Počátkem září letošního roku se v sídle společnosti CNC invest v Praze-Malešicích konaly dny otevřených dveří, věnované technologiím pro nástrojárny a další subjekty zabývající se vysoce přesnou výrobou. Předmětem prezentace byly superpřesné stroje Yasda a profilové brusky Amada, které pořadatel do ČR dováží, způsoby a efektivnost jejich nasazení včetně obrábění kalených materiálů o tvrdosti přes 60 HRC a nástroje Iscar, vhodné pro tak náročnou výrobu. V rámci akce zástupce pořádající firmy prezentoval dosažitelné limity kvality opracovaného povrchu: běžná jakost po tvrdém frézování dosahuje hodnoty Ra = 0,2, po individuálním odladění pak Ra = 0,02. Hmatatelným důkazem byly konkrétní dílce vyrobené zahraničním uživatelem, konkrétně polotovar ozubeného kola (mat. 1.2344) a zápustka pro kování za studena (mat. YXR3). Deklarované ekonomické přínosy přitom dosahují až 40% úspor ve srovnání s klasickou technologií — elektrojiskrovým hloubením a ručním dolešťováním. Další část prezentace byla zaměřena na stoupající nároky zákazníků v oblastech přesnosti výroby, frézování přesných kalených dílců na hotovo i způsoby, jak těmto požadavkům vyhovět.
Požadavky na přesnost výroby Požadavky na kvalitu finálních výrobků, bez ohledu na to, zda se jedná o formu, zápustku, nebo přesný finální dílec, neustále rostou. Zákazníci vyžadují dosažení zrcadlově lesklého povrchu a geometrické přesnosti v řádu μm. Posouvání hranic dosažitelné přesnosti obrobků je však podmíněno přesností stroje, deformacemi obrobku vlivem vnějších sil, vnitřním pnutím, resp. jeho změnou, volbou a stavem nástrojů, prostředím výrobní haly a způsobem chlazení stroje i nástroje. Sériovost extrémně přesných obrobků bývá velmi malá, a je proto čím dál více kladen důraz na vysokou univerzalitu přesných strojů. To ovšem nevylučuje nasazení vhodné pružné automatizace.
Ekonomika přesných strojů Splnění výše uvedených požadavků bývá spojeno s vysokými náklady a smysl má pochopitelně pouze tehdy, pokud pořízené stroje generují uživatelům dostatečný zisk. Důležitá je tedy jejich životnost. Mnoho přesných strojů Yasda, pracujících po celém světě, je starších dvaceti let. Přesto si díky unikátní koncepci kluzného lineárního vedení, které není součástí lože, ale je montováno na ručně zaškrabávaný povrch, udržují velmi vysokou přesnost a tuhost. Dlouhodobé životnosti strojů, včetně udržení parametrů přesnosti, je dosahováno mimo jiné zaškrabáváním ploch pod vedením i díky spojení lože a stojanu stroje, povrchu palety, kluzným povrchům a montážním povrchům pro matice kuličkového šroubu. Počáteční vyšší investice se vyplatí, neboť stroje v období pořízení natolik převyšují požadavky zákazníků, že jsou schopny jim dostát po celou dobu provozu a generovat zisk po dobu nasazení.
Vybrané přesné stroje Yasda Vertikální ultrapřesná mikrocentra YMC 430 charakterizuje stojan ve tvaru písmene H s vysokou torzní tuhostí. Disponují pojezdy 420 × 300 × 250 mm, standardním 32místným výměníkem nástrojů a jsou vybavena 7,5kW vřeteny s rozsahem 200—40 000 ot/min. Formou opce lze získat vřeteno se vzduchovými ložisky a rozsahem 1 500—80 000 ot/min a rozšířit úložiště na 90 nástrojů. Jako příslušenství je možné získat přesný výkyvný otočný stůl RT10 (ø 250 mm), který z tříosého stroje vytvoří plnohodnotný stroj pětiosý. Tepelně symetrická koncepce, důsledné chlazení stojanu, lineárního pohonu os X, Y a Z a hlavy vřetena zajišťují minimální teplotní deformace stroje. Nízké vibrace a vysoká přesnost je dána ultrapřesnými lineárními vedeními stolu a vysoce přesným polohováním. Naměřené hodnoty přímosti horizontální/ /vertikální obnášejí v ose X 0,448/ /0,124 μm, v ose Y 0,220/0,088 μm a v ose Z 0,373/0,464 μm. Přesnost polohování se pohybuje pod 1 μm a chyba kruhovitosti obnáší cca 0,6 μm. Pětiosá vertikální frézovací a vyvrtávací centra YBM Vi40 portálové koncepce s vedením pro pojezd saní nesoucích smýkadlo z horní strany portálu, teplotně symetrického provedení jsou určena pro výrobu forem a zápustek. Pojezdy v osách X, Y a Z činí 900 × 500 × 450 mm, otáčení v osách B a C je možné v rozsazích ±110° a 360°. Všechny osy jsou vybaveny přímými pohony. Vysoce přesný a tuhý naklápěcí stůl ø 400 mm je opatřen chlazením os B a C. Chlazení všech míst stroje, která jsou zdrojem tepla, přispívá ke snížení teplotních deformací. Instalované 22kW vřeteno s vysokou tuhostí disponuje rozsahem 100—24 000 ot/min. Pracovní prostor je zpřístupněn ze dvou stran a k dispozici je řada specifických softwarových funkcí zvyšujících komfort obsluhy i přesnost stroje. Za všechny lze jmenovat informační systém OpeNe, interpolační systém HAS-4 s volbou pěti způsobů optimalizace parametrů pro dosažení maximální produktivity operace (např. zrychlení/zpomalení v rozích, volba tolerancí apod.) nebo systém Navi-CAL, provádějící kalibraci délky nástroje, dotykové sondy, kalibraci polohy rotace a klopení apod. Přesnost polohování v osách X, Y a Z činí 1,8/0,9/1,9 μm. Tento stroj je odpovědí společnosti Yasda na rostoucí složitost vyráběných dílců, forem a zápustek, na rostoucí tvrdost obráběných materiálů a zvyšující se požadavky na kvalitu opracovaného povrchu. Představitel řady V, tříosé vertikální obráběcí centrum YBM 9150V portálové koncepce se stolem velikosti 1 500 × 900 mm, zvládajícím přípustné zatížení 3 000 kg, je vybaveno tuhým a stabilním 22kW vřeteníkem. Určeno je pro opracování velkých dílců. Přesnost polohování v osách X/Y/Z činí 2,6/1,6/1,7 μm. Stroj disponuje automatickým 40místným výměníkem nástrojů, obsluze je k dispozici informační systém OpeNe, softwarová podpora přesného obrábění nebo interface pro připojení externího robotu. Na přání lze stroj snadno vybavit několika typy zásobníků palet 900 × 1 500 mm.
Vybrané profilové brusky Amada Optická profilová bruska Amada GLS 150 GL je nejprodávanější bruskou tohoto typu na světě. Pomocí projektoru a lupy stokrát opticky zvětšuje brusný prostor natolik, že pouhým okem lze rozeznat 1 μm. CNC řízení Fanuc 32i přidává řadu možností k získání komplexních struktur. Až pět ovládaných os, velikost stolu 400 × 250 mm, systém řízeného naklápění vřeteníku v radiálním a axiálním směru, až 400 zdvihů za minutu, vřeteno s 6 000 ot/ /min, integrované chladicí systémy, teach-in systém a volitelná osa C pro tříosou interpolaci dokreslují charakteristiku stroje. Plnoautomatické profilové brousicí centrum DV1 pracuje na principu optického profilového broušení. Pomocí integrované CCD kamery může proměřovat jak obrobek, tak profil brousicího kotouče. Výsledky se pak porovnávají s požadovanými mírami a podle potřeby je prováděna korekce. Takto lze zhotovovat dílce s přesností na μm v nejlepší možné kvalitě broušeného povrchu. Pomocí integrovaného zakládacího robotu Fanuc a zásobníku dílců může stroj pracovat dlouhou dobu v bezobslužném režimu. Amada Meister G3 je vysoce přesná univerzální profilová bruska pro jednoduché i komplexní broušení dílců z oceli, tvrdokovu, keramiky a dalších materiálů. Standardně je vybavena CNC řízením s makry pro rychlé programování a vysoce přesnou technologií orovnávání a hydraulickým chlazením včetně chlazení vřetena. Disponuje pracovním stolem vel. 500 × 200 mm. Integrovaná měřicí sonda na brousicí hlavě proměřuje obrobek a porovnává naměřené hodnoty s požadovanými, automaticky dopočítává rozdíl a využije jej k bezobslužnému řízení procesu až do dosažení konečného rozměru. Stroj se běžně dodává formou zákaznického řešení na míru potřeb (upínání, orovnávání, stupeň automatizace, řešení pro zvýšení produktivity). Podle tvrzení výrobce lze dosáhnout až 70 % úspory času. /Petr Borovan/
