Japonská OKUMA a její přínos ekologii ve výrobě CNC strojů

Celosvětový zájem veřejnosti o ochranu životního prostředí se koncem 20. století zvýšil a přinesl s sebou ustanovení předpisů pro emise škodlivin v ovzduší. Také přední světový výrobce CNC obráběcích strojů japonská firma OKUMA přijala do své koncepce výroby a vývoje nových obráběcích strojů otázky týkající se životního prostředí. V minulosti byly vyvíjeny a vyráběny stroje, které dosahovaly vysoké přesnosti a výkonnosti. Nyní dochází ke změně výroby a vývoje těchto strojů s ohledem na přijetí opatření chránících životní prostředí. Okuma Corporation přijala tato opatření ve své nové koncepci „ECO2 FriendlyTM - ECOLOGY & ECONOMY”. Okuma ECO2 FriendlyTM - Ecology & Economy koncepce představuje hlediska týkající se ochrany životního prostředí, a to zejména: úspora energie, úspora provozních prostředků a snížení odpadního materiálu a pohodlnější a bezpečnější pracovní prostředí. Úspora energie na strojích Okuma Technologický vývoj komponent a používání energeticky úsporných jednotek při výrobě CNC obráběcích strojů Okuma má první výsledky v podobě získání vítězné ceny od Japan Machinery Federation pro rok 2009, za vysoce energeticky efektivní PREX motor. PREX motor je vestavný typ odporového motoru zabudovaného do řady vřeten používaných obráběcích strojů. Početné drážkování v rotoru vytváří generaci účinnější odporové síly. Tato ojedinělá struktura rotoru obsahuje malé množství vložených permanentních magnetů, které zvyšují výkon. PREX motor je více účinný než asynchronní motory, které byly hlavním zdrojem pohonu vřeten v minulosti, a krouticí moment v rozsahu otáčení použitý ve většině obráběcích strojích zvyšuje účinnost systému o 4-9 % jmenovitých jednotek. PREX motor je kompaktní s malou hmotností rotačních částí, které redukují setrvační hmotnost o 47 %. To způsobuje velkou reakci na zrychlení a zpomalení. Kombinace všech těchto vlastností redukuje spotřebu energie o 5 – 13 %. Tyto motory se používají v CNC soustruzích, soustruzích série Space Turn EX a u multifunkčních strojů série MULTUS. Úspora energie je podstatná zejména v případě strojů, které jsou vybaveny patentem firmy Okuma „Thermo - Friendly Concept“. Tyto stroje potřebují nižší náklady na kontrolu teploty prostředí, aby se dosáhlo stejné úrovně přesnosti. Okuma „Thermo-Friendly Concept“ je projekt teplotní stabilizace stroje. Další příklady ekologického a ekonomického využití „Thermo-Friendly Conceptu“ na nástrojích Okuma jsou uvedeny v tabulce. Jedním z efektních příkladů je zejména snížení velikosti chladicího zařízení stroje. Dalším krokem k úspoře energie je vývoj spotřebních nástrojů a metod obrábění malého výkonu. Úspora provozních prostředků a snížení odpadního materiálu Koncepce snížení spotřeby mazacích olejů a spotřebního materiálu je řešena komplexním okruhem sběru těchto prostředků a optimalizováním intervalu kontroly mazání. Další možná úspora množství chladicích kapalin a prodloužení jejich životnosti je zejména v používání sterilních filtrů, antibakteriálního chladiva a také použitím zařízení pro oddělený sběr chladicí kapaliny a vody. Zhodnocením toku strojního procesu a používání minimálního množství olejové mlhy pro chlazení dosáhneme delší životnosti používaných nástrojů. Minimalizace množství použité chladicí kapaliny je řešena také pomocí technologie suchého obrábění. Polosuché obrábění - obrábění s minimálním množstvím dodávky olejové mlhy (10 cc/h nebo méně) - prodlužuje životnost nástrojů oproti obrábění „za mokra“. S touto koncepcí těsně souvisí vývoj nových nástrojů vhodných pro suché nebo polosuché obrábění. Špony smíchané s chladicí kapalinou nebo brusný odpad, které vznikají při výrobě na brusných strojích, jsou velmi obtížné odpadní materiály. Okuma má registrovanou ochrannou známku na obrábění bez následného provedení operace broušení těžko obrobitelných materiálů (50 až 60 HRC) použitím CBN nebo keramických nástrojů. To výrazně snižuje spotřebu chladicí kapaliny, které je u brusných strojů potřeba. Pohodlnější a bezpečnější pracovní prostředí Obráběcí stroje jsou doplněny systémem vysávání špon přímo od břitu nástroje (viz obr.). Systém vysávání je velice efektivní zejména u polosuchého obrábění, kde není potřeba odstraňovat špony oplachem pracovního prostoru chladicí kapalinou jak je tomu u běžných obráběcích strojů. Pro výraznou redukci času přípravy výroby a času zkušebního cyklu byl vytvořen antikolizní systém - „Collision Avoidance System“. Díky tomuto systému je možné snížit čas přípravy výroby o 30 až 50 % (viz graf). Dále je zabezpečena případná kolize vřetena, nástrojů, koníka s obrobkem nebo mezi sebou navzájem. Antikolizní systém funguje v automatickém i manuálním provozu stroje. Pro zabezpečení pracovního prostředí a bezpečnosti obsluhy začala Okuma Corporation na základě vydaných norem pro EU používat blokování zámků strojů a neprůstřelná skla a nouzové dveře stroje. Závěrem lze dodat, že stroje v koncepci Okuma Corporation jsou doplněny funkcí vypnutí energie, která je provedena automaticky v přednastaveném čase. Tím dojde dle uvedeného obrázku k vypnutí právě nepotřebných zařízení a tím k výraznému snížení odběru energie strojem. Během automatického provozu stroje je nastaven i přerušovaný provoz dopravníku třísek. Stroje Okuma jsou nyní vyráběny v menších velikostech zastavěné plochy, avšak kvalita a přesnost obrábění je stále vynikající. Stanislava Krýslová