Špičkové obráběcí stroje na veletrhu EMO 2023, 2. část

Výrobce Yasda je v Japonsku dobře známý výrobou obráběcích strojů, které lze nazvat mateřským strojem, a těší se v tomto oboru vysoké reputaci. Odpovídající termín „Mother machine“ je v Japonsku velmi běžný, zákazníci a obchodní partneři tam přesně vědí, co znamená. V Německu a dalších částech světa se tento termín používá zřídka, takže často není zcela jasné, o jaký druh stroje jde. Aby bylo možné vysvětlit tuto oblast činnosti firmy Yasda, je důležité nejprve popsat koncept mateřského stroje.

Moderní stroje se skládají z tisíců jednotlivých komponentů a výroba těchto komponentů je jednou z podstatných oblastí výroby strojů. K výrobě těchto součástí se používají převážně obráběcí stroje, které dostaly v Japonsku název „mateřský stroj“. Termín vychází ze skutečnosti, že tyto stroje slouží k výrobě jiných strojů. Představují výchozí bod všech nově vyráběných strojů.

Jak bylo právě vysvětleno, k výrobě součástí pro stroje se obvykle používají precizní obráběcí stroje. To často vede k domněnce, že obráběcí stroj a mateřský stroj jsou totožné. Ne vždy tomu tak ale je, a záleží na definici použití obráběcího stroje. Existuje širší a užší definice obráběcího stroje. V širší definici se obráběcí stroj používá pro obrábění různých materiálů (včetně např. dřeva a plastů). Takový stroj je obecně výrobní. V tomto případě však nejde o mateřský stroj. V užší definici se může obráběcí stroj stát „mateřským“. Pokud je obráběcí stroj používán výhradně pro výrobu precizních dílů z kovu, a je-li možné z těchto dílů vyrábět, respektive stavět nové stroje, lze jej považovat za stroj mateřský.

Jedním z nejdůležitějších aspektů při výrobě různých komponentů je přesnost. Každý stroj musí zajistit, aby výrobky byly co nejpřesnější. Nízká přesnost vede k výraznému snížení kvality stroje.

Při použití mateřského stroje je tento aspekt obzvláště důležitý. Platí totiž tzv. princip kopírování. To říká, že přesnost vyráběných jednotlivých součástí nemůže být nikdy vyšší než přesnost stroje, který je vyrábí. Pokud mají komponenty samotného stroje toleranční rozsah 1 μm, ovlivňuje to i vyráběné obrobky. Při použití mateřského stroje z principu kopírování vyplývá, že přesnost generovaných strojních součástí je omezena přesností mateřského stroje. Stejné omezení má i stroj, který je z těchto dílů sestaven. Má také vliv na všechny produkty, které vyrábí. To ukazuje, že vysoká přesnost je zvláště důležitá při použití mateřského stroje, protože má dalekosáhlé důsledky.

Z principu kopírování vyplývá, že prakticky neexistuje způsob, jak zvýšit přesnost strojů. Všechny obráběcí stroje jsou sestaveny z obráběných součástí, jejichž přesnost závisí na použitém základním stroji. To platí i pro výrobu nových mateřských strojů. To znamená, že po dosažení určité úrovně přesnosti již není možné se dále zlepšovat. Na druhou stranu technický vývoj posledních desetiletí jasně ukazuje, že přesnost obráběcích strojů se neustále zvyšovala. Protože princip kopírování zásadně platí, vyvstává otázka, jak je možné toto prolomit, aby se zvýšila přesnost. K tomu přicházejí v úvahu tři přístupy.

Ruční opracování obrobků umožňuje další zvýšení přesnosti, a proto se k dokončení obrobků často používají zkušení řemeslníci. To vede k velmi dobrým výsledkům. V praxi je využití ruční práce odpovědné za významnou část zvýšení přesnosti v průmyslové výrobě.

Yasda klade na tento aspekt zvláštní důraz. Základní myšlenka, že kvalifikovaná lidská práce je nepostradatelnou součástí výroby přesných strojů, je hluboce zakořeněna ve filozofii společnosti. To je důvod, proč Yasda zaměstnává výhradně specializované řemeslníky s dlouholetými zkušenostmi a vynikajícími dovednostmi. Tito pracovníci obrábějí všechny hlavní komponenty na obráběcích centrech Yasda, a tím se zajišťuje co nejvyšší přesnost.

Při výrobě obráběcího stroje je nutné sestavit velké množství jednotlivých součástí. Pokud odborní pracovníci zohlední rozměrovou přesnost jednotlivých součástí, je možné vyrobit vysoce přesný stroj, a tudíž je nezbytná vysoká odbornost a vynikající spolehlivost lidského faktoru. Z toho vyplývá, že navzdory digitálním výrobním procesům hraje v montážních technologiích stále rozhodující roli lidský faktor, a přispívá tak opět k vysoké přesnosti strojů.

I v této oblasti sází Yasda na zaměstnance s vysokou kvalifikací. Firma nastavuje nové standardy v této oblasti prostřednictvím dobrého školení, neustálého dalšího vzdělávání a mnohaletých zkušeností v montážní technologii. To umožňuje výrobu mateřských strojů s jedinečnou přesností.

Na veletrhu EMO 2023 mohli zákazníci vidět tři představitele strojů Yasda a nepřeberné množství obrobků, které ukazovaly technologické možnosti přesností a preciznosti strojů Yasda. Na ukázkách byly vidět velké části forem s přesným vyfrézováním děr na rozteči 900 mm v přesnosti polohy ve 3 mikronech a kruhovitosti frézováním.

Dále byly prezentovány výroby forem frézováním v pěti osách s dlouhým výrobním časem a v prostorové toleranci opět v rozsahu 1–5 mikronů se zrcadlovým leskem a odpovídající drsností povrchu Ra = 0,011 µm. Zajímavé byly rovněž příklady mikroobrábění a stupňovité frézování po 1 mikronu, což je pro standardní frézovací centra často nepřekonatelný problém. Další zajímavou ukázkou obrobku z „mateřského stroje“ byla úhlová hlava horizontálního frézovacího centra. V případě tohoto dílu malá úhlová nepřesnost generuje vysokou prostorovou nepřesnost, proto je zde velký tlak výrobců na co nejvyšší přesnost. Řada světových výrobců využívá potenciálu strojů Yasda. Společnost CNC invest v Čechách prodala „mateřský stroj“ do firmy TOS Varnsdorf na výrobu právě takových typů strojních komponent.

Společným rysem těchto typů obrobků je extrémně vysoká přesnost, opakovatelnost, zrcadlové povrchy, a to vše na jednom frézovacím stroji bez nutnosti následného dolešťování nebo broušení. Zákazníky Yasda jsou firmy z oblasti elektroprůmyslu, formařiny, výroby tiskařských a obráběcích strojů, leteckého a kosmického průmyslu, a samozřejmě i medicíny a dalších high-tech oborů.

Uplatnění nacházejí tyto stroje i v automobilovém průmyslu na naprosté špici tohoto oboru, a to například v motorárnách pro formuli 1 stájí Ferrari, Honda, Toyota a dalších.

Ze strojů bylo na stánku Yasda vystaveno i pětiosé mikrocentrum YMC430+RT10 se 40 000 otáčkami na vřetenu (opčně 80 000 ot.min⁻¹) s lineárními motory na osách, které umožňují polohování se submikronovou přesností. Minimální krok je 0,0001 mm. Prochlazovaná konstrukce celého stroje napomáhá teplotní stabilitě i v průběhu dlouhých výrobních cyklů a proměnlivé předpětí vřetene zajišťuje minimální změny v ose Z, a to jak při hrubování, tak při finišování při vysokých otáčkách.

Dále byl vystaven zástupce přesných „CNC vyvrtávaček“ YBM 640V, což v pojetí firmy Yasda znamená přesné frézovací centrum se schopností velmi přesného dokončování otvorů v toleranci polohování několik mikronů. K tomu se přidávají další funkce, na které jsou zvyklí zákazníci frézovacích center. Tyto stroje tak spojují dvě kategorie strojů do jednoho komplexního přesného řešení.

Poslední vystavený stroj Yasda PX30i je univerzální pětiosé frézovací centrum pro produktivní výrobu tvarově rozmanitých obrobků. Tento stroj musí zaujmout firmy, které chtějí automatizovat a zproduktivnit svou výrobu. Stroj je vybaven 33 paletami pro různé typy obrobků a z hlediska rozmanité a produktivní výroby je stroj standardně vybaven 323 nástroji. Díky své přesnosti je předurčen pro bezobslužný provoz v průmyslové automatizaci. Zákazníky zaujme integrovanou automatizací přímo od výrobce, malými zástavbovými rozměry, a hlavně přesností a stabilitou výrobního procesu, což je pro automatizaci klíčový aspekt. Nejdůležitější pro každého výrobce je úspěšnost jeho produktů a v tomto Yasda slaví velké úspěchy. Ve spoustě zemí tyto stroje nahrazují jiná pětiosá frézovací centra, a to díky vlastnostem, které byly zmíněny výše, a nastavují novou laťku konkurenceschopnosti pro uživatele a posouvají jejich technologické možnosti. Těchto úspěchů se dosahuje nejen kvalitou a precizností strojů Yasda, ale i díky technologickým znalostem týmu aplikačních techniků této společnosti a jejich zkušenostem s nejsložitějšími obrobky z celého světa.

V rámci výstavy EMO 2023 pro evropský trh Yasda zdůraznila své postavení lídra na trhu s mateřskými stroji v Japonsku.

Mnoho dalších společností vyrábějící obráběcí stroje používá stroje Yasda, protože jim zajišťují mnohem vyšší přesnost než stávající vlastní stroje. To jim následně umožňuje vyrábět přesné obráběcí stroje. Pro zajímavost, když jsme v předchozím článku mluvili o firmě Citizen machinery, tak tato firma má ve vlastní výrobě 17 strojů Yasda na obrábění přesných částí strojů Cincom a Miyano.

Důvodem dominantního postavení společnosti na trhu je to, že Yasda kombinuje všechny tři prvky pro zlepšení přesnosti zmíněné na začátku článku, a to měření pro zvýšení přesnosti, řemeslné zpracování a montážní techniky. Výrobce rovněž kontroluje všechny vyrobené strojní díly a provádí výběr. Postprocessing navíc provádějí zkušení řemeslníci a firma zavádí náročné standardy i při montáži. To vede k neustálému vývoji a výrobě mateřských strojů s vynikající přesností.

Tímto ohlédnutím za mezinárodním veletrhem EMO 2023 se s vámi rozloučíme. S těmi, kdo s námi byli na veletrhu, jsme si připomněli nadčasové portfolio a filozofii, a vás, kdo jste neměli možnost se zúčastnit osobně, jsme seznámili s portfoliem a filozofií v tomto a minulém článku. Věřím, že jsme vám pomohli objasnit veškeré pokrokové technologie výše zmíněných japonských výrobců a lídrů ve svých segmentech, speciálně firmy Citizen machinery v segmentu dlouhotočných automatů Cincom a vícerevolverových produktivních soustruhů Miyano, a dále firmy Yasda a jejích „mateřských strojů“ v segmentu frézování. Toto portfolio a ještě více vám můžeme detailněji přiblížit v naší firmě CNC invest a slovenským zákazníkům pak v naší pobočce na Slovensku CNC invest SK.