Upgrade obráběcího stroje volbou přídavného zařízení
Důvodů, proč se vyplatí hledat cesty k tomu, aby stávající obráběcí stroj, byť moderní, mohl plnit nové požadavky výroby, může být několik. V prvé řadě to bývá nutnost zajistit operaci, kterou stávající, byť moderní stroj není schopen vykonávat anebo pro jejíž zajištění se např. pro nedostatečné kapacitní vytížení nevyplatí pořizovat stroj nový, s potřebnou technickou specifikací. Podstatnou roli hraje i snaha snižovat náklady a nutnost čelit konkurenčním tlakům. Volbou vhodného přídavného zařízení nebo realizací softwarových opatření lze v mnoha případech zvýšit užitnou hodnotu stávajícího stroje a ušetřit značné investiční náklady.
RYCHLOBĚŽNÉ HLAVY
Moderní obráběcí stroje disponují na vřeteni maximálními otáčkami v rozsahu 10 000–20 000 ot/ /min; vyšší otáčky nabízejí pouze specializované stroje, které jsou drahé a mnohdy pro běžnou strojírenskou výrobu příliš subtilní. Je-li nutno na typickém obrobku vyvrtat miniaturní otvor či frézovat drobnou tvarovou strukturu, parametry běžného obráběcího stroje nedostačují.
Ekonomickým řešením je použití zrychlovací hlavy nebo přídavného vysokootáčkového vřetena. Zrychlovací hlava je připojena na vřeteno stroje klasickým rozhraním a je jím poháněna; je nutná fixace tělesa hlavy proti otáčení, na což je nutno myslet při nutnosti automatické výměny.
Vyšší otáčky výstupního hřídele hlavy se docilují pomocí převodovky a dosažitelné otáčky dosahují hodnoty až 20 000 ot/min při převodovém poměru 1 : 10. Pro vyšší otáčky je nutné použít přídavná vřetena nebo hlavy, poháněné elektricky nebo pneumaticky, nezávisle na pohonu vřetena stroje. Připojují se standardním rozhraním na vřeteno stroje, jsou přizpůsobeny pro automatickou výměnu a jejich současná nabídka pokrývá rozsah otáček do 100 000 ot/min, výjimečně až 150 000 ot/ /min. (Nakanishi typ HTS, Big Daishowa Seiki model RBX12, Air Turbine Tools modely 602, 625 a 650; Minitor SFIDA.) Mohou být vybaveny řídicí jednotkou, která reguluje otáčky dle zátěže či mění smysl otáčení a v nabídce se nacházejí i úhlová provedení.
PŘÍDAVNÉ VRTACÍ A FRÉZOVACÍ HLAVY
Pomocí vrtacích a frézovacích přídavných hlav lze zajistit takovou polohu nástroje, která není dosažitelná pomocí kinematiky disponibilního stroje nebo obrábět v jedné operaci více otvorů současně; výsledkem je eliminace nutnosti přepínání obrobku do polohy, ve které by byl ve stávající konfiguraci stroje obrobitelný s dostatečnou produktivitou a kvalitou. Snižují se vedlejší časy, zvyšuje se produktivita práce i přesnost provedené operace, dosahuje se vyšší spolehlivosti procesu. Výsledkem je značné snížení nákladů – mnohdy takové, že se přídavná hlava zaplatí opracováním jen několika málo obrobků. Hlavy se upínají do vřetena obráběcího stroje pomocí standardního rozhraní, jsou jím poháněny, a proto musí být zajištěna fixace jejich tělesa proti otáčení; v řadě případů jsou uzpůsobeny k automatické výměně a disponují i možností vnitřního přívodu řezné kapaliny.
Z hlediska uživatele je zásadní dělení na hlavy v provedení speciálním, dodávaném jako zvláštní příslušenství výrobcem obráběcího stroje a vhodné pouze pro něj (obr. 1) nebo jako univerzální nástroje, vhodné k použití na jakémkoliv stroji s odpovídajícími výkonovými a rozměrovými parametry (výrobky firem Narex, Romai, Benz). Ve stávající nabídce je obsažena řada typů – například hlavy úhlové, stavitelné v jedné nebo více osách, dvou- i vícevřetenové aj. (obr. 2). Zejména vícevřetenové hlavy se dodávají v provedení přizpůsobeném vrtacímu plánu konkrétního zákazníka; je běžná modulární či stavebnicová koncepce.
MOŽNOSTI ZVÝŠENÍ POČTU ŘÍZENÝCH OS STROJE
Zvýšení počtu řízených os investičně nenáročnou cestou představuje další způsob, jak opracovat dílec na hotovo při jednom upnutí se všemi výhodami z toho plynoucími. Další řízenou osu obráběcího stroje představují přídavné hlavy, elektronicky dálkově ovládané. Původně se jednalo o vyvrtávací, resp. zarovnávací hlavy ovládané ručně nebo s relativně jednoduše řízeným pohybem příčných saní; současný vývoj dospěl ke komplexním nástrojům, schopným na základě příkazů programu, integrovaného do řídicího programu obráběcího stroje, zhotovovat během komplexní operace komplikované vnější i vnitřní rotační tvary. Jejich představiteli jsou mechatronicky ovládané vyvrtávací hlavy Komet KomTronic, Mapal ToolTronic nebo d´Andrea TA-Tronic či U-Tronic, vesměs disponující indukčním obousměrným přenosem dat a schopné opracovávat otvory do průměru 200 mm. 
Jinou možností, jak zvýšit počet řízených os stroje o jednu, resp. dvě pomocí dodatečně pořízeného přídavného zařízení, jsou řízené otočné stoly pevné nebo sklopné (obr. 3), které se upínají na vlastní stůl stroje. Jsou vybaveny programem řídicím otáčky, resp. indexaci otočného stolu, který lze propojit s řídícím programem upravovaného stroje a jejich funkce je pak plně integrována do prováděné operace.
Dosahované otáčky stolu se pohybují do 80–100 ot/min a přesnost ustavení se pohybuje mezi +/– 3–15 obl. vteřin dle výrobce (Haas Automation, Nikken Kokakusho, Lehmann a další). Sklopné stoly mohou disponovat dvěma či více otočnými upínacími deskami a představují tak současně vícemístný upínač. Jejich využití je především pro frézovací operace a přínosy plynou z možnosti opracovat dílec z 5 stran. Pro usnadnění dodatečného vybavení tříosého obráběcího stroje otočným stolem pevným či sklopným vybavují někteří výrobci běžně dodávané řídicí programy strojů volitelnou konfigurací pro čtvrtou a 5. osu.
POHÁNĚNÉ NÁSTROJE
Poháněné nástroje, určené k osazení revolverových hlav, představují další oblast s výrazným racionalizačním potenciálem (obr. 4). Na revolverovou hlavu mohou být osazeny z čela nebo po 
obvodu; v nabídce jsou poháněné frézovací nástroje přímé, přímé s přesazením, úhlové, úhlové s dvojnásobným vřetenem, nastavitelné úhlové, v provedení pro kotoučové frézy nebo i vrtací vícevřetenové. Na vyžádání je lze dodat s vnitřním nebo vnějším přívodem řezné kapaliny.
Nástroje jsou připojeny k revolverové hlavě rozhraním dle VDI, BMT nebo speciálním rozhraním dle výrobce hlavy (Sauter, Okuma, Mazak, Duplomatic a další) s opakovanou přesností upnutí pod 5μm. Mohou disponovat až 12 000 ot/min a dle typu a velikosti jsou schopny přenést krouticí moment 15–200 Nm. Obdobou poháněných nástrojů pro revolverové hlavy jsou poháněné nástroje určené k upnutí na příčné saně dlouhotočných soustružnických automatů. Jako příklad lze uvést nástrojový systém ESA Eppinger Decoflex nebo frézovací zařízení, zařízení pro okružování závitů, pro polygonální frézování, vrtací s více vřeteny nebo vrtací pro zhotovování hlubokých otvorů, nabízené pro automat Swiss 26. Znalost nabídky poháněných nástrojů a její plné využití přinese uživateli nejen lepší využití základního stroje a zkrácení prováděné operace, ale především snížení výrobních nákladů.
NETRADIČNĚ POUŽITÉ TECHNOLOGIE
Pokud se známé, ale dosud výjimečně na NC strojích používané technologie použijí za specifických podmínek na obráběcích centrech, lze očekávat snížení počtu operací i výrobních nákladů. Za všechny lze jmenovat technologii mechanického popisování pomocí speciálních nástrojů buď poháněných (obr. 5), které vytvářejí popis vibrující jehlou, která je po požadované dráze vedena programem stroje (Tapmatic TapWriter) nebo takových, které mají činnou část ve formě razníku či ve tvaru rotující tvrdokovové jehly, vytlačující materiál (Tapmatic ScribeWriter).
Tyto technologie jsou výhodné při malých sériích, při popisu nerovné plochy a lze jimi velmi rychle vytvářet popis v materiálech do tvrdosti až 62 HRc. Dalším příkladem je obrážení neokrouhlých otvorů a především drážek na CNC stroji pomocí speciálního nástroje jako náhrada protahování či protlačování na jiném pracovišti. Osa Z stroje se využívá pro posuv (zdvih) nástroje, osa X pro jeho přísuv do řezu. Na trhu jsou i velmi rychlé poháněné obrážecí nástroje, vhodné pro větší série, které disponují až 1000 zdvihy za minutu. Jejich pohon vytváří pracovní zdvih nástroje a osa X stroje obstarává přísuv do řezu. Výhodou těchto postupů je vysoká přesnost, flexibilita a nízké náklady; mnohdy odpadá i tepelné zpracování dílce.
Ing. Petr Borovan