Nejnovější poznatky v oblasti technologie obrábění kovů dokážou poskytnout maximální ekonomické výhody, pokud se proces obrábění považuje za jeden konzistentní model. Je třeba porovnat různé možné technologické scénáře z hlediska globální ekonomiky výroby. (almavi); Zdroj: TZ firmy Seco Tools
Tradiční přístup k dosažení maximálních výsledků při obrábění kovů využívá úzce zaměřený mikromodel založený na optimalizaci 1 : 1 – jeden nástroj v rámci jedné operace. Makro modely naopak zvažují výrobu z širšího pohledu. Z makroekonomického hlediska je mnohem podstatnější celková doba nutná pro výrobu určitého obrobku. Mikro a makro modely Zjednodušený příklad globální optimalizace uvádí dva na sebe navazující stroje, jež spolu vyrábějí určitou součást. Optimalizace doby obrábění a zvýšení výkonu u obráběcího stroje A nemá smysl, pokud podobné zdokonalení nelze aplikovat na stroji B. Zvýšená produkce by přinesla pouze vícenáklady způsobené hromaděním polotovarů, které čekají na zpracování druhým strojem. V tomto případě je lepší optimalizovat u stroje A náklady na obrábění. Může se tím sice omezit produktivita tohoto stroje, celkové náklady při zachování objemu výroby však klesnou. Naopak v situaci, kdy stroji B vznikají prostoje čekáním na zpracování dílů vyráběných strojem A, vzroste zvýšením výstupního výkonu stroje A také celkový výstup. Velký vliv má přitom organizace výrobních operací v dílenském provozu: zda probíhají postupně, dávkově či souběžně. Zatímco neexistuje jedno ideální řešení, tyto příklady ilustrují potřebu jak širšího náhledu, tak důvody, proč je nutné provádět mikrooptimalizaci velmi opatrně. V širším pohledu je nutné brát i samotné obráběcí stroje. Typickou ukázku tvoří dílenský provoz s frézovacím strojem, plně vytíženým 40 hodin týdně, a rozhodnutí nahradit stávající frézku za vysokorychlostní. Jakmile se však nový stroj uvede do provozu, stráví polovinu času v nečinnosti. Dílnu čeká nové dilema: vícenáklady se zajištěním většího objemu práce, aby byl nový stroj co nejvíce vytížen a investice do něj se vyplatila. Lépe je nejprve zvážit věc z makroekonomického hlediska a dopředu kalkulovat, jaké následky bude mít navýšení výstupního výkonu stroje. Optimalizace doby a nákladů na obrábění Optimalizace 1 : 1 se zaměřuje na jednu aplikaci a jeden obráběcí nástroj s cílem co nejrychleji odebírat materiál při co nejnižších nákladech. Proces zahrnuje výběr nejvhodnějších nástrojů pro obrobení součásti a využití co největších hloubek řezu a rychlostí posuvu. Uvedené aspekty přitom ovlivňují dostupný výkon a točivý moment stroje, stabilita upnutí obrobku a bezpečné upnutí nástroje. Optimalizaci uzavírá výběr odpovídajícího kritéria vzhledem k zaměření na minimalizaci nákladů či maximalizaci produktivity a výběr řezné rychlosti na doladění podmínek splnění tohoto kritéria. Se zvyšující se řeznou rychlostí zpočátku klesá doba obrábění a stoupá produktivita. Po dosažení jistého bodu ale opět rostou náklady. Překročením určité řezné rychlosti se může životnost nástroje natolik zkrátit, že bude nutná jeho častá výměna. Suma sumárum: zkrácení doby obrábění má menší efekt než rychle rostoucí náklady na nástroj. Přitom existuje určitá řezná rychlost, při níž jsou tyto dvě nákladové položky v rovnováze a výsledkem jsou minimální celkové náklady. Kvalita a produktivita: nepřemršťovat míru Úrovně kvality dílů, jaké se vyžadují dnes, jsou oproti dřívějšku řádově vyšší. Snaha o dosažení nejvyšší možné kvality se ale může někdy přehánět a být tak kontraproduktivní. Zbytečně vysoká kvalita je pak plýtvání penězi. Problém lze shrnout do jednoduché věty: „Jak vyrobit co nejhorší výrobek, který však ještě splňuje funkční požadavky.“ Přitom můžete drasticky snížit náklady a dramaticky zvýšit produktivitu jen tím, že dodržíte minimální požadavky. Podobně při výhradním zaměření na maximální produktivitu s ohledem na zkrácení doby cyklů se může zhoršit spolehlivost obráběcího procesu. Jsou-li procesy dlouhodobě vytěžovány na hraně limitů či tyto překračovány, tak za cenu nevyhovujících nebo zmetkových obrobků a ztraceného času. Kvalita, výrobní čas a náklady Efektivita výroby zahrnuje tři faktory: kvalitu, výrobní čas a náklady na výrobu. Rovněž je třeba zohlednit environmentální faktory, jako jsou spotřeba energie a likvidace či recyklace opotřebených nástrojů a nakládání s odpadem z obrábění, a také faktory bezpečnosti související se zdravím zaměstnanců. Na efektivitu výroby má vliv mnoho jednotlivých technických faktorů. K typickým rysům patří systémy nástrojů a nářadí, konfigurace obrobku a jeho materiál, kapacita strojního vybavení, lidský faktor, přídavné zařízení a faktor údržby. Jeden z nejvýznamnějších faktorů tvoří výsledek interakce mezi nástrojem a obrobkem. Pochopení opotřebení nástroje a různých typů poškození je pro řízení procesu obrábění nezbytné. Jevy související s opotřebením obecně nastávají postupně a dají se očekávat, zatímco jiné typy poškození (jako vylomení nástroje) nemají dostatečnou předvídatelnost potřebnou pro zajištění spolehlivosti řezného procesu. Univerzální nástroje Vyvážený plán produktivity, spolehlivosti a nákladů na nástroje vyžaduje obráběcí zařízení nabízející všestrannost a přizpůsobitelnost v širokém množství aplikací. Všestranné nebo univerzální nástroje (viz rámeček na této straně) jsou také odpovědí na jasný trend výrobců směrem k menším výrobním sériím. Tento přesun reprezentuje výsledek stále častěji využívaných výrobních strategií just-in-time a nárůstu outsourcingu. Subdodavatelé se potýkají s menšími sériemi, které je třeba vyrábět pravidelně, ale nikoli souvisle. V minulosti pomáhaly zkrátit prostoje při výměně nástrojů automatické měniče a použití paletových měničů snížilo prostoje vzniklé při manipulaci s obrobky. Univerzální nástroje sníží prostoje minimalizací doby nutné k výměně nástroje během výměny obrobku a také eliminují nutnost nastavování a testování nového nástroje. Menší množství různých nástrojů v dílně zkracuje čas nutný pro manipulaci s nástrojem a prodlužuje dobu pro výrobní operace. Tradiční uvažování o výběru nástrojů se obvykle řídí jejich použitím: požadujeme například nástroj vyvinutý pro obrábění oceli, nerezové oceli či určený pro hrubování nebo frézování. Důležitější než výběr nástroje pro jednotlivou operaci je ale zohlednit, jak tato operace zapadá do celkového plánu. Výběr by se měl dělat spíše s ohledem na produktivitu, nákladovou efektivitu, a zejména se musí zvážit, co je nejlepší z hlediska celkového výrobního procesu. Jednoduchá řešení Globální optimalizace výrobního procesu nemusí být nutně složitá, může představovat i jen velmi základní jednoduché akce a analýzy. Klíčovým příkladem poslouží přezkoumání používaných nástrojů. Správná interpretace toho, jaké nástroje jsou k dispozici, může poskytnout širší náhled na dílenský provoz. Pokud se třeba standardně používají břitové destičky s 12mm řeznými hranami a opotřebení na nástrojích obvykle dosahují pouze 2 mm nebo 2,5 mm, používané břitové destičky jsou pravděpodobně příliš velké. Nástroje s 6mm řeznými hranami budou mnohem vhodnější a také výrazně levnější než nástroje s 10mm řeznou hranou. Jednoduchým zjištěním se tak dají snížit náklady na nástroje o 50 %, a to bez ztráty produktivity. Reakce výrobců nástrojů Stejně tak jako výrobci musejí volit technologie obrábění kovů z hlediska globálního výrobního procesu, musejí i výrobci nástrojů vyvíjet své produkty tak, aby uspokojili široký rozsah potřeb zákazníka. V tomto směru se snaží plně pokrýt aktuální poptávku po univerzálních nástrojových systémech, které v sobě kombinují produktivitu a ekonomický provoz. Nově vyvinuté univerzální nástroje zvyšují výstup a současně redukují náklady na množství nástrojů, manipulaci s nástroji, jejich přenastavování a testování. O novinkách výrobců se více dočtete ve speciální příloze tohoto čísla.