí centra Mazak jsou nabízena i v provedení inteligentní pracovní buňky s průmyslovým robotem pod názvem Mazak e-bot cell 720.  Robot vybavený vizuálním systémem je schopný provádět výměnu přípravků a zajistit bezobslužný provoz buňky po dobu 720 hodin (třísměnný provoz po dobu jednoho měsíce). Buňka e-bot cell 720 může být zařazena i do pružného výrobního systému Mazak Paletech.

Obr 3: Velkokapacitní výrobní systém Mazak Paletech

Pružné výrobní systémy

Pružné výrobní systémy typu Mazak Paletech lze dělit dle počtu vrstev, do nichž jsou palety ukládány. Mazak dodává jedno- až tříúrovňový systém anebo v kombinaci s regálovým zakladačem dle volby zákazníka. Další členění může být dle velikosti palety (přičemž platí, že lze vždy pracovat se dvěma sousedními velikostmi palet v jediném systému). Do jednoho systému Paletech je možné zařadit i stroje z různých modelových řad - například vodorovná obráběcí centra společně se svislými pětiosými frézovacími centry a multifunkčními svislými soustružnickými stroji. S podklady od výrobce si doslova každý může z nabízených stavebnicových modulů sestavit svůj vlastní pružný výrobní systém. Základní konfigurace stavebnice sestává z jednoho stroje, šesti úložných míst pro palety a jedné nakládací stanice. Tuto sestavu pak může zákazník sám libovolně rozšiřovat až do výrobního systému s 16 obráběcími centry, 240 paletami a robotizovaným systémem nástrojového hospodářství (FMS).

Pružné výrobní systémy Mazak Paletech znamenají i vyšší úroveň řízení výroby. Velice komfortní management paletového hospodářství přivede uživatele až ke kybernetickým výrobním střediskům s on-line plánovacím systémem, který kompletně zohledňuje lidské i hmotné zdroje a automaticky provádí korekce plánu dle skutečného stavu výroby. K tomu nejsou třeba žádné průvodky ani čárové kódy, stačí občas monitorovat aktuální stavy na jednotlivých pracovištích a schvalovat nebo provést drobné úpravy automaticky generovaného a aktualizovaného plánu. Vlastní kompletace Mazak Paletechu tak překonává předěl mezi automatizační vybaveností stroje od výrobce a následnými aplikacemi na straně uživatele. Délku bezobslužného provozu Paletechu lze prodloužit aplikací průmyslového robota u nakládací stanice.

Obr 4a: Výrobní buňka s robotem Nachi
Obr 4b: Výrobní buňka s robotem Nachi

Doplnění obráběcích strojů robotyObdobně lze roboty vybavovat jak jednotlivé stroje, tak i skupinu strojů. Tyto kombinace mají výhodu v tom, že není třeba omezovat se na jediného výrobce strojů, takže je možné sestavovat buňky různých výrobců strojů a dodavatelů měřicích a kontrolních jednotek.

Níže uvádíme příklad aplikace robota Nachi, typ MR20 společně se soustružnickým centrem Mazak a vysokorychlostním frézovacím centrem Brother. Tento sedmiosý robot vyniká zejména kompaktností a dobrou dostupností ramene robota do míst, kam by se klasický šestiosý robot nedostal. Této výhody bylo využito pro jeho umístění mimo hlavní nakládací prostor, čímž byla zachována možnost  ručního zakládání polotovarů do obráběcího centra pro použití v kusové výrobě, kdy je z časového hlediska seřizování průmyslového robota nevýhodné. V tomto konkrétním případě jde o zapojení průmyslového robota MR20 do výrobní linky s CNC soustružnickým centrem MAZAK QTNX100 a obráběcím centrem Brother TC-S2D s následnou kontrolou závitu a gravírováním na hotový výrobek. Polotovar je odebírán robotem ze zakládacího dopravního pásu a založen do soustružnického centra. Následuje soustružení a přesun rozpracovaného dílu robotem do obráběcího centra. Po kompletním obrobení je každý kus zkontrolován automatickou jednotkou pro kontrolu závitů s eventuálním vyřazením neshodných výrobků a následně přesunut k označení na gravírovacím zařízení. Hotový výrobek je po této operaci odložen na vynášecí dopravní pás a transportován mimo prostor výrobní buňky.

Obr 5a: Detail činnosti robota ve výrobní buňce
Obr 5b: Detail činnosti robota ve výrobní buňce

Automatizace ve světle dneška

Automatizace je oborem, který poskytuje rozsáhlé možnosti aplikací a modifikací pro splnění nejrůznějších technických zadání. Článek poskytuje stručný náhled na tuto problematiku z pohledu významného světového výrobce číslicově řízených obráběcích strojů a tuzemského dodavatele těchto strojů. Automatizace obráběcích strojů je jistě perspektivní oblastí, která našla v České republice zatím výraznější uplatnění prakticky jen v automobilovém průmyslu. Nezapomínejme na automatizaci při investičních úvahách o rozšiřování provozů v souvislosti s nárůstem výroby, které nastalo po období útlumu. Nenechávejme automatizaci jen ve vzpomínkách na minulost v souvislosti se současným rozebíráním a šrotováním jednoho z prvních pružných výrobních systémů na světě v Olomouci. Vzpomeňme a oživme myšlenky jednoho z tvůrců tohoto systému a nestora tuzemského oboru výrobních strojů Ing. Jaromíra Zeleného, CSc. (+ 23. 3. 2011)!

Ing. Ondřej Svoboda, Ph.D.

o.svoboda@misan.cz

Misan

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 110447
Datum: 13. 04. 2011
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Automatizační řešení navzdory překážkám

Firma Piesslinger se specializuje na povrchovou úpravu hliníku. S automatizací výroby dílů pomohla firma Hermle a prokázala, že různé tolerance a choulostivé povrchy nemusejí být důvodem, proč se vzdát myšlenky bezobslužného obrábění.

Řídicí systém z vlastní dílny, 1. díl: Filozofie jednoho zdroje

V sérii navazujících článků se budeme zabývat systémem OSP - P300A, který v současné době završuje řadu řídicích systémů vyvinutých a vyráběných společností Okuma pro řízení CNC obráběcích strojů rovněž původem z Okumy.

Důležitá je doba chodu vřetena v řezu

Společnost HZT Honermeier Zerspanungstechnik vyrábí tvářecí nástroje, komponenty, měřidla a prototypy pro strojaře, proto žádné dvě zakázky nejsou stejné. Kvůli flexibilnímu a současně efektivnímu obrábění investovala společnost do pětiosého obráběcího centra s připojenou automatizací od firmy Hermle.

Související články
Automatizovaná výroba implantátů just-in-time

Pro zakázkovou výrobu vysoce přesných implantátů v časovém limitu 24 hodin vsází švýcarský výrobce a poskytovatel zdravotnických prostředků pro osteosyntézu, firma Medartis, na obráběcí centra a robotické systémy Hermle.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Automatizace - cesta k úspěchu

Automatizace je významným prostředkem ke zvýšení kvality a produktivity strojírenské výroby. Jeden plně automatický stroj dokáže nahradit několik běžných strojů s obslužným personálem. A to při značně vyšší kvalitě, rychlosti a produktivitě.

Produktivní high-end obrábění

V minulém vydání jsme vám přinesli referenci rakouského výrobce obráběcích strojů Emco u svých klíčových zákazníků, konkrétně z laakirchenského závodu na výrobu rotačných dílů firmy Miba Gleitlager Austria GmbH. V Rakousku nadále zůstáváme a dnes se vydáme se do salcburské firmy MTE Metalltechnik Elsenhuber, která se vedle sestav specializuje na výrobu kusovou až velkosériovou.

3D aditivní technologie - rok inovací a novinek

Po kritickém roce 2016, kdy šlo Kovosvitu MAS o přežití, se tradiční česká strojírenská firma z jihu Čech nadechuje k dalšímu rozmachu a pro rok 2017 připravuje celou řadu výrobních novinek, které bude v průběhu roku postupně uvádět na trh. Nejbližší příležitostí jsou zákaznické dny konané začátkem dubna. Světovou premiéru zde bude mít mimo jiné také stroj Weldprint 1000 5AX, který patří do kategorie Hybrid Manufacturing (HM).

Komponenty pro vyšší efektivitu a produktivitu obráběcích strojů

Chcete realizovat stavbu obráběcích strojů rychleji a jednodušeji, nebo chcete stroje provozovat efektivněji a pravidelně je optimalizovat a zvyšovat jejich produktivitu? Výkonný CNC systém Sinumerik nabízí řešení pro výrobní dílny, kusovou výrobu i výroby velkých sérií, ať už se jedná o jednoduché, nebo složité obrobky. Nová softwarová verze 4.7 pro řídicí systémy Sinumerik 840D sl a 828D přinesla řadu nových funkcí, které usnadňují a rozšiřují operátorské a programátorské možnosti řídicího systému. Odpověď na otázku, jaké jsou hlavní změny a trendy v oblasti rozvoje hardwaru Siemens pro řízení obráběcích strojů, přináší tento článek.

Je zaškrabávání nezastupitelná metoda?

V minulém vydání jsme uvedli 1. díl pohledu do minulosti i současnosti řemeslné výroby obráběcích strojů. Nyní vám přinášíme pokračování tohoto článku o unikátní metodě – technologii zaškrabávání.

Univerzální robotická buňka pro nakládání a vykládání dílů

Podmínky podnikání ve strojírenství se v poslední době výrazně změnily. Zákazníci se stali náročnějšími. Očekávají nejen stále nižší a konkurenční ceny, ale také zvyšují své požadavky na zajištění trvalé kvality při menších velikostech dávek a vysokou flexibilitu v dodacích lhůtách. Zároveň se dodavatelské společnosti musejí vyrovnat s rostoucími náklady na pracovní sílu, současně však i s nedostatkem obsluh pro CNC stroje. Pokud je mají, rádi by využívali své kvalitní operátory pro kvalifikované práce a nikoli pro jednoduché opakující se úlohy.

Inovace na obou stranách výrobního sortimentu

Svislá dvoustojanová centra řady Genos prošla inovací technických parametrů, a to konkrétně u modelů M560R-V a M460R-VE. Současně zavádí firma Okuma i nové obslužné a komunikační rozhraní Okuma Suite do řídicích systémů svých sofistikovaných modelů. Inovace přicházejí z obou stran výrobního sortimentu – u standardních tříosých center i u vícerých víceúčelových strojů pro náročné aplikace.

Automatický systém aktivního řízení lunet pro ustavení klikových hřídelí při opr

Systém řeší specifické problémy charakteristické pro třískové opracování klikových hřídelí pro pístové motory určené především pro lodní průmysl. Nepřesné uložení klikových hřídelí při opracování se projevuje tzv. dýcháním velikosti v řádu mikronů. Dýchání hřídelí při otáčivém pohybu během opracování je způsobeno pružností hřídele, její hmotností a tím, že osa otáčení nesouhlasí přesně s osou hřídele a má přímý vliv na celkovou přesnost zalomené hřídele. Hodnoty dýchání příslušné k jednotlivým zdvihům se obecně mění v závislosti na úhlu natočení hřídele. Je-li však hřídel přesně ustavena, potom při jejím otáčení nenastává žádné dýchání. Původní technologie je řešena ručním nastavením podpěrných sil oscilačních lunet bez jakékoliv automatizace.

Jaký byl Metav 2012

V Německu běží veletržní dění na plné obrátky. Hannoverské výstaviště je "sotva" uklizené od pozůstatků veletrhu EMO (viz. náš poslední díl profesního seriálu v tomto vydání na str. xx) a již byly o necelých 300 kilometrů na jihozápad otevírány brány výstaviště v Düsseldorfu. Je možné, aby německý trh vstřebal takovouto nadílku veletrhů týkajících se výrobních strojů a výrobní techniky, jejichž náplní jsou zejména obráběcí stroje?

Zlatý věk letecké výroby

Historie vývoje NC číslicového řízení je úzce spjata s vzestupem leteckého průmyslu ve Spojených státech a s technickými nároky, kterým čelili konstruktéři, když dostali za úkol navrhovat a vyrábět letadla a hnací ústrojí dosahující vyšších rychlostí, větší výšky letu, delšího doletu a větší bezpečnosti. Stavitelé letadel tlačili na své dodavatele a na nějakou dobu nastala situace, kdy technické nároky předběhly výrobní možnosti.

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