Přestože světová průmyslová výroba je spíše v útlumu a investice průmyslových firem požírají drahé energie, nebo snad právě proto, připravila japonská společnost Brother inovovaný model obráběcího centra W1000Xd1 řady Speedio a osadila ho novým řídicím systémem „CNC-D00“.
Obr. 1: Obráběcí centrum W1000Xd1 nahradí S1000X1 © Brother
Obráběcí centrum Brother Speedio W1000Xd1 vyhoví vysokým požadavkům nejen na produktivitu. Jeho vynikající schopnosti obrábění v oblasti HSC, stabilní vysoká přesnost i snadné, intuitivní ovládání jistě osloví mnohé zákazníky.
Japonská firma Brother Industries sídlí ve městě Nagoja, které leží v jižní části Japonska v prefektuře Aiči. Počátky společnosti jsou spojeny s výrobou šicích strojů. Napíšete- li dnes ve vyhledávači heslo „Brother“, nejspíše najdete tiskárny, štítkovače, průmyslové šicí stroje apod. Výroba obráběcích strojů vznikla z potřeby obrábět malé součásti pro tyto produkty. Původní úspěšné produkty Brother neopustil, vyvinul však postupně skvělé obráběcí stroje schopné konkurovat na světových trzích. Dnes produkuje obráběcí centra schopná opracovat obrobky s hmotností až 400 kg.
Obr. 2: Velký pracovní prostor centra W1000 Xd1 © Brother
Konstrukce a schopnosti
Obráběcí centrum Speedio W1000Xd1 má v produkci japonské společnosti Brother nahradit centrum S1000X1 (viz obr. 1). Nový model byl vyvinut, aby zvýšil produktivitu při obrábění velkých obrobků a aby právě pro velké obrobky poskytl větší pracovní prostor. Přitom ale měl být stroj stále kompaktní.
Podívejme se detailněji, jak se cíle podařilo splnit:
Pojezdy v osách X (1 000 mm), Y (500 mm) a Z (300 mm) vytváří velký pracovní prostor (obr. 2). Připočteme-li k tomu velikost pracovní plochy stolu 1 100 na 500 mm a možnost upínat obrobky o hmotnosti až 400 kg, jeví se parametry W1000Xd1 v kategorii obráběcích center s kuželem vřetena vel. 30 jako mimořádné. Označením modelu písmenem W je zdůrazněna mimořádná šířka pojezdu v ose X (wide stroke).
Stroj dále charakterizuje křížový stůl v osách X/Y a bubnový zásobník nástrojů s pojezdem v ose Z, který pojme až 21 nástrojů. Centrum je určeno k vrtání, závitování a frézování duralových, litinových a ocelových obrobků. Konstrukce strojů eliminuje tepelné deformace.
Na stroji najdeme vysokootáčkové vřeteno s kuželem velikosti 30 v provedení Big Plus (s kontaktem i na čelní dosedací ploše), které při standardním provedení stroje dovoluje obrábět trvale při 10 000 ot/min W1000Xd1, však lze dodat v opci s 16 000 ot/min, případně v provedení High Torque poskytujícím zvýšený krouticí moment při rychlosti 10 000 ot/min.
Vysoké otáčky vřetena umožňují do značné míry odstranit ztrátové časy a tím zkrátit dobu cyklu a zvýšit produktivitu. I když kuželi vřetena vel. 30 odpovídá rychloběžné, štíhlé vřeteno, jeho tuhost je dostatečná a může tak obrábět širokou škálu materiálů. K vynikajícím vlastnostem stroje patří také jeho stabilní přesnost.
Kromě toho je obráběcí centrum W1000Xd1 vybaveno řadou energeticky úsporných funkcí a může se pochlubit příznivým vlivem na životní prostředí.
Velký pracovní prostor nabízí možnosti obrábět nejenom velké obrobky, ale i sérii malých obrobků v upínacích přípravcích. Na obr. 3 jsou příklady přípravků v kombinaci s naklápěcím stolem Brother T-200A. V detailním zobrazení na obr. 4 vidíme T-200A se dvěma přípravky. Na levé straně stolu je umístěn pohon, napravo opěrné ložisko. Stůl lze dodat v opačné konfiguraci, tedy s pohonem na pravé straně. Naklápění stolu je bezvůlové. K pohonu je použit předepnutý, válečkový, šnekový převod.
Řídicí systém Brother D00
Originální řídicí systém Brother D00 používá 15" dotykový LCD panel, s lepší ovladatelností a viditelností textu na panelu. Operátor může okamžitě kontrolovat stav obrábění, může se vracet k často používaným informacím, které se shromažďují, a může také snadno sledovat spotřebu stroje vizualizovanou na řídicím panelu. Tento nový typ panelu lze použít i pro základní, tříosé stroje (obr. 5).
Nemalým příspěvkem k produktivitě výroby je snadná ovladatelnost. Pro obsluhu je důležité mít všechny informace o výrobku, o stavu obrábění, o nástrojích i o stroji přehledně uspořádány. To vše musí být snadno přístupné. K tomu bylo přihlíženo při rekonstrukci řídicího systému C00, nahrazeného nyní řízením D00. Ovládání D00 je blízké ovládání chytrých telefonů. Dokonce je možné používat i (tenké!) pracovní rukavice.
Nonstop ATC a produktivita
Významným krokem, kterým se podařilo zvýšit produktivitu obrábění na novém modelu, je optimalizace automatické výměny nástrojů (ATC). Jde o čas výměny nástroje, čas potřebný k přechodu z režimu obrábění do klidového režimu a čas polohování zásobníku a vřetena. Optimalizováno bylo řízení zásobníku i řízení orientace vřetena pro zkrácení doby indexace. Potřebné pohyby os probíhají současně, jak naznačuje obr. 6.
Na novém modelu se zkrácením času potřebného k indexaci vřetena a současně i optimalizací činnosti zásobníku nástrojů podařilo zkrátit čas výměny nástroje „tool to tool“ na 0,6 s. Stávající model S1000X1 potřebuje k výměně 0,8 s.
Výměna „chip to chip“ na W1000Xd1 trvá pouze 1,2 s, což je nejlepší výsledek v kategorii center s kuželem vřetena vel. 30. Prodlevy trvající zlomky sekundy nejsou v činnosti zásobníku postřehnutelné, takže výměna nástrojů probíhá prakticky nonstop. Aby polohování NC os bylo při ATC plynulé, jsou použity servomechanismy s rychlou odezvou na řídicí signál (high respoce servo), takže zrychlení i zpomalení posuvných pohybů stolu je plynulejší. Ze zběžného pohledu se taková úspora může zdát malá, ale vzhledem k počtu provedených ATC za kusový čas je v součtu znatelná, zejména při hromadné výrobě.
Obr. 7: Příklady obrobků vhodných pro centrum W1000Xd1 © Brother
Příklady obrobků
Obráběcí centra se značkou Brother najdeme dnes v řadě odvětví. Vyrábějí se na nich součásti pro elektrotechnická zařízení, komunikační přístroje, automobily a motocykly, jakož i pro obráběcí stroje samé. Maximální hmotnost obrobku byla u W1000Xd1 proti S1000X1 zvýšena na celkovou zátěž 400 kg. Aby výrobce usnadnil použití vícestupňových a dlouhých nástrojů, rozšířil rozsah nastavení tlaku procesní kapaliny chlazení průchozím vřetenem až do 7 MPa. Vysokotlaké chlazení lze využít také při obrábění těžko obrobitelných materiálů a hlubokých otvorů.