Témata
Reklama

Vřetena svislých CNC soustruhů - Část 2

Je-li řídicí systém mozkem obráběcího stroje, pak vřeteno je jeho srdcem. Japonská výrobní společnost Okuma vytváří tyto dva ústřední orgány svých obráběcích strojů s vynaložením veškerého umu, kterého je schopna a s příslovečnou japonskou pečlivostí. Proto si může dovolit se 100% jistotou prohlásit, že její soustružnická i frézovací vřetena budou pracovat bezchybně po dobu 36 měsíců bez omezení a poskytnou zákazníkům tříletou záruku.

Ondřej Svoboda

Jednatel a spolumajitel společnosti Misan. Vystudoval čtyřleté gymnázium. Z mimoškolních aktivit se věnoval prakticky denně sportu. Po ukončení doktorského studia na ČVUT a nástupu do zaměstnání si dálkovou formou doplnil vzdělání v elektrotechnice (výuční list) z důvodu získání oprávnění pracovat samostatně na zařízeních pod napětím (vyhláška 50). Jeho volba padla na Strojní fakultu ČVUT, specializaci „výrobní stroje a zařízení“. Po ukončení doktorského studia spojeného se zaměstnaneckým poměrem ve Výzkumném centru pro strojírenskou výrobní techniku a technologii RCMT na Fakultě strojní ČVUT v Praze pracoval po dobu jednoho roku ve výrobním závodě jednoho z japonských výrobců obráběcích strojů v Anglii. Poté přišel do rodinné firmy Misan, kterou jeho otec spoluzakládal. Věří, že směřování jeho firmy najde pozitivní odezvu v českém průmyslu, jehož budoucnost vidí právě v zaměření na složité a přesné výrobky vyráběné s nejvyšší produktivitou. 

Ve druhé části článku Vřetena svislých CNC soustruhů popisuje Ondřej Svoboda, jednatel společnosti Misan, která je výhradním zástupcem japonských výrobních strojů Okuma, soustružnická vřetena CNC svislých soustruhů série VTR. Aby byl obrázek úplný, je tato druhá část článku doplněna ještě o frézovací vřetena multifunkčních obráběcích center.

Reklama
Reklama
Model VTR-350A

Série VTR

Karusely řady VTR jsou velké stroje s průměrem upínacího stolu 1 250 mm (VTR-160A) a 3 000 mm (VTR-350A). Na standardně provedeném stroji lze obrobek opracovat až do výšky 1 250 mm, respektive 1 600 mm. Obrázek níže ukazuje dvoustojanovou nosnou portálovou strukturu s  příčníkem nesoucím vřeteník. Vřeteno se polohuje ve dvou osách svislým pohybem příčníku a výsuvem smykadla a vodorovným posuvem vřeteníku po vedení příčníku. Není tedy naklápěcí, B osa chybí. Upínací stůl je umístěn na loži připojeném k loži sloupů. Je přesně polohován, tj. má C osu. Soustružnické a frézovací nástroje jsou umístěny ve zvláštním zásobníku s kapacitou 23 nástrojů, kam při výměně nástroje zajíždí celý vřeteník po prodloužené části příčníku.


Struktura dvoustojanových karuselů série VTR
Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Jak jsme již řekli při popisu soustružnického vřetena karuselu VTM-2000YB v minulém vydání, velké upínací stoly karuselů vyžadují specifické provedení uložení vřeten. Na obrázku někde je uvedeno řešení pro modely VTR. Stůl s vřetenem je uložen ve velmi tuhém loži, které je v komorách diagonálně žebrované. Lože nese VAC motor a uvnitř je umístěn pohon stolu od motoru pomocí dvoustupňové převodovky ozubenými koly až na závěrečný převod z pastorku na ozubený věnec stolu. Podobně jako u modelu VTM2000YB je stůl axiálně podepřen speciálním velkoprůměrovým válečkovým ložiskem. Vlastní vřeteno je pak uloženo ještě v nám již známé kombinaci válečkových a kuličkových ložisek (nejsou podrobněji vykreslena). O nutnosti výkonného chlazení celé konstrukce jsme se již zmínili dříve.

Na stejné ose jako stůl pracuje DD enkóder C osy stolu. Okuma udává přesnost polohování stolu ±4,5 úhlové sekundy a opakovatelnost nastavení polohy ±1 úhlovou sekundu. O vynikající pracovní přesnosti karuselů VTR svědčí výsledky testů kruhovitosti. Např. na stroji VTR-160A měly testovací obrobky o průměru 400 mm odchylku kruhovitosti 1,6 μm.


Schéma lože upínacího stolu s pohonem modelů VTR
Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Frézovací vřetena svislých multifunkčních obráběcích center

Zdálo by se, že k tomu, abychom vytvořili multifunkční obráběcí centrum, stačí připojit ke konstrukci soustruhu frézovací vřeteno. Není to však zcela jednoduchý úkol. Především musí být lože soustruhu upraveno tak, aby bylo kam připevnit vřeteník s vřetenem. Soustruh proto musí mít nějaký vhodný stojan. Pevné vřeteno by nebylo využitelné, takže je nutné zkonstruovat nosné části stroje, které by vřeteník polohovaly alespoň ve dvou osách. U svislých soustruhů to je svislá osa Z, případně W, a vodorovná osa X. Ani to však není vše, co musí konstruktér vytvořit. Je ještě třeba naplnit základní myšlenku multifunkčnosti stroje. Ta spočívá v možnosti soustružení i frézování na jednom stroji, při jednom upnutí obrobku. Upínací rozhraní vřetena a držáky nástrojů jsou proto univerzální, upnout lze jak soustružnický, tak frézovací držák. Kromě toho musí být při soustružení vyloučeno otáčení vřetena jeho indexováním v určité poloze. Navíc jsou vřetena při soustružení zpevněna proti skříni vřeteníku zámkem ovládaným hydraulicky.

Dobrým příkladem řešení jsou frézovací vřetena center VTM-65, VTM-100 a VTM-200. Vřeteno se zpevňuje křivkovým zámkem. Zámek je dostatečně tuhý, aby umožnil i časově neomezené, těžké soustružení. Upínací kužel BT50 vřetena je společný pro frézovací i soustružnické nástroje. Vřeteník je při soustružení fixován ve vodorovné poloze, aby se snížilo vyložení nástroje a zvýšila stabilita obrábění.


Frézovací vřeteno modelů VTM
Pro zvětšení klikněte na obrázek.


Vřetena center VTM-65, VTM-100 a VTM-200 jsou ve spodní části uložena do dvou sad předepnutých, kuličkových ložisek s kosoúhlým stykem. Druhou podporu hřídele a vestavěného elektromotoru tvoří v jeho horní části už jen jedno předepnuté kuličkové ložisko. Štíhlé vřeteno v tomto uložení snese trvale vysoké otáčky požadované při frézování.

Motor každého frézovacího elektrovřetena musí být uvnitř intenzivně chlazen, aby se předešlo silným axiálním dilatacím vřetena vyvolaným ohřevem vestavěného motoru a pasivními odpory v uložení. K tomu je na jeho vnějším plášti vytvořen spirálový chladič.

Polohování frézovacího vřetena VTM-80YBZatímco vřetena center VTM-65, VTM-100 a VTM-200 se polohují jen ve směrech Z a X, tak model VTM-80YB má možnost vřeteno naklápět, jak ilustruje obrázek výše. Poloha vřetena není nastavitelná plynule, ale je pouze indexována po pěti stupních. Vřeteno je poháněno od elektromotoru převodem ozubenými koly. Modely VTM-1200YB a -2000YB mají již elektrovřenena. Ta jsou při naklápění indexovaná po inkrementech 0,001 úhlového stupně nebo souvisle řízena (v případě zvolení tohoto provedení). Uložena jsou vpředu v obvyklé sestavě válečkového ložiska a párovaných kosoúhlých kuličkových ložisek, vzadu je pouze jedno kuličkové ložisko. Na obrázku níže je částečně patrná i konstrukce upínacího mechanismu s talířovými pružinami ve vrtání vřetena.
Frézovací elektrovřeteno VTM-1200YB a VTM-2000YBPro zvětšení klikněte na obrázek.Multifunkční centra VTR-160A a VTR-350A mají poněkud odlišná frézovací vřetena. Jejich konstrukce a také konstrukce celého vřeteníku je přizpůsobena těžkým soustružnickým a frézovacím operacím, pro něž jsou tyto stroje určeny.


Frézovací vřeteno modelů VTR
Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Oba modely mají ve frézovacím vřetenu integrován elektromotor s výkonem 18,5 kW/15 kW (30 min/trvale). Sestava použitých ložisek je sice klasická, ale jejich umístění je originální. Spodní uložení sestává z jednoho dvouřadého válečkového ložiska, páru kosoúhlých kuličkových ložisek umístěných na konci vřetena a dalšího válečkového ložiska podpírajícího štíhlé vřeteno v určité distanci od spodního uložení. Toto uložení zachycuje řezné síly. Ve střední části je vřeteno uloženo mezi dvěma páry kuličkových ložisek, které slouží k letmému uchycení elektromotoru.

Vřeteno je vloženo do výsuvného smykadla průřezu 250 x 250 mm, se kterým je svisle polohováno pomocí dvou kuličkových šroubů. Držáky soustružnických i frézovacích nástrojů mají společný upínací kužel. Soustružnický nástroj se však zpevňuje zvláštní spojkou zobrazenou na obrázku níže.

VTR-160A, VTR-350A, upínání držáku soustružnických nástrojů do smykadlaZ dostupné technické dokumentace jsme se v tomto článku snažili vytvořit co nejúplnější obrázek o soustružnických i frézovacích vřetenech svislých soustruhů a multifunkčních obráběcích centrech, které vyrábí a na český trh dodává firma Okuma prostřednictvím společnosti Misan. Nakolik se nám to podařilo, to posoudí čtenář sám. Byli bychom rádi, kdyby byl článek i pozvánkou do předváděcí haly společnosti Misan v Lysé nad Labem, kde získají zájemci vše potřebné k doplnění informací, které zde nenašli. Především je zde k vidění a praktickému předvedení řada CNC strojů Okuma. Kvalifikovaný personál společnosti poskytne další informace o technologických možnostech strojů, o jejich výkonnosti a přesnosti. K dispozici jsou informace o doporučených řezných nástrojích a dalším příslušenství strojů. V neposlední řadě je možné navrhnout doplnění stroje o mechanizační a automatizační zařízení včetně robotů nebo způsob zástavby strojů do výrobních linek. Je zde také servisní středisko strojů Okuma. Ideální pro takovou návštěvu jsou odborné semináře, kde jsou všechny stroje předváděny při obrábění zvláště zajímavých obrobků.

1. část článku Vřetena CNC svislých soustruhů a multifunkčních strojů Okuma.


Reklama
Související články
Řídicí systém z vlastní dílny, 2. díl: Inteligentní funkce

Tento článek je pokračováním seriálu o japonském "řídicím systému z vlastní dílny" OSP - P300A pro CNC obráběcí stroje firmy Okuma. V první části jsme nejprve hovořili o historii systému OSP, jehož první model byl uveden na trh v roce 1963. Zmínili jsme se o filozofii firmy zvané Monozukuri, jejíž jednou z hlavních zásad je vyrábět všechny díly stroje ve firmě a představili jsme také architekturu řídicího systému OSP - P300A. Nyní navážeme představením inteligentních funkcí, kterými se systém OSP pyšní.

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.

Vřetena svislých CNC soustruhů - Část 1

Je-li řídicí systém mozkem obráběcího stroje, pak vřeteno je jeho srdcem. Japonská výrobní společnost Okuma vytváří tyto dva ústřední orgány svých obráběcích strojů s vynaložením veškerého umu, kterého je schopna a s příslovečnou japonskou pečlivostí. Proto si může dovolit se 100% jistotou prohlásit, že její soustružnická i frézovací vřetena budou pracovat bezchybně po dobu 36 měsíců bez omezení a poskytnou uživatelům tříletou záruku.

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Naše zlaté Brno

Po všech "nej", která musí být v Česku vždy náležitě prezentována - a při příležitostech jako je Mezinárodní strojírenský veletrh obzvlášť - přichází období vystřízlivění a lopotné každodenní práce, stejně jako čas pragmatického hodnocení přínosů a vynaložených nákladů na "přehlídku toho nejlepšího", co lze ve střední a východní Evropě v oblasti strojírenství spatřit.

Okuma v novém zastoupení

Odborná veřejnost v České republice i na Slovensku již z kuloárů zaregistrovala připravovanou změnu, ke které se rozhodl japonský výrobce obráběcích strojů společnost Okuma na těchto dvou trzích.

Přidaná hodnota
obráběcích strojů

Ve strojírenské výrobě neustále roste požadavek na zvyšování poměru mezi užitnou hodnotou stroje
a jeho prodejní cenou. Obzvláště toto platí v subdodavatelském sektoru, kde nízká výrobní marže bývá klíčovým kritériem uzavřeného kontraktu. Obráběcí stroje jsou ve velké míře používány v sériové výrobě, a proto jejich výrobci hledají způsoby, jak zvyšovat svou produktivitu a zároveň zkracovat vedlejší nevýrobní časy. Navyšování produktivity vylepšením konstrukce obráběcích strojů má své fyzikální limity, proto se nové cesty hledají například ve schopnosti stroje pracovat v bezobslužném režimu, a to díky automatizaci výrobního procesu. Jednou z možností je aplikace průmyslových robotů pro obrobkovou, případně i nástrojovou manipulaci.

Robot ve stroji:
Automatizace pro obráběče všech velikostí

Robotická řešení Armroid a Standroid japonské společnosti Okuma redukují manuální zásahy, zvyšují využití stroje a zpřesňují výrobu. Evropský zástupce japonského výrobce obráběcích strojů předvedl na EMO Milán, co tato inovativní automatizace nabízí strojírenským podnikům všech velikostí.

Slyšet hlas uživatele

Nespornou výhodou kompletátora složitých výrobků je průběžná a vzájemná součinnost vlastních zaměstnanců ve vývoji, výrobě a následných úpravách všech komponentů finálního produktu. To platí zejména v podmínkách vlastní výroby těchto komponentů, kde přínosem je vyšší vzájemná koordinovanost a rychlá a pružná reakce na přání zákazníka. Není to však zadarmo.

Ztráty možno odřezávat

Máme pro vás dobrou zprávu: na trhu je novinka ve třídě obráběcích center s kuželem vřetena velikosti 30 od japonské firmy Brother, kterou v ČR zastupuje společnost Misan z Lysé nad Labem. Aby zvýšila produktivitu nového modelu Speedio W1000Xd1, firma Brother doslova „odřízla“ každý ztrátový čas.

Japonské brousicí stroje

Japonská společnost Okamoto působí na trhu již necelých sto let. Za dobu své existence vyprodukovala mnoho typů strojů, všechny však brousicí. Následující článek představuje historii tohoto tradičního japonského výrobce a průřez portfoliem brousících strojů.

Řídicí systém z vlastní dílny, 3. díl: Pokročilé technologické aplikace

Třetí díl našeho seriálu o řídicím systému OSP - P300A firmy Okuma navazuje na dvě předchozí kapitoly, ve kterých jsme stručně představili architekturu systému a inteligentní funkce, které podstatně navyšují přesnost stroje, kvalitu obráběného povrchu i hospodárnost a bezpečnost stroje. Tato část série bude o technologických aplikacích implementovaných do OSP k jednoduchému použití operátorem.

Vřetena frézovacích strojů

Chceme-li jednoduše definovat vřeteno obráběcího stroje, musíme především říci, o jaký typ stroje se jedná. Vřetena různých obráběcích strojů mají společné znaky (rotační pohyb, upínání apod.), ale liší se jejich konstrukce.

Jubilejní výročí předváděcího střediska v Lysé nad Labem

Vstup České republiky do Evropské unie znamenal významné posílení stability podmínek pro rozvoj malého a středního podnikání. Došlo ke zvýšení důvěry v další vývoj a to ovlivnilo posuzování rizik malých a středních podniků spojených s investováním do vlastního rozvoje a posilovalo důvěru v návratnost vynaložených nákladů a poskytnutých úvěrů. V takovém prostředí bylo připravováno, stavěno a uvedeno do provozu stále ještě na české poměry impozantní předváděcí a školicí středisko obráběcích strojů – areál Misan, v Lysé nad Labem.

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