Jak zamezit chybám obsluhy a zvýšit provozní bezpečnost procesu
Mezi problémy současných strojařů patří mnohdy nedostatečná kvalifikace pracovníků, obsluhujících obráběcí stroje a z ní vyplývající potenciální riziko chyby i souvisejících vícenákladů. Nevhodná volba nástroje či výměnné břitové destičky pro danou aplikaci a neúmyslná záměna nástroje snižují provozní bezpečnost obráběcího procesu, zkracují dobu životnosti nástroje a v krajním případě mohou způsobit i havárii. Z toho vyplývající vícenáklady na nástroje, na eventuální prostoje obráběcího stroje či dokonce na odstranění následků havárie stroje nežádoucím způsobem zvyšují náklady na finální výrobek a v důsledku ohrožují konkurenceschopnost výrobce.
Dodavatelé řezných nástrojů se proto snaží zvyšovat užitnou hodnotu svých nástrojů opatřeními, které snižují možnost jejich nevhodného nasazení v důsledku chyby obsluhy. Současně zvyšují přitažlivost nabízeného sortimentu tím, že zákazníkovi poskytují zevrubné informace a doporučení k jeho optimálnímu nasazení.
IDENTIFIKACE NÁSTROJE
Odhlédneme-li se od existujících způsobů identifikace nástroje pomocí integrovaného čipu, který může obsahovat nejen údaje identifikačního charakteru, ale i informace o historii nasazení nástroje a zbývající době životnosti, zjistíme, že se také nabízí řada způsobů jednodušší a levnější identifikace. Rozhodně zvyšují jistotu správného nasazení nástroje.
Typ výměnných břitových destiček se běžně označuje na krabičce, v níž jsou dodávány. V poslední době však již lze vysledovat trend uvedení důležitých údajů přímo na destičce. K její spolehlivé identifikaci slouží uvedení řezného materiálu, řezné geometrie, resp. typu utvářeče a poloměru špičky (obr. 1). Značení řezné jakosti, geometrie a pořadového čísla břitu se využívá nejen u VBD ze slinutého karbidu, ale i u CBN destiček (Sandvik Coromant CB7015, CB7025 a CB7525).U břitových destiček s více využitelnými břity se uvádí i číselné označení břitu pro spolehlivé a jednoznačné využití všech břitů, které jsou k dispozici (obr. 2). K bezchybné indexaci těchto destiček slouží promyšlené provedení dna nebo boků lůžka v držáku. Za zmínku stojí kruhové destičky fréz Tungaloy FixRMill s přesnou indexací, zajišťovanou v 6 polohách (obr. 3) nebo výměnné břitové destičky vrtáků TungSix-Drill. Jsou sice stejné pro středovou i vnější montáž, avšak pro středovou či vnější polohu musí být namontovány ve správné orientaci - a tu opět zajišťuje odpovídající tvar destičky a jejího lůžka, zabraňující montáži destičky nesprávně orientované.Moderní povlakovací technologie dovolují opatřit břitovou destičku povlakem s vrstvami různých barev; otěr svrchní vrstvy signalizuje míru opotřebení. Řezné jakosti Iscar SumoTec disponují zlatou vrstvou na hřbetu VBD a její otěr usnadňuje posouzení míry opotřebení destičky;podobnou funkci plní stříbrná barva na hřbetu břitových destiček Walter jakostí TigerTec® Silver. Spolehlivě posouzená míra opotřebení pomůže lépe odhadnout zbývající životnost destičky, a posoudit tak vhodnost jejího dalšího nasazení např. v bezobslužném provozu. Tak lze s minimálními náklady zvýšit jistotu procesu a snížit riziko nežádoucích prostojů. Další výhodou, kterou nabízí cílená volba barvy povrchové vrstvy povlaku uživateli, je zbarvení, odpovídající skupině materiálů dle ISO, pro jejíž opracování je nástroj určen.Walter dodává vrtáky řady Xtra.tec® Point Drill s vyměnitelnými destičkami Color Select, opatřenými vícevrstvými PVD povlaky (obr. 4). Břitové destičky modré jsou určeny pro materiály skupiny ISO-P, červená barva charakterizuje jakost pro obrábění litin dle ISO-K, žlutá je určena pro nerezové materiály dle ISO-M, zelená pro neželezné kovy dle ISO-N, hnědá pro těžkoobrobitelné materiály dle ISO-S a konečně šedá pro tvrzené materiály skupiny ISO-H. Obdobně závitníky TaeguTec T-Tap jsou značeny barevným pruhem na stopce - např. zelený pruh značí závitník pro univerzální použití. Závitníky Walter řady Prototyp Prototex mají hlavní oblast použití nástroje označeny identifikačním písmenem na stopce. Někteří výrobci volí komplikovanější způsob barevného značení břitových destiček tak, že kombinují barevnou indikaci otěru a přiřazení destičky ke skupině obráběných materiálů rovněž pomocí barvy. Soustružnické břitové destičky rodiny ZCC-CT, vyráběné čínskou firmou Zhuzhou Cemented Carbide Cutting Tools Co. Ltd., jsou opatřeny na čele barevným pruhem - modrozeleným pro řeznou jakost P15 s vysokým stupněm otěruvzdornosti nebo červeným pro houževnatou jakost P25, určenou pro přerušované řezy a nabízející vysokou provozní bezpečnost. Upínací otvor destičky je navíc opatřen barevným mezikružím v modré barvě, je-li jakost určena pro obrábění materiálů rodiny ISO-P nebo mezikružím žlutým, které mají destičky pro obrábění nerez ocelí rodiny ISO-M (obr. 5). Postupující otěr barevného pruhu značícího řeznou jakost indikuje opotřebení destičky. Barevné značení nástrojů, zvláště, je-li postup otěru barvy v souladu s postupujícím opotřebením destičky, zvyšuje jistotu procesu a současně výrazně snižuje nebezpečí záměny a zamezuje tak problémům spojeným s životností či záměnou destiček.
OPTIMÁLNÍ VÝBĚR NÁSTROJE, DOPORUČENÝ ZPŮSOB NASAZENÍ
V současné době snad neexistuje výrobce řezného nářadí, který by neposkytoval pro své výrobky detailní technologické informace. Problém však může nastat, pokud zákazník teprve hledá optimální řešení technologické úlohy. Pokud nechce čekat na návštěvu specialisty výrobce, může využít renomovanými výrobci nabízené „navigační pomůcky", které na základě definování obráběcí úlohy nabídnou optimální nástroj včetně doporučených řezných parametrů.
K nejpromyšlenějším patří systém Iscar IBAQUS, který je k dispozici pro chytré mobilní telefony s operačním systémem Android, iPady a iPhony; zahrnuje vyhledávací a poradenský systém ITA (Iscar Tool Advisor), elektronický katalog (CMS), konvertor břitových destiček, nabízející k řezným jakostem a geometriím destiček jiných výrobců dostupnou variantu z produkce Iscar, identifikaci břitové destičky z produkce Iscar včetně popisu a technických dat, vycházející z jejího značení nebo z oskenovaného štítku balení a konečně kalkulátor, nabízející výpočet času operace, velikosti úběru, potřebného výkonu stroje a řadu dalších údajů, potřebných pro technology a programátory.
Jádro systému představuje soubor funkcí ITA doporučující nejlepší řešení, které je k dispozici pro zadanou aplikaci. Zadání aplikace je uživateli usnadněno nabídkou postupné volby jednotlivých kroků (např.: frézování → drážkování → detaily, týkající se materiálu a jeho parametrů, rozměrů opracovávané plochy event. některé další volitelné údaje, jako např. citlivost na vznik vibrací apod.). Po následném zadání funkce „hledání nástroje" je doporučen vhodný typ nástroje a břitové destičky včetně zobrazení, technických dat a řezných parametrů a konečně návrh doporučení pro stroj. Následujícím krokem může být prokliknutí k elektronickému katalogu a objednávce, při čemž vstup do katalogu lze volit i přímo, bez ITA.
Obdobný systém nabízí Walter - GPS (Global Productivity System) pro vrtání, závitování a frézování, který po zadání aplikace vybere nejhospodárnější nástroje z produkce firem Walter, Walter Titex a Walter Prototyp, doporučí příslušné řezné podmínky a nabídne výpočty hospodárnosti a produktivity. Sandvik Coromant nabízí obsáhlou pomůcku CoroGuide pro všechny aplikace nebo jednodušší FirstChoice, která je dosud k dispozici pouze pro soustružnické aplikace.
Pramet dává k dispozici navigační pomůcku Pramet UP!GRADE pro optimální volbu břitových destiček z řezných materiálů nové rodiny Up!Grade a rovněž v nabídce firmy Gühring se nachází pomůcka Gühring Navigator. Současné nástroje nejsou levné a přinášejí ekonomický efekt především tehdy, jsou-li nasazovány v souladu s doporučeními jejich výrobce. Má proto smysl nespoléhat se pouze na vlastní zkušenosti a dát si poradit od toho, který je s příslušným nástrojem důvěrně seznámen.
Ing. Petr Borovan