Japonská fi rma Brother je po celém světě známa především díky spotřební a kancelářské elektronice, v menší míře pak svými průmyslovými a domácími šicími stroji (původní produkt fi rmy) a patrně nejméně díky vysokorychlostním frézovacím centrům. Firma si je začala před několika desetiletími vyvíjet a zhotovovat pro potřeby vlastní výroby v rámci divize šicích strojů. Divize Brother- -obráběcí stroje představuje sice oproti monstr fi rmám v tomto oboru trpaslíka, ale přesto disponuje technickými řešeními, která jí tito giganti mohou jen závidět (a čas od času se sami neúspěšně pokusí vstoupit do tohoto sektoru). Patrně díky tomu byly na letošním veletrhu EMO poněkud v pozadí premiéry zcela nových strojů Brother, zahrnuté do nové produktové řady SPEEDIO. Velkosériové a hromadné výroby strojírenských komponent jsou zpravidla organizovány ve formě výrobních linek poskládaných z kinematicky jednodušších strojů. Nejvyšší prioritu má produktivita, což s sebou logicky přináší velký tlak na minimalizaci vedlejších, tedy neproduktivních časů. Obráběcí centra Brother byla od počátků zacílena právě na tento charakter výroby a díky tomu postupně vznikly stroje, jež mnohdy berou dech při pohledu na rychlost, s níž absolvují například výměnu nástrojů nebo závitovací operace. Žhavá novinka Brotheru, jejíž uvedení na trh bylo načasováno právě na období EMO 2013, poněkud vybočuje ze schématu velkosériových výrob postavených na jednodušších strojích – nový Brother M140X1 je totiž kombinací soustruhu a frézky. Přesněji řečeno jedná se o malé vysokorychlostní 5osé frézovací centrum s možností soustružení. Zdánlivě tedy složitý stroj, u něhož nelze za normálních okolností předpokládat žádné závratné rychlosti ve všech ohledech – čas výměny nástrojů (zejména těch soustružnických), polohování rotačních os, disponibilní otáčky pro soustružení atd. Podívejme se podrobněji na některé vlastnosti a parametry nového stroje.
SOUSTRUŽENÍ Záměrem Brotheru nebylo vytvořit stroj, který by disponoval srovnatelnými výkony a schopnostmi pro soustružení a frézování. Předpokládá se jeho využití zejména pro opracování dílců, kde soustružnické operace představují nejvýše 30 % z celkového podílu obráběných ploch. V praxi se může jednat o celou řadu dílců vyskytujících se v automobilovém průmyslu, zejména tlakových odlitků z hliníkových slitin. Konkrétní situace je naznačena na obrázku detailu krytu alternátoru, kde zelené plochy představují soustružnické operace a modré frézovací nebo osové operace. Na tomto příkladu je také dobře patrné, že pro komplexní obrobení je nezbytně nutné, aby byl stroj schopen obrobek polohovat ve dvou rotačních osách, tedy optimálně umístění v kolébce. Ale zpět k soustružení, stroj M140X1 je pro tento účel vybaven speciálně vyvinutým přímým pohonem osy A (prstencový motor), který lze roztočit na maximálně 2000 ot/min při krouticím momentu 55 Nm. S těmito parametry lze produktivně soustružit duralové dílce, případně litinu. Zbývá dodat, že upínací příruba má vnější průměr 140 mm a lze obrábět dílce do průměru 200 mm. V přírubě jsou integrovány přívody pro hydraulické upínaní. Vzhledem k tomu, že se Brother stran upínacího kužele nástrojů orientuje prakticky výhradně na rozhranní typu BT30, byla potřeba také zvýšit tuhost upínání soustružnických nástrojů nesených na kuželu BT30. Brother proto vyvinul jednoduché a účinné řešení spočívající v přidání dalších dvou zpevňovacích kuželů do oblasti čela vřetene, které fi - xují límec umístěný na každém soustružnickém držáku. Díky tomu bylo možné zachovat vysokou rychlost výměny nástrojů založenou na principu napichování nástrojů umístěných v bubnovém zásobníku při prostém pohybu vřeteníku v ose Z směrem dolů. S integrací operací soustružení a frézování do jednoho stroje vyvstala také potřeba větší kapacity zásobníku nástrojů. Tuto úlohu Brother řeší unikátním obtočením zásobníku nástrojů okolo svislého stojanu stroje. Kapacita tak dosáhla 22 pozic pro soustružnické, osové, nebo frézovací nástroje.
FRÉZOVÁNÍ Pro frézování je v základním provedení stroje k dispozici vřeteno s maximálními otáčkami 10 000 ot/min s přípravou pro vnitřní chlazení řezných nástrojů (tlak 15 barů). Využití otočného a sklopného stolu se pak předpokládá zejména pro polohování obrobku. Natáčení osy A zajišťuje šnekové soukolí s válečkovými elementy (tolik oblíbené u řady dalších Japonských výrobců obráběcích strojů). Opět je hlavní důraz kladen na vysokou dynamiku (natočení o 90°za 0,5 s) a současné vysoký brzdný moment (400 Nm). Zbývá podotknout, že válečkové soukolí vyniká vysoce přesným bezvůlovým chodem a kompaktní tuhou konstrukcí.
ZÁVĚREM Brother díky stroji M140X1 směle vkročil do nového pole víceúčelových strojů určených pro velkosériovou a hromadnou výrobu. S ohledem na dosahované parametry stroje a poměr cena/výkon lze očekávat úspěchy zejména u náročných zákazníků, kteří mají jasnou vizi organizace výroby pro zajištění konkurenceschopnosti na celosvětovém trhu. Věřme, že M140X1 bude inspirací i pro České dodavatele strojních dílců. Ondřej Svoboda