Pět os k dosažení maximální produktivity a hospodárnosti

V polovině osmdesátých let minulého století dosáhla firma DECKEL MAHO v Pfontenu se svým frézovacím a vrtacím centrem MH 700 S průlomového úspěchu v oblasti řízeného 5osého provozu. „Současně řízené osy ve frézovacích hlavách a stolovém zařízení spolu s příslušným pokrokem v technologiích CNC a CAM představovaly v té době revoluční vývoj,“ vzpomíná Alfred Geißler, výkonný ředitel společnosti DECKEL MAHO Pfronten GmbH.

Otočná sklopná hlava s řízenou osou B představovala zásadní a rozhodující vývojový pokrok
Co bylo tak mimořádné na tomto stroji? Spojení sklopného otočného stolu NC, programově řízená změna polohy vřetene z vodorovné do svislé polohy a měnič nástrojů se zásobníkem až s 36 nástroji. Centrum zároveň dokázalo kompletně obrábět i složité obrobky při jednom nastavení a bez dohledu obsluhy během přestávek a v noci. „Nezbytným předpokladem pro technické zavedení této 5osé technologie byla dosažitelnost hnacího zařízení bez vůlí a mrtvých chodů v otočné ose a použití systému přímého měření jak v otočné, tak v lineární ose,“ vysvětluje Alfred Geißler. Kromě toho kladlo 5osé obrábění vysoké nároky na počítačovou výkonnost řídicích prvků CNC, která nebyla dříve možná.
Rozhodujícím krokem vpřed na úspěšné cestě 5osého obrábění byl vývoj otočné sklopné hlavy s řízenou osou B. Hlava byla zavedena v P-sérii v polovině devadesátých let minulého století a byla důkazem průkopnické role společnosti. „Osa B se sklopnou rovinou pod úhlem menším než 45° umožnila frézovat současně v pěti osách s vysokým stupněm stability, který byl dán obráběním v otočném bodě osy,“ zdůrazňuje význam vývoje Alfred Geißler. To znamenalo, že se vynikajících výsledků frézování dosahovalo vždy bez ohledu na směr zpracovacích sil. Před zavedením této otočné sklopné hlavy nebylo možné realizovat současný pohyb všech pěti os a frézovat válcovité nebo kulové plochy nebo plochy s libovolným tvarem způsobem, který šetří čas, a bez použití předloh.
Ředitel DMG MORI však neuvedl, že se většina 5osých aplikací týkala méně 5osého současného obrábění ploch s libovolným tvarem a více prostorového polohování. „Znamená to, že jakmile je vrtací nebo frézovací nástroj nastaven do polohy s požadovaným úhlem ve vztahu k obrobku, uskuteční se vlastní obrábění maximálně s třemi osami.“

Výroba s jedním nastavením se zvýšenou přesností
Alfred Geißler nám při svém vysvětlování sdělil, že hlavní motivací pro použití 5osé technologie byla tendence snižovat počet součástí, která ale vedla ke zvýšené složitosti jednotlivých obrobků. „Dostupnost 5osého obrábění následovaná 5osým současným obráběním tuto tendenci výrazně posílila. Ve skutečnosti se jednalo o vzájemnou závislost mezi trhem a technologií,“ vysvětluje Geißler. Výsledkem byly operace frézování s více osami, které získaly oporu nejprve v konstrukci prototypu a pak ve tvorbě nástrojů a forem zejména pro letecké konstrukce a postupně rovněž pro sériovou výrobu.
Zvláštní kouzlo 5osého obrábění spočívá v tom, že umožňuje výrobu s jedním nastavením a samozřejmě i s vyšší přesností, která s tím jde ruku v ruce, protože každé nové osazení stroje nástroji vyžaduje čas a peníze a vede nevyhnutelně ke ztrátě přesnosti. Dalším hlediskem je skutečnost, že se složité komponenty např. s příčnými vývrty a zářezy nedají hospodárně vyrobit na tříosém stroji.
Pětiosé obrábění rovněž zlepšuje kvality povrchu a zkracuje výrobní čas. To je možné jasně prokázat na příkladu sklopené plochy: zatímco tříosý stroj musí tuto plochu obrábět v malých řezných krocích, 5osé polohování může nástroj nastavit do polohy pod požadovaným úhlem, a plochu je tak možné obrobit odstraněním materiálu v jediném kroku. Pomocí pěti os je možné obrobek nastavit do všech poloh. Navíc je možné nástroje využít mnohem hospodárněji, protože jejich naklonění se stejnou rychlostí posuvu znamená, že lze využít dlouhé řezné vzdálenosti a tím snížit řezné síly.

Tendence k užití 5osého obrábění nepřetržitě pokračuje
Výhody jsou zřejmé a přesvědčily i uživatele. „Firma DECKEL MAHO Pfronten sama do dnešního data prodala na trhu dobrých 15 000 5osých strojů, a tím významně přispěla k pozici firmy DMG MORI jako předního světového výrobce a prodejce v oblasti 5osé technologie,“ říká Alfred Geißler.
A tendence k užití 5osého obrábění pokračuje. Rychlost, s níž firma DMG MORI zavádí inovace v této oblasti, zůstává trvale vysoká, jak to jasně dokazují rozličné kroky ve vývoji řady duoBLOCK®. Nejnovějším představitelem v tomto ohledu je čtvrtá generace DMC 125 U duoBLOCK®, která je vybavena rychlým měničem s otočným ložem v jeho standardním provedení k nastavení paralely k základnímu zpracovacímu času. Podle DMG MORI se zde tuhost zvýšila o 30 %. Současně došlo ke snížení spotřeby energie ve stejném rozsahu. „Veškerá periferie stroje nabízí enormní potenciál pro úsporu energie,“ doplňuje Alfred Geißler. Výkonná chladicí jednotka s příměsí studené vody místo zařízení, které je například trvale v činnosti, přináší výrazné úspory. Čerpadlo řezné kapaliny bude v budoucnosti vybaveno regulátorem rychlosti, a proto bude spotřebovávat jenom takové množství energie, které bude potřeba k vlastnímu obrábění.
Ke zvýšení flexibility 5osého frézovacího stroje a ke snížení obráběcích časů vývojáři změnili také konstrukci osy B. Opatřili ji většími ložisky, což zvýší tuhost o 20 %. Vedení vnitřního kabelu rovněž zajišťuje menší počet překážejících obrysů.
Postupně budou standardní stroje DMU a monoBLOCK® vybaveny novým vřetenem speedMASTER, které je výsledkem kooperace. Vysoký řezný výkon, dlouhá životnost a vysoká míra přesnosti díky velkým vřetenovým ložiskům, spolu s optimalizovaným utěsněním proti řezné kapalině, jsou nejvýraznější vlastnosti, které zde firma DMG MORI uvádí.
A jak výkonný ředitel firmy DECKEL MAHO vidí budoucnost? „Jako výrobce strojů má DMG MORI velmi malé pole působnosti tam, kde se jedná o zlepšení efektivní pracovní oblasti mezi řeznou hranou a obrobkem u 5osých obráběcích strojů. Zaměřujeme se spíše na procesní prostředí.“ Klíčovými slovy v této oblasti jsou účelová simulace, kolizní kontrola, programování a provoz. Společnost také pracuje na spojení procesů s řadou ULTRASONIC nebo LASERTEC. Posledním tématem v tomto ohledu je laserové strukturování nebo nový hybridní stroj LASERTEC 65 3D pro aditivní výrobu.
 

Publikováno: 5. 10. 2015 | Počet zobrazení: 2501 465