Vývojové trendy soustružnických strojů

Okuma

Vlajkovou lodí v nabídce soustružnických strojů firmy Okuma jsou multifunkční centra řady MULTUS. Firma v poslední době neprezentuje změny v konstrukci, ale zaměřuje se především na podporu obsluhy, aby bylo možné produktivně využít celý potenciál těchto složitých strojů. Technologické možnosti stroje rozšiřují dlouhé vyvrtávací tyče, které jsou automaticky vyměňovány ze samostatného zásobníku nástrojů. Bezpečný provoz stroje a zkrácení času ladění jeho programů podporuje od roku 2004 integrovaný systém kontroly kolizí CAS (collision avoidance system). Na poslední výstavě EMO měly premiéru systémy Machining Navi M-g a Navi M-i, kterými jsou stroje vybavovány pro rychlé nalezení stabilních řezných podmínek.

Novinkou loňského roku je u firmy Okuma soustruh LT2000 EX-MY. Jde o zcela nový stroj v řadě LT. Toto soustružnické centrum pro produktivní obrábění se dvěma vřeteny a dvěma revolverovými hlavami má průchozí průměr vřetena 51 mm, revolverové hlavy mají 16 nástrojových pozic pro poháněné nástroje s výkonem 5,5 kW a jsou vybaveny osou Y. Volitelně lze stroj doplnit třetí revolverovou hlavu a balíčkem thermofriendly concept pro snížení teplotních deformací stroje.

V kategorii vertikálních soustružnických strojů nabízí Okuma série VTR. Na IMTS v Chicagu představila největší stroj této kategorie - VTR-350A. Jde o dvoustojanový karusel pro obrobky o největším průměru 3 500 mm, výšce až 2 500 mm a maximální hmotnosti 20 tun. Otočný stůl je vybaven osou C. Stroj umožňuje práci poháněnými rotačními nástroji upínanými do rozhraní BT50.

Hwacheon

Také korejská firma Hwacheon doplnila v loňském roce svou nabídku karuselů o další velikosti strojů. Skupina menších jednosmykadlových strojů se rozrostla o typ VTM-2000. Na stůl stroje je možné upnout obrobek o průměru 2 500 mm a hmotnosti 15 tun. Smykadlo je umístěno na posuvném příčníku a obsahuje pohon pro rotační nástroje. Stroj je vybaven automatickou výměnou nástrojů se zásobníkem o kapacitě 12 nebo 30 pozic.

Stroje série HVT mají stůl o průměru 4 500 mm. Nabízeny jsou ve dvou provedeních. Základní verze stroje má pevný příčník, možnost nasadit dvě smykadla a hydrostaticky uložený stůl o nosnosti 20 tun. Verze T/M má stůl s osou C se zvýšenou únosností na 40 tun. Na posuvném příčníku je pouze jedno smykadlo s pohonem rotačních nástrojů. Stroj je vybaven automatickou výměnou nástrojů.

V oblasti soustruhů s vodorovnou osou vřetena byl novinkou loňského roku stroj Hi-TECH 850. Tento soustruh s jednou revolverovou hlavou pro dílce o průměru 920 mm a délce 2 500 mm má vřeteno s průchozím průměrem 185 mm poháněné přes čtyřstupňovou převodovku. Největší krouticí moment na vřetenu je až 6 870 Nm. Stroj nabízí bohaté možnosti vybavení: doplnění o osy C a Y, programově řízené lunety a možnost upnutí vyvrtávacích tyčí o průměru 80 mm a délce až 800 mm.

Nakamura Tome

Tento tradiční japonský výrobce soustružnických strojů se zaměřuje na multifunkční stroje pro produktivní obrábění složitých obrobků. Stroje se vyznačují některými zajímavými konstrukčními detaily.

Stroj Super NTMX je multifunkční centrum s frézovacím vřetenem a spodní revolverovou hlavou pro obrobky o průměru 200 mm a délce 780 mm. Pohony lineárních os jsou chlazenými, přímo naháněnými kuličkovými šrouby. Stroj má dva zásobníky nástrojů frézovacího vřetena s kapacitou 2x 24 pozic. Zásobníky jsou umístěny po obou stranách frézovacího vřetena, takže pokud je vhodně zvolen zásobník pro konkrétní nástroj vzhledem k místu obrábění, lze uspořit čas na přejezdech k výměně nástrojů. Revolverová hlava má 12 pozic pro upnutí poháněných nástrojů. Hlava má polohování po půl kroku, což umožňuje využít až 24 statických nástrojů, pokud jsou do lůžka upnuty dva soustružnické nože v jednom držáku. Stroj je vybaven řídicím systémem Nakamura - jedná se o modifikovaný systém Fanuc.

Pro větší obrobky o průměru 390 mm a délce 1 100 mm firma nabízí stroj Super NTX. Stroj má jedno frézovací vřeteno, dvě soustružnická vřetena a dvě spodní revolverové hlavy. Zásobník nástrojů frézovacího vřetena je jeden s kapacitou 24/40/80 pozic. Pro obrobky s délkou až 2 000 mm je nabízeno prodloužené provedení stroje s označením Super NTLX. Revolverové hlavy jsou u tohoto stroje osazeny lunetami. Tím se snižuje počet využitelných pozic pro nástroje, stroj však jednoduše získává programově řízené lunety.

Doosan

Další korejský výrobce obráběcích strojů se v loňském roce soustředil na doplnění a ucelení své široké nabídky soustružnických strojů. V oblasti jednoduchých dvouosých soustruhů byl představen největší stroj v sérii - Lynx 300. Série strojů s jedním vřetenem a jednou revolverovou hlavou s označením Puma byla doplněna typy 2100Y, 2600SY, 2100MS a 480D. Rozšíření nabídky se týkalo především doplnění osy Y a také nabídky nových velikostí strojů. Osa Y je nyní nabízena i u soustružnických center Puma TT, které mají dvě vřetena s osou C a dvě revolverové hlavy.

Podobně jako jiní výrobci také Doosan uvedl na trh novou největší velikost svých vertikálních soustruhů série VT. Stroj s označením VTS1214 je určen pro obrobky do průměru 1350 mm a hmotnosti 4 000 kg.

Velmi přesné soustruhy

V roce 2009 představila firma Hardinge inovované stroje série Super-Precision určené pro velmi přesné tvrdé obrábění. Stroje s označením RS T-42 MSY (průchozí průměr vřetena 42 mm) a GS 51 A (průchozí průměr vřetena 51 mm) mají litinový rám a novou konstrukci revolverové hlavy s externím motorem, který celý uzel méně zahřívá. Stroje lze volitelně dodat s „Thermal Package", který obsahuje samostatný chladič pro vřeteno, přídavné chlazení nádrže s hydraulickým olejem a pravítka s přímým odměřováním. Stroje jsou vybaveny řídicím systémem Fanuc i-series nebo Siemens 828D. Zatímco na EMO 2009 byly stroje představeny pouze staticky, na IMTS 2010 již firma ukazovala praktické ukázky práce těchto strojů na příkladu obrobku o průměru 25,4 mm s tvarovými prvky v mikronových rozměrech. Stroje dosáhly při jejich výrobě submikronových odchylek tvaru výsledného obrobku.

V jiných jmenovitých rozměrech prezentovala možnosti svých strojů firma Fuji. Stroj VTP 1000 je velmi přesný vertikální soustružnický stroj pro dokončovací obrábění pro obrobky o maximálním průměru 1 000 mm, výšce 450 mm a hmotnosti 3 000 kg. Nástroje jsou upínány do smykadla s rozhraním Capto C6. Firma uvádí na příkladu tvarově náročných přírub a ozubených kol náhradu dokončovacího broušení soustružením s dosažením přesnosti v toleranci 2 mikrony. Díky vysoké přesnosti lze stroj také použít pro měření obrobku s opakovatelností měření 1 mikron (tzv. OMM - On Machine Measurement). Integrované měření dílců rozšiřuje aplikační možnosti stroje. Pro zkrácení vedlejších časů lze stroj dovybavit robotem pro automatickou výměnu obrobků.

Shrnutí

V oblasti prodeje obráběcích strojů došlo v minulém roce opět k oživení poptávky. Výrobci strojů se snaží zákazníka přitáhnout zvládnutím špičkových technologií, především aplikacemi z oblasti medicínského, leteckého a těžebního průmysl. Aby bylo možno vyhovět potřebám co nejširší skupiny zákazníků, doplňují firmy velikostní řady strojů.

V oblasti soustružnických strojů a center s vodorovnou osou vřetena přesto však bylo během minulého roku relativně málo nových typů strojů. Nejčastěji byly prezentovány modifikace a vylepšení strojů, týkající se především rozšíření počtu pohybových os a jejich zdvihů (pro rozšíření technologických možností strojů), zlepšení stávajících konstrukcí s cílem snížit provozní náklady (řešení označovaná obvykle „ECO", což však ve většině případů znamená „ekonomický") a minimalizovat zastavěnou plochu. Modulární stavba soustružnických strojů zůstává hlavním prvkem konstrukce pro rozšíření nabídky možných konfigurací strojů při zachování přiměřených výrobních nákladů. I tak stále zůstávají diferencované tři kategorie soustružnických strojů s horizontální osou vřetena: stroje s jedním vřetenem (volitelně také s osami Y a C), soustružnická centra s protivřetenem a více revolverovými hlavami a multifunkční centra s frézovacím vřetenem. Všechny typy strojů nabízejí snadnou integraci automatizačních prvků (automatická výměna obrobků, postprocesní měření apod.). Dodavatelé soustružnických center, kteří mají více nosičů řezných nástrojů, zlepšují technologickou podporu uživatele s cílem dostat všechny tyto nástroje do řezu při paralelní práci. Nabízejí proto podporu víceosého programování včetně integrované kontroly kolizí a možnost vícekanálového programování, které umožňuje rozdělit složité stroje na „více jednodušších strojů".

Více novinek bylo v uplynulém období prezentováno v oblasti strojů s vertikální osou vřetena - především proto, že tradiční výrobci malých a středních strojů začínají vyrábět i velké stroje. V důsledku toho roste konkurence ve skupině strojů se stolem o průměru 800 až 1600 mm. Trendy jsou v této kategorii podobné jako u strojů s horizontální osou vřetena: integrace mechanizace a automatizace (automatická výměna nástrojů a obrobků) a důraz na multifunkčnost, především možnost pracovat poháněnými rotačními nástroji (frézování, vrtání, broušení).

Ing. Petr Kolář, Ph.D.

p.kolar@rcmt.cvut.cz

ČVUT v Praze, Výzkumné centrum pro strojírenskou výrobní techniku a technologii

Tyto výsledky byly získány za finančního přispění Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy v rámci podpory projektu výzkumu a vývoje 1M0507.