Témata
Reklama

Trendy v tváření: Víceosá řídicí technika pro válcování profilů

Na příkladu novodobého stroje k výrobě nosníků nákladních automobilů profilováním lze vysvětlit výrobní řetězec konstrukce výrobku, konstrukce nástrojů, simulace výroby, vývoj regulace i praktické ověření v průmyslové výrobě.

Výroba nosníků nákladních automobilů je běžně prováděna válcováním – profilováním na profilovacích linkách profilů s konstantním průřezem. Jiným úkolem je vývoj zařízení pro válcování profilů s proměnlivým průřezem. Tato technologie se nazývá profilování válcováním s konturami ve 3D. Je to technologie cenově výhodná, energeticky efektivní a vhodná právě např. v automobilovém průmyslu na výrobu nosníků s podélně proměnlivým průřezem. Vývoj výroby těchto zařízení se ubírá cestou CNC řízených profilovacích válcovacích strojů ve 3D. Svým pojetím patří do konceptu Průmysl 4.0. Podle hospodářského slovníku Gabler (zdroj Springer Verlag) je Industrie 4.0 marketingový výraz použitelný i ve vědecké komunikaci. Tato průmyslová revoluce se vyznačuje individualizací výrobků a sjednocením zákazníků a obchodních partnerů v obchodní oblasti. Internet věcí IoT (Internet of Things) popisuje, že PC mizí a je nahrazen inteligentními prostředky. Ty nenápadně podporují činnosti lidí. Jsou to stále více se zmenšující počítače působící nerušivě, tzv. wearables, se senzory, které jsou zapojeny do internetu či do uzavřené tovární sítě. Vývoj v internetu věcí může ve výrobě znamenat zpracování dat ve výrobě (jednoduchá dokumentace, hlídání výroby, autonomní plánování výroby a její řízení), komunikaci mezi stroji, celopodnikovou síť i s výrobou, infrastrukturu informací, telekomunikaci s výrobou, rozhraní člověk a stroj či hospodárnost při výrobě malého množství. Z toho dále vyplývají požadavky na energetickou hospodárnost a náročnost na přírodní zdroje, krátké inovační cykly a flexibilitu. Takový systém lze označit jako CPS (Cyber Physisches System), který v případě profilování potřebuje tři různé roviny:

- fyzikální objekty, např. pohon kladek a plech;
- data a modely fyzikálních objektů v jedné zasíťované infrastruktuře;
- nové výrobky a služební výkony vyvinuté použitím prvních dvou rovin.

Reklama
Reklama
Reklama
Podélné nosníky pro nákladní automobily vyráběné v malých sériích
Celkový pohled na flexibilní profilovací linku

Vedle senzoriky je dále velmi důležitá vizualizace, generování vědomostí, např. přes data mining, automatizované vytváření modelů a optimalizace kvality pomocí machine learning. Produktové portfolio německé společnosti data M Sheet Metal Solution (SMS) obsahuje mj. právě takovouto softwarovou podporu (Copra RF Produkte, design a virtuální výroba, systémy pro zajištění kvality). Základem vývoje a virtuální výroby je digitální vývoj produktů a simulace výrobního systému. Současně s vývojem lze s těmito nástroji provádět také optimalizaci produktu a výrobního procesu. Firma data M SMS se podílí na mezinárodních projektech souvisejících s profilováním řadu let.

K sepsání příspěvku byl použit příspěvek z konference Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung Prozesstechnik in der Blechverarbeitung, T 42, 12 und 13 April 2016, Fellbach, ISBN 978-3-86776-477-3, str. 139–146.

Doc. Ing. Jan Šanovec, CSc.

sanovecjan@centrum.cz

Reklama
Související články
Požadavky na lisy a nástroje při výrobě převodovek

Stoupající požadavky na redukci CO2 ve výfukových plynech automobilů vedly k jejich narůstající hybridizaci a elektrifikaci. Z těchto důvodů se výrazně zvyšují nároky na plechové díly nejenom v konstrukci karoserií osobních automobilů, ale také v jejich pohonech. Jsou to především požadavky na kvalitu a rozměrovou přesnost. Zvyšuje se komplexnost těchto dílů, a proto také nabývají na významu nároky na tvářecí stroje a nástroje.

První krok od ohraňovacího lisu k servo-elektrické ohýbačce

Požadavky na trhu se mění a zpracovatelé stále více čelí situacím, kdy jsou velké série a objemy nahrazeny potřebouči poptávkou vyrábět malé série, navíc postavené na bázi just-in-time dodávek.

Trendy ve výrobě plochých polotovarů tvářených za tepla

Využití plechových dílů tvářených za tepla patří dnes již běžně k produkci karoserií osobních automobilů a od jejich prvního nasazení nás dělí bezmála dvacet let. Tento trvalý trend souvisí s požadavkem na maximální zužitkování pohonných hmot a s tím spojené i redukce samotné hmotnosti karoserie. Dalším aspektem jsou limity snižující objemy škodlivých exhalací při spalování paliva, které nutí dlouhodobě producenty osobních i užitkových vozidel hledat alternativní konstrukční řešení. Emisní limity nastavené Evropskou unií, platné od roku 2020, stanovují průměrnou emisi všech modelů v nabídce na 95 g CO2.km-1. To odpovídá spotřebě 3,54 litru nafty či 4,06 litru benzinu na sto kilometrů.

Související články
Aditivní výroba ve tváření plechů

Trojrozměrný (3D) tisk, označovaný také jako aditivní výroba (additive manufacturing - AM), zaznamenal v poslední době značný rozvoj. Touto technologií je umožněna výroba i velmi tvarově komplikovaných trojrozměrných produktů. Objekty nebo výrobky jsou vytvářeny z podkladu digitálních 3D modelů nebo jiných elektronických datových zdrojů. Aplikační možnosti 3D tisku se s ohledem na progresivní vývoj této technologie jeví jako neomezené.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Lehké konstrukce automobilů – využití hořčíku

Využití hořčíku a jeho slitin v automobilovém průmyslu má poměrně dlouhou tradici, sahající až do roku 1920, kdy byl tento materiál prvně použit v konstrukci sportovních vozů. O několik desetiletí později se objevil i v komerčních vozech, například u typu Volkswagen Beetle, kde jeho obsah činil téměř 20 kilogramů. Nicméně do popředí zájmu se tento specifický materiál dostává v posledních letech v souvislosti s nárůstem ekologických a legislativních požadavků na provoz vozidel.

Efektivní procesy ve skladu i ve výrobě

Lisování, řezání laserem, ohraňování – seznam výrobních prací v průmyslu zpracování plechu je dlouhý. Stále více výrobců proto zadává tyto úkoly tzv. job shopům (výrobním dílnám), aby se mohli koncentrovat na svůj hlavní předmět činnosti. Požadavky na výrobní podniky jsou odpovídajícím způsobem vysoké. Kromě flexibility a rychlosti je základním předpokladem dobrý poměr ceny a výkonu. Aby mohly pracovat efektivně a se ziskem, jsou job shopy stále více odkázány na optimálně koordinované a automatizované procesy ve skladování a ve výrobě. Moderní metody zásobování a centralizace celé skladové logistiky přitom nabízejí mnoho výhod.

Lehké konstrukce automobilů - použití lisů ve výrobě hybridních dílů

V předchozích článcích ze seriálu Lehké konstrukce automobilů o možném použití nových materiálů pro stavbu lehkých konstrukcí a jejich aplikacích na karoseriích osobních automobilů nebyly zpravidla detailně rozebrány možnosti výroby těchto specifických materiálů. Uvedeme je v tomto článku.

Lehké konstrukce automobilů - sendvičové materiály

O prodejnosti a úspěšnosti vozidla v silném konkurenčním prostředí dnes rozhoduje z velké míry tvar a funkčnost karoserie. Mezi technickým vybavením jednotlivých výrobců dnes není propastný rozdíl a proto první, čím automobil promlouvá k zákazníkovi, jsou právě silueta vozu, linie hran, elegance i vizuální dynamika. Na karoserii jsou proto kladeny náročné požadavky v řadě případů z hlediska technologie výroby protichůdné.

Lehké konstrukce automobilů - hybridní materiály

Automobilový průmysl je specifické odvětví, které je významně poháněno společenskými tlaky na ekologický provoz vozidel, tedy na snižování emisní zátěže i obecné spotřeby pohonných hmot a kontinuální vývoj elektromobility. Tyto trendy se dotýkají jak konstrukce vozu, tak i technologické zpracovatelnosti jednotlivých komponentů. Jenom v horizontu 10 let se předpokládá redukce dílů z oceli o 20 % a jejich nahrazení speciálními materiály na bázi kompozitu.

Lehké konstrukce osobních automobilu - použití hliníku

Kontinuální trend v oblasti snižování hmotností karoserií osobních vozů je důsledkem tlaku na eliminaci CO2 do roku 2020 až na 95 g.km-1. Konstrukční úpravy v oblasti hnacích agregátů nebo náprav vozů jsou do určité míry také možné, nicméně stále častěji obtížně realizovatelné. Již od 80. a 90. let se v konstrukci vozu využíval hliník a plastové hmoty, nicméně dominantním materiálem je i nadále ocel.

Lehké konstrukce karoserií osobních automobilů

Rostoucí požadavky na snižování spotřeby pohonných hmot a emisní limity vytvářejí soustavný tlak na snižování hmotnosti karoserií. Druhou alternativou, která se nadále rozvíjí, je rozšířené nasazení alternativních hybridních pohonů automobilů, zejména kombinace spalovacích motorů s elektropohony. Nedodržení emisních limitů osobních automobilů 95 g/100 km by mělo být od roku 2020 navíc finančně postihováno. Jak ukazují aktuální problémy koncernů Volkswagen Group a Citroen, je tato problematika rozšířena ještě o NOx. Je však zřejmé, že se to týká prakticky všech výrobců osobních i nákladních vozů. Tato problematika je zásadní s ohledem na vyráběné množství. V konstrukci letadel, raket a vesmírné techniky je řada nových výrobních technologií již delší dobu používána. Je to nejenom otázka vhodných materiálů, jejich dostupnosti a možností použitých výrobních technologií. V souvislosti s lehkými konstrukcemi všechny tyto oblasti stojí před dlouhodobým a zásadním rozvojem.

Zvýšení produktivity, efektivity a kvality kovových výlisků

Výrobní společnost ANC Components a výzkumná společnost Comtes FHT spolupracují na výzkumném projektu Eureka s cílem zefektivnit výrobní proces a zvýšit produktivitu a kvalitu přesně lisovaných dílců a plně eliminovat dodatečné sekundární operace. Výsledky ze čtyř etap zmíněného projektu přinášejí rentabilitu technologie přesného střihu a konkurenční výhodu společnosti ANC Components v této oblasti. Řešení projektu bylo již dříve prezentováno ve vydání MM 10/2012, MM 1, 2/2015 a dále v Hutnických listech 4/2013.

Vodní paprsek s CNC řízením

Řezání vodním paprskem poskytuje uživatelům oproti jiným způsobům řezání, jako je řezání pilou nebo plazmatem, kdy je obrobek namáhán tepelně nebo mechanicky, mnoho výhod. Při použití vhodného CNC řízení lze řezat tvrdé ne-bo měkké materiály přesněji a operativněji.

Optimalizace tvaru nástroje pro válcování

V současné době je velmi vyhledávaným strojem válcovačka typu ULS. A s rozvojem elektromobility se jeví velmi pravděpodobný požadavek na zvyšování produkce hřídelových součástí. Společnost Šmeral Brno se proto rozhodla inovovat a zlepšit nejen stroj ULS, ale i samotný proces tvorby nástrojů příčného klínového válcování (PKV).

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