Vysoké náklady na energie představují jeden z rozhodujících aspektů konkurenceschopnosti podniku a současné zvyšování cen energií zvyšuje ekonomický efekt opatření, kladoucích si za cíl snížení jejich spotřeby. Reálné a technicky prokazatelné cesty, jak je realizovat, ilustrovala nosná témata semináře společnosti Misan: novinky v portfoliu špičkových japonských obráběcích strojů, které dováží, volba high-tech řezných nástrojů a přípravků z nabídky plzeňské firmy Hofmeister a využívání technologických možností multifunkčních strojů s podporou kvalitního CAM z pohledu společnosti t-support. Ojedinělou skutečností, která kvalitu semináře podtrhovala, byla prezentace zmíněných opatření zahrnující konkrétní, prokazatelné a kvantifikovatelné ekonomické přínosy. Volba témat semináře zdůraznila fakt, že maximálního přínosu investice a jakéhokoliv opatření vůbec lze docílit pouze za předpokladu, že špičkový obráběcí stroj, optimálně zvolený výkonný řezný nástroj a sofistikovaná softwarová podpora budou pracovat v plném souladu. V reálu se o tom mohli přítomní přesvědčit během odpolední části semináře věnované praktickým ukázkám obrábění.
Potenciály snižování spotřeby obráběcích strojů
Ondřej Svoboda, jednatel Misanu, seznámil přítomné s cílevědomým a plánovitým přístupem japonských firem ke snižování spotřeby elektrické energie a snižování uhlíkové stopy během provozu svých strojů a dokladoval jej konkrétními realizovanými opatřeními firem Okuma a Brother. Přístup společnosti Okuma charakterizuje poznatek, že více elektrické energie během provozu spotřebují obslužné činnosti a periférie stroje než vřeteno s řezným nástrojem. Jednotlivá realizovaná opatření plně využívají potenciálu souborů inteligentní technologie Okuma pro automatické zkrácení času procesu a snížení spotřeby energie v jeho průběhu. Zahrnují koncepci teplotní nezávislosti, antikolizní systém, inteligentní potlačení vibraci, pětiosý automatický systém vyladění geometrických chyb stroje a zjišťování hmotnosti a setrvačnosti obrobku pro optimální řízení servopohonů a kompenzaci reverzních špiček. Pro automatické snižování spotřeby energií během řezného procesu lze s výhodou využívat všech možností nabízených teplotně nezávislou koncepcí, např. dosažení kratší doby teplotní stabilizace stroje díky teplotně symetrické konstrukci, snížení výkonu a počtu nezbytných chladicích agregátů či řízení jejich výkonu dle údajů účelně umístěných čidel. Okuma standardně u svých strojů využívá rekuperaci elektrické energie pohonů vřeten a pohybových os. Dalším souborem opatření je vizualizace spotřeby všech zařízení a zastavení, resp. snížení výkonu těch, která nejsou aktuálně využívána. Detailní vizualizaci lze využít k analýze spotřeby a na jejím základě přijímat efektivní úsporná opatření. Ke zkrácení hlavních a vedlejších časů rovněž přispívá jejich průběžně vedená vizualizace, využívaná pro analýzu, vedoucí k optimalizaci procesů a volby nástrojů. Suma úspor ve srovnání mezi starším a novým strojem vlastní produkce dosahuje až 34 % časového cyklu, jak prokazuje porovnání dvou portálových center ve vlastní výrobě. Nová obráběcí centra Brother řady Speedio SxxxXd1, RxxxXd1 a U500Xd1 slibují ve srovnání s běžnými obráběcími centry jiných výrobců, která charakterizují upínací rozhraní velikosti BT30 a BT40, značné úspory elektrické energie i stlačeného vzduchu. Konkrétní hodnoty byly dokladovány na technologických operacích při opracování vzorového dílce z lehké slitiny ve tvaru skříně, kde se provádělo frézování čelní frézou ø 50 mm, vrtání ø 4 mm, závitování M5 × 0,8 a obrábění stopkovou frézou ø 20 mm. Při stejné produktivitě operace prokázala firma Brother detailním porovnáním jednotlivých operací výrazné úspory elektrické energie a stlačeného vzduchu. Obráběcí centrum Brother Speedio S700Xd1 dosahovalo úspor energií až 80 % ve srovnání s běžným obráběcím centrem s kuželem BT40 a 32 % ve srovnání s centrem s kuželem BT30. Konkrétní zdroje realizovaných úspor zahrnují snížení času operace např. díky použití vysoce efektivního pohonu vřetena synchronním elektromotorem s vnitřním permanentním magnetem (IPM) zapouzdřeným do rotoru a jeho vyšší akcelerace nebo v důsledku efektivní a rychlé reverzace, která má výrazný efekt při závitování. Další potenciál úspor představují zkrácení času výměny nástroje (0,6 s nástroj/nástroj, resp. 1,2 s tříska/tříska), využívání rekuperace nebo optimalizace využívání stlačeného vzduchu při ofuku kužele nástroje během výměny. Řídicí systém CNC-D00 patří k dalším novinkám firmy Brother. Vyznačuje se intuitivním ovládáním a novým, snadno použitelným uživatelským rozhraním, které dovoluje plně využít přednosti obráběcích center Brother Speedio. Je schopen řídit celkem pět os a z pohledu úspory energií může být využit k automatickému vypínání nepotřebného chlazení, světel a dalších agregátů. Vizualizuje stav výroby a provozu včetně aktuální spotřeby energie.
Nástroje a high-tech přípravky
Přesné řezné nástroje a high- -tech přípravky, dodávané obchodně-výrobní fi rmou Hofmeister, jsou další cestou ke zvýšení produktivity, zkrácení časů operací totiž v rozhodující většině případů přináší i snížení spotřeby elektrické energie. Optimální výsledek je však podmíněn znalostmi technologických postupů, z nichž lze vybírat, jakož i požadavky na obrobený dílec. Jako příklad přednášející uvedl výrobu závitu, kde lze použít klasický závitník, tvářecí závitník nebo vybírat z řady závitových fréz. Ve všech případech lze ovlivnit časy operací, kvalitu opracování i náklady. Volba nástroje a stupeň jeho univerzality má vliv i na potřebný počet výměn, což představuje další potenciál možných úspor. Proto je účelné vybírat nástroj a volit vhodnou aplikaci v úzké spolupráci dodavatele i uživatele. Ze sortimentu, který Hofmeister dováží, stojí za pozornost stopkové karbidové nástroje vyráběné globální japonskou společností OSG. Určeny jsou pro práci v kalených materiálech — jmenovitě vrtáky (do 50 HRC) či stopkové nebo závitové frézy (do 60 HRC). Další zajímavostí jsou diamantové hladicí nástroje firmy Cogsdill, které vytvářejí zrcadlově hladký povrch působením diamantových elementů, přitlačovaných na vyhlazovaný povrch definovaným přítlakem. Mohou mít tvar čelní frézy pro hlazení rovinných ploch nebo prizmatického držáku pro opracování ploch válcových.
Vliv kvalitního CAM softwaru
Podpora výroby kvalitním softwarem je předmětem činnosti společnosti t-support. Pro produkční obrábění nabízí CAD/ /CAM software GibbsCAM, pro potřeby nástrojáren Cimatron CAD/CAM, snadno použitelné pomocníky pro přípravu NC programů CNC obráběcích strojů. Význam těchto programů stoupá v současné době pro využití na multifunkčních strojích, kde lze frézovat i na soustruhu a soustružit na frézovacím stroji s osou C i Y, na strojích s obráběním v ose B nebo pro potřeby excentrického soustružení. Všude se z importu geometrií obrobku a nástroje vytvářejí dráhy jednotlivých nástrojů. Účelně použitý software je tedy tvůrcem strategie opracování dílce a výrazně ovlivňuje náklady na jeho zhotovení. T-support se učí na realizovaných případech a získané zkušenosti dává k dispozici svým partnerům. /Petr Borovan/
