Témata
Reklama

Stroj na středění klikových hřídelí

Je všeobecně známo, že kliková hřídel je jednou z nejkritičtějších součástek motoru s vnitřním spalováním a jedním z nejsložitějších a nejkomplexnějších dílů z hlediska obrábění. Potřeba přesného vyvážení klikové hřídele, která je rozhodujícím faktorem pro celkovou účinnost motoru, se stala ještě důležitější, jelikož výrobci automobilů usilují o snižování emisí CO2 prostřednictvím lepšího výkonu motoru a strategií spočívajících v odlehčování. Díky různým vylepšením, kterých se v průběhu let dosáhlo v procesech kování a odlévání, už mají neopracované komponenty klikové hřídele téměř požadovaný tvar s mnohem menším množstvím přebývajícího materiálu. To znamená, že na konečné klikové hřídeli je třeba obrábět méně částí. Přináší to s sebou také zvýšenou potřebu přesného vyvážení se zmenšenou velikostí protizávaží, které se při vytváření těžiště často provádí.

Pro dosažení požadované přesnosti a zároveň požadovaného výkonu v rámci procesu výroby klikové hřídele automobiloví výrobci využívají spolehlivá řešení, která jsou schopna zaručit produktivitu a kvalitu při minimalizaci celkových nákladů. To tradičně vyžadovalo použití standardních nebo specializovaných strojů, které sice mohou zajistit spolehlivost, ale nemusejí nutně nabízet flexibilitu, kterou současný trh vyžaduje. Nové moduly pro výrobu klikových hřídelí od společnosti Comau poskytují přesnost patentované a továrně ověřené technologie, která zahrnuje dostupné „dynamometrické“ středění ve specializované a vysoce flexibilní obráběcí buňce.

Tento článek se zabývá především modulem SmartRevComau 60CM a popisuje, jak mohou výrobci automobilů provádět velkoobjemové či sériové obrábění a zároveň být flexibilní z hlediska zpracování různých délek, válců a konfigurací za použití téhož automatizovaného řešení. Dále článek ozřejmí, jak společnost Comau pomáhá dodavatelům OEM dosáhnout řízeného, dynamického vystředění neopracované klikové hřídele s nižšími časy cyklu a výrobními náklady prostřednictvím zmenšení či úplného odstranění potřeby konečných vyvažovacích úprav na konci linky.

Reklama
Reklama

Vyvážená přesnost při každé otáčce

Kliková hřídel, jeden z nejsložitějších a nejkomplexnějších dílů z hlediska obrábění, je rozhodujícím faktorem celkové výkonnosti motoru a vyžaduje vysokou úroveň přesnosti. Pro splnění požadavků na přesnost i výkon v rámci procesu výroby klikové hřídele se nejlepší výrobci automobilů tradičně uchylovali k použití standardních a specializovaných soustruhů, frézovacích a vyvažovacích strojů. Tyto systémy obvykle nabízejí spolehlivost, ale často nedisponují flexibilitou pro zpracování klikových hřídelí s rozdílnými konfiguracemi. Dalším problémem tradičních řešení je nedostatečná rozšiřitelnost a/nebo problematická integrace jiných modulových obráběcích produktů. To platí jak v případě systémů pro hromadnou výrobu, tak u systémů pro sériovou výrobu, ačkoliv potřeba opakovatelnosti je větší spíše v případě velkoobjemových provozů vzhledem ke stabilnímu toku výroby.

V podstatě u jakékoliv linky pro obrábění klikových hřídelí je prvním a zřejmě nejkritičtějším procesem středění neopracované ocelové či litinové klikové hřídele. Přestože existuje několik způsobů vystředění neobrobené klikové hřídele, vytvoření těžiště výkovku či odlitku na začátku linky může snížit či zcela odstranit potřebu opětovného vyvážení na konci linky, což s sebou přináší zvýšení celkové účinnosti linky a snížení nákladů. Uvážíme-li hledisko výkonu, tak přesně vystředěná kliková hřídel způsobuje během rotace méně vibrací, což je jev známý také jako hrubost. To vede k menšímu hluku, menšímu rozptylu energie a k menšímu opotřebení motoru. Z těchto důvodů se vytváření těžiště stále více považuje za jeden z nejúčinnějších způsobů zajištění přesného konečného vyvážení. Pokud se používá správné zařízení, proces vytváření těžiště může dokonce snížit zmetkovitost téměř na nulu. Pro vyřešení těchto problémů spojila společnost Comau padesát let zkušeností s pohonnými ústrojími s 23 patenty a pokročilou technologií a vyvinula nový stroj pro vytváření těžiště klikových hřídelí, který přináší univerzálnost při zpracování klikových hřídelí různých typů a délek se spolehlivou přesností továrně ověřených obráběcích řešení.

Kliková hřídel, jeden z nejsložitějších a nejkomplexnějších dílů z hlediska obrábění, je rozhodujícím faktorem celkové výkonnosti motoru a vyžaduje vysokou úroveň přesnosti.

Při podrobnějším zaměření se na modul SmartRevComau 60CM a jeho středicí a vyvažovací proces je důležité zmínit, že tento nový stroj pro vytváření těžiště se už používá ve velkoobjemové výrobní lince pro předního dodavatele OEM automobilových dílů. Specializované řešení, které výrobci volí pro jeho kombinaci inovativní technologie obrábění klikových hřídelí a správného vyvážení „napoprvé“, zvládne výrobní objem, který činí přibližně 175 000 klikových hřídelí ročně a je navíc flexibilní pro změnu typů a délek podle plánované výrobní dávky. Za tímto účelem byl stroj s více stanicemi vybaven řešením umožňujícím jednoduchou přestavbu, které dodavatelům OEM umožní poradit si s novými konfiguracemi či náhlými potřebami.

Na lince pro výrobu klikových hřídelí je středění odlité či vykované klikové hřídele v prvním kroku běžnou praxí. Proces začíná automatickým založením shora a polohováním neopracovaného dílu na první ze dvou pracovních stanic. Jakmile je neopracovaná kliková hřídel usazena, proběhne zajištění dvěma upínkami a systém pak automaticky otáčí dílem a provádí pečlivá měření nevyváženosti s podrobnou analýzou pro určení osy setrvačnosti. Tato data jsou potom zpracována strojem a následně využita druhou stanicí pro automatické vrtání středicích otvorů na obou koncích klikové hřídele. Jelikož se druhá stanice může spolehnout na přesné upnutí a vyrovnávací schopnosti modulu SmartRevComau 60CM, automaticky opraví relativní úhlovou a souřadnicovou polohu klikové hřídele na středový vrták a vytvoří ideální polohu pro budoucí osu rotace vůči ose setrvačnosti. Stroj pro vytváření těžiště také dokáže v případě potřeby provádět duté frézování a jiné úkony na koncích klikové hřídele za účelem vytvoření čistého řezného průměru na upínací ploše a snížení potřeby řezání při dalších úkonech. To vše probíhá s použitím vysoce kvalitních a extrémně přesných měřidel společně se schopností vysoce přesného zakládání a středění při manipulaci s klikovou hřídelí.

Modul SmartRevComau 60CM je patentovaná a továrně ověřená technologie, která zahrnuje dostupné „dynamometrické“ středění ve specializované a vysoce flexibilní obráběcí buňce.

Možnosti modulu nejsou omezeny pouze na schopnost poradit si s různými konfiguracemi typů a délek. Skutečná síla specializované stanice spočívá ve zpětné vazbě a funkci korekce mezi strojem pro konečné vyvážení a strojem pro vytváření těžiště, což systému umožňuje v případě potřeby vynutit vyrovnání osy setrvačnosti za účelem zajištění lepšího konečného vyvážení na konci linky. Vzhledem k tomu, že samotný obráběcí proces může u klikové hřídele při jejím průchodu linkou vyvolat dodatečnou nevyváženost, výrobce může zjistit, že konečná nevyváženost dané klikové hřídele překračuje přijatelnou toleranci. V tomto okamžiku by systém nevyváženost opravil vyvrtáním dodatečných otvorů do protizávaží. Pokud však určitá dávka klikových hřídelí vykazuje sklon k překračování tolerancí nevyváženosti, lze pro preventivní řešení problému nastavit parametry středicího stroje tak, aby se upravila poloha vrtání počátečních středicích otvorů, a to už v první fázi procesu. Vyrovnáním počátečního středicího otvoru se zabezpečí lepší vyvážení konečné klikové hřídele, než když stroj otvor vyvrtá na původní ose setrvačnosti. Jakmile je kliková hřídel na posledním vyvažovacím stroji, je stále potřeba změřit vyrovnání klikové hřídele a může být třeba jej doladit, nicméně vrtaných otvorů bude méně a veškeré potřebné otvory budou mělčí. Ve výsledku dokáže modul SmartRevComau 60CM poskytnout lepší kvalitu a větší strukturální spolehlivost konečné klikové hřídele. Zkušenosti společnosti Comau navíc ukazují, že průměrně 60 % dílů vyráběných s použitím jejího systému je v toleranci a není nutné u nich vyvrtávat otvory do protizávaží. To vede ke skutečné úspoře času a nákladů při vytváření těžiště a zároveň se jedná o důvod, proč je v případě obrábění klikových hřídelí flexibilita stejně důležitá jako opakovatelnost.

Existuje mnoho výhod vytváření těžiště na začátku linky, přičemž ta nejvýznamnější spočívá v možnosti vyhnout se konečným úpravám vyvážení. Odstraní-li se na neopracované klikové hřídeli počáteční nevyváženost, je méně pravděpodobné, že jakákoliv nevyváženost, která se může objevit během následujících procesů obrábění, povede na hotovém dílu k hodnotám, které by překračovaly toleranci, což také znamená snížení nebo úplné odstranění potřeby vrtat dodatečné otvory, popřípadě vrtat hlubší otvory. Vysoká výkonnost modulu rovněž vede k menšímu množství zmetků a to nejen snižuje náklady, ale také zvyšuje kvalitu a výnosnost výroby. A nakonec, kombinace více procesů na témže stroji pomáhá snížit náklady projektu díky zmenšení potřeby konečného vyvažování, čímž dochází ke snížení nákladů na samotnou činnost konečného vyvažování. Výsledkem je, že systém dokáže pomoci rozumně nakládat se zdroji, přizpůsobit kapitálové investice tržní poptávce a rozvrhnout výrobu na základě předpovězených cílů. Nově vyvinutý stroj také disponuje nezbytnými možnostmi připojení za účelem integrace do výrobního systému Průmyslu 4.0.

Skutečná síla specializované stanice spočívá ve zpětné vazbě a funkci korekce mezi strojem pro konečné vyvážení a strojem pro vytváření těžiště, což systému umožňuje v případě potřeby vynutit vyrovnání osy setrvačnosti za účelem zajištění lepšího konečného vyvážení na konci linky.

Rozsáhlé znalosti obrábění a vyvažování, kterými společnost Comau disponuje, pomáhají společnosti rozlišovat její výrobky a umožňují jí vytvářet inovativní řešení pro klikové hřídele, která spočívají v kombinaci úkonů na jediném specializovaném stroji, což přináší úsporu času při současném snižování nákladů. Nepřetržitý úspěch obráběcích systémů SmartRevComau dokazuje, že modularita a flexibilita jejich technologie umožňuje společnosti splnit i náročné výrobní požadavky. Jelikož je za stroji pro klikové hřídele společnosti Comau skryto více než 50 let zkušeností, vývoje a patentovaných technologií, není velkým překvapením, že je v továrnách po celém světě v současné době v provozu více než 500 systémů, které rok co rok poskytují spolehlivou přesnost.

Comau

Susan Eppel

daniele.zibetti@bm.com


http://comau.com/EN

Reklama
Vydání #6
Kód článku: 180604
Datum: 06. 06. 2018
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

Co naznačila největší továrna na světě

Záruka dobrých obchodů, výkladní skříň pro mezinárodní trh, ukázka budoucnosti ve strojírenství – tak hodnotí vystavovatelé veletrh EMO Hannover 2017. Pod heslem Connecting systems for intelligent production představilo své novinky více než 2 200 vystavovatelů z 43 zemí. Tematické těžiště spočívalo v digitalizaci a propojení výrobních procesů. V centru pozornosti byly především výrobní postupy, stroje a zařízení pro zpracování a opracování kovů.

Související články
Cena MM Award na EMO

Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Závěrečné oponentní řízení CK-SVT

V dubnu 2012 byl na půdě Fakulty strojní ČVUT v Praze oficiálně zahájen osmi letý projekt Centrum kompetence - Strojírenská výrobní technika v rámci dotačního programu Technologické agentury ČR. Projekt byl úspěšně ukončen ke konci roku 2019 a v červnu 2020 proběhlo Závěrečné oponentní řízení ve firmě TOS Varnsdorf, jednoho ze spoluřešitelů.

Další veletržní postřehy z EMO 2019

Z pohledu technika lze veletrh EMO v roce 2019 považovat za zdařilý, protože byl více o invenci, kreativitě, vylepšování stávajícího i hledání nových cest. Na veletrhu bylo možné vysledovat několik řekněme fenoménů, které se objevovaly napříč veletrhem. Přitom bych je přímo nepovažoval za trendy, protože obdobné počiny, technika, software i smýšlení byly (u asijských výrobců) k vidění o šest měsíců dříve na veletrhu obráběcích strojů v Pekingu. Nedávám tímto záminku k mezikontinentální diskusi o tom, kdo trendy určuje. V tomto textu zazní několik dalších veletržních postřehů.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Názorové fórum odborníků

Na tomto místě budeme pravidelně přinášet názory odborníků k tématům, která se objeví v aktuálním vydání MM Průmyslového spektra. V březnovém vydání jsme zástupcům firem položili následující otázku:

V nejisté době je univerzálnost řešením

Automatizace průmyslových procesů řeší problémy s nedostatkem kvalifikované pracovní síly, nahrazuje fyzicky namáhavou či zdravotně škodlivou činnost, snižuje chybovost lidského faktoru, zkracuje výrobní časy a v konečném důsledku přispívá ke zvýšení kvality a zisku. Nejen toto je pro ředitele společnosti Acam Solution Ing. Pavla Bortlíka a jeho tým motivace, ale i zábava. Za relativně krátkou dobu na trhu se firma stala, ať už napřímo, či přes své obchodní partnery, dodavatelem společností jako Volkswagen, Toyota, Olympus, Škoda Auto, Edwards, TE, BOSH, Heinze Gruppe, Woco STV či Fanuc a nyní přichází s řešením vhodným nejen pro velké výrobce, ale také pro malé a střední podniky – s univerzální robotickou buňkou HXG. Důležitým komponentem v této buňce je mimo jiné systém pro upínání nulového bodu VERO-S od společnosti Schunk.

Perspektivy čínského draka

Již několik let vám pravidelně v tomto čase přinášíme reportáže ze dvou klíčových strojírenských veletrhů celého asijského kontinentu, které jsou určitým barometrem srovnání postupného vývoje čínských výrobců obráběcích strojů a komponent, ale i pohledem na zvolené marketingové strategie nadnárodních společností při jejich penetraci na zdejší čínský trh – největší a nejprogresivněji rostoucí na světě. V lichých letech se v Pekingu v dubnu koná veletrh CIMT (China International Machine Tool Show), v sudých přibližně ve shodné době pak v Šanghaji veletrh CCMT (China CNC Machine Tool Fair). Aktuální postřehy z každého dne veletrhu jsme přinášeli prostřednictvím redakčního portálu mmspekturm.com a sociální sítě facebook, s tradičním komplexnějším pohledem na veletrh a čínský komoditní trh jako takový přicházíme nyní.

Strojírenské fórum 2018: Zaměřeno na nové technologie a materiály

Příběh pátého ročníku Strojírenského fóra se začal psát 10. května 2018 na půdě Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně konferencí na téma moderní výrobní technologie a materiály s důrazem na aditivní výrobu z velké části kovových materiálů a na inovativní aplikace kompozitních materiálů. Na sto účastníků z řad výrobní a akademické sféry vyslechlo na 13 přednášek a následně v pozdních odpoledních hodinách se větší část z nich odebrala na exkurzi po šesti VaV pracovišťích zaměřených na nové technologie. Plný den poznání a nových setkání. Pojďme se k němu vrátit fotoreportáží.

Lasery + Optika v průmyslu

Lasery i optické přístroje jsou součástí stále většího počtu průmyslových aplikací, a to v oblasti zpracování kovových i nekovových materiálů. První ročník konference zabývající se právě problematikou využití laseru v průmyslu v České republice uspořádala společnost Lascam pro vedoucí technology, vedoucí výrobních úseků, vyšší management a ředitele výrobních podniků – klíčové osoby, které rozhodují o strategii firmy a zavádění inovací do výrobních procesů.

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