Nové provedení CNC soustruhů OKUMA série GENOS

Pro první sérii strojů v této kategorii zvolila firma OKUMA označení řeckým slovem „γϵvoç“, psáno latinkou GENOS, což znamená potomstvo. Jak uvidíme z následujícího výčtu typových řad a jednotlivých typorozměrů těchto strojů, OKUMA byla při vývoji svého potomstva velmi plodná.
Tradiční přednosti CNC strojů od firmy OKUMA zůstaly ovšem zachovány. Základem je tuhá skříňová konstrukce nosné struktury stroje. Neméně důležitá je vlastní výroba řídicích systémů, elektromotorů, pohonů a přímého odměřování. Kombinace těchto stavebních prvků tvoří základ pro dosažení vysoké výrobní přesnosti. Navíc optimální komunikace mezi součástmi pohonů umožňuje strojům dosažení vysokých úběrů materiálu. OKUMA však myslí ještě dále. OSP Suite je snadno ovladatelný řídicí systém umožňující individuální nastavení zobrazení s možností přepínání zobrazovaných oken dle aktuálně vykonávané činnosti. Systém podporuje přípravu výroby, inženýrské výpočty a monitorování údržby stroje. Bonusem pro uživatele jsou inteligentní funkce strojů OKUMA. Dlouhodobou stabilitu a opakovatelnost přesnosti výroby zaručuje systém Thermo Friendly Concept. Staví na konstrukčním provedení nosné soustavy strojů podmiňující řiditelnost teplotních deformací stroje při proměnlivých teplotních stavech. Stabilita vzájemné polohy nástroje a obrobku je pak násobena kompenzačním systémem tepelných deformací. Samozřejmostí vybavení strojů OKUMA se stal antikolizní systém fungující jak v ručním, tak v automatickém režimu stroje. Další inteligentní funkce - Machining Navi - umožňuje operátorovi vyhledat optimální řezné podmínky pro daný případ obrábění. Velmi účinně potlačuje samobuzené chvění při operacích soustružení, řezání závitů i frézování.

Série GENOS
Modely série GENOS si od svého uvedení na trh v roce 2010 získaly ve světě vynikající pověst jako stroje vysoké přesnosti a produktivity, splňující požadavky zákazníků očekávané od této třídy obráběcích strojů. Při poslední inovaci v roce 2017 byly zavedeny dvě třídy soustruhů L100II-e a L1000-e, obojí v několika délkových variacích. Do „stovkové” třídy L100II-e patří typy L250II-e a L400II-e. Do „tisícové” třídy L1000-e patří typy L2000-e a L3000-e. Tabulka 1 udává stručný přehled nového provedení modelů série GENOS.

Tab. 1 ZDE

Modely GENOS L250II-e a L400II
Modely L250II-e a L400II-e jsou CNC soustruhy s jedním vřetenem a suportem. Maximální otáčky vřetena jsou 4500 min-1, respektive 3000 min-1, nástrojová, revolverová hlava V8/V12 pojme 8 nebo 12 nástrojů. Koník se přestavuje ručně. Model L250II-e se vyrábí v točných délkách 290 a 500 mm. Model L400II-e má točné délky 500 a 1100 mm. Viz. obr. 1.
 
Model GENOS L250II-e
Konstrukce těchto strojů zůstala při poslední inovaci z větší části zachována. Došlo však ke změně v uspořádání pohonů os X a Z. Na starších modelech byl mezi motorem a kuličkovým šroubem vložen řemenový převod. Nové modely jsou poháněny motorem umístěným přímo na kuličkovém šroubu.
Kromě toho byla upravena konstrukce vřetena a zlepšeny parametry jeho pohonu. Suport má nový model servopohonu. Jak ukázaly testy, nové provedení soustruhu je přesnější. Zvýšila se kapacita nádrže mazacího oleje. Snížila se šířka stroje díky redukci koníku, jinému umístění hydraulické jednotky a menším rozměrům CNC skříně.

L250II-e
Model L250II-e je vybaven 8palcovým sklíčidlem. Vzdálenost mezi hroty je 290 nebo 500 mm. Oběžný průměr nad ložem je 520 mm, nad suportem 400 mm. Osa X má pojezd 160 mm a rychloposuv 25 m/min. Osa Z: 330 mm / 30 m/min. Na obou osách byl rychloposuv zvýšen o 5 m/min. Vřeteno je poháněno elektromotorem s frekvenčním měničem. Maximální otáčky jsou 4500 min-1. Přední konec vřetena je typu JIS A2-6 s průměrem předního ložiska 100 mm. Vrtání vřetena je 66 mm. Motor o max. výkonu 11 kW zaručuje krouticí moment 125 Nm. Nástrojová hlava má kapacitu 12 nástrojů a indexovací čas 0,3 s. Koník se přesouvá manuálně. Pinola je 70 mm v průměru a umožňuje vysunutí 80 mm. Upínací kužel je typu MK4 (Morse kužel) pro vzdálenost mezi hroty 250 mm nebo alternativně MK5 pro VMH 500 mm.
CNC soustruh GENOS L250II-e má vysokou, dlouhodobou stabilitu obráběných rozměrů díky aplikaci Thermo Active Stabilizer-Construction (TAS-C) zahrnuté do standardního provedení. Zastavěná plocha včetně nádrže na chladicí kapalinu činí 1482 x 1843 mm, výška stroje je 1620 mm. Stroj váží cca 2900 kg. Detail pracovního prostoru je zobrazen na obr. 2. Uspořádání základních uzlů obou modelů vidíme na obr. 3.
 
Detail pracovního prostoru modelů GENOS L250II-e a L400II-e
Tuhé uložení vřetena v předepnutých ložiskách NN30K, kombinovaných vpředu s párem kosoúhlých ložisek pro zachycení axiálních sil, zaručuje vysokou přesnost výroby. K tomu přispívá skříňová konstrukce lože a tuhá konstrukce nástrojové části soustruhu. Řemenový převod tlumí přenos vibrací z motoru na vřeteno.
 

Uspořádání strojů GENOS L250II-e a GENOS L400II-e
Jako příklad dosažitelné, nikoli zaručené, přesnosti obrábění na L250II-e plného, letmo upnutého obrobku průměru 52 mm, vyloženého 40 mm z čelistí sklíčidla, uvádíme: odchylka kruhovitosti max. 0,7 μm, nepřesnost vnějšího průměru max. 0,8 μm a nepřesnost čela max. 0,7 μm. Řezné podmínky: materiál obrobku nástrojová ocel, t = 0,05 mm, f = 0,05 mm/ot, řezná destička TNGA 160404.
Výkonnost stroje je možno posoudit z příkladu: obrábění letmo upnutého obrobku za podmínek: v = 150 m/min, n = 900 min-1, t = 5 mm, f = 0,5 mm/ot, D = 53 mm, vyložení obrobku z čelistí 50 mm. Materiál S45C, řezná destička CNMM120408N-MP, vyložení nože 35 mm.

L400II-e
Model L400II-e je řešen obdobně jako L250II-e. Stroj je určen k těžším soustružnickým operacím. Má sklíčidlo 10 nebo 12 palců, vzdálenost mezi hroty 500 nebo 1100 mm. Oběžný průměr nad ložem je 520 mm, nad suportem 400 mm. Rozsah otáček vřetena je 25-3000 min-1. Stroj vyniká vysokým krouticím momentem až 570 Nm. Konec vřetena je typu JIS A2-8. Hlavní přední ložisko je 120 mm v průměru. Vrtání vřetena je 80 mm. Nástrojová hlava pojme 12 nástrojů. Rychloposuv v ose X je 25 m/min, v ose Z 30 m/min. Koník se přestavuje manuálně o max. 100 mm. Pinola má průměr 90 mm.
Oproti staršímu modelu L400-e, má nový model L400II-e zvýšeny hodnoty rychloposuvů o 5 m/min. Uspořádání pohonů os X a Z bylo rekonstruováno stejně jako u modelu L250II-e. Koncepce stroje je prakticky stejná jako u L250, takže platí informace na obr. 3. Průchodnost třísek byla u tohoto modelu zvýšena dvakrát. Standardní provedení stroje zahrnuje aplikaci Thermo Active Stabilizer-Construction (TAS-C).
Pohon vřetena je k dispozici ve dvou provedeních: standard a high-torque. Varianta high-torque má zvětšený průměr hnací řemenice (viz. obr. 4). K zachycení vyšších hnacích i řezných sil a udržení přesnosti soustružení je zvoleno tuhé uložení vřetena. Toto provedení stroje je vhodné k vysoce výkonnému obrábění.
 

Schéma uložení vřetena GENOS L400-e
Stroje GENOS L250II-e a L400II-e jsou připraveny k napojení mechanizačních a automatizačních mechanizmů, jak ilustruje obr. 5.
Obr. 5 Příklad propojení zakladače a CNC soustruhu GENOS L250II-e

Modely GENOS L2000-e a GENOS L3000-e
Na modelech „tisícové” třídy tj. GENOS L2000-e a L3000-e byly uplatněny dvě zásadní konstrukční novinky: elektrovřeteno a NC koník přestavitelný kuličkovým šroubem. Elektrovřeteno zjednodušuje pohon, NC koník ulehčuje a zrychluje seřízení stroje.
Výběr parametrů obou modelů uvádí Tab. 2. Svojí koncepcí jsou tyto modely jednovřetenové CNC soustruhy s jednou nástrojovou hlavou. Navazují tedy na modely „stovkové“ třídy. Liší se ale podstatně vybavením nástrojové části a typem koníku. Model L2000-e (L) má hlavu V12 s 12 soustružnickými nástroji. Model L2000-e (M) má multitasking nástrojovou hlavu VDI, která pojme až 12 nástrojů soustružnických nebo poháněných, vrtacích či frézovacích. Vedení NC os obou modelů je kluzné. Stroje jsou velmi kompaktní. Jejich půdorysná plocha je pouze 2,7 resp. 3,8 m2.

Tab. 2 ZDE

Koncepční řešení nosné struktury obou modelů ukazuje obr. 6. Jak je vidět z porovnání obr. 3 a 6, stroje obou tříd L100II-e a L1000-e jsou koncepčně i konstrukčně podobné. Hlavní konstrukční rozdíl je v použití elektromotoru u modelů třídy L100II-e a elektrovřetena a NC koníku na strojích třídy L1000-e. Výkonové charakteristiky elektrovřetena jsou na obr. 7.

Nosná struktura CNC soustruhů GENOS L2000-e a L3000-e

Výkonové charakteristiky elektrovřetena centra GENOS L2000-e

Obsluha a údržba vany na procesní kapalinu je v novém provedení strojů L2000-e a L3000-e usnadněna možností vysunout jednoduše celou vanu mimo stroj. Na obr. 8 je znázorněno vysunutí směrem dozadu. Alternativně lze vanu vysunout do strany.

Oddělitelná, výsuvná vana na procesní kapalinu
Modely GENOS L2000-e a L3000-e mohou být vybaveny řadou inteligentních funkcí, jak již byly vyjmenovány v přehledu Tab. 1. Především Thermo Friendly Concept přináší velké zlepšení trvale udržitelné přesnosti výroby za proměnlivých teplotních podmínek. Zkoušky ukazují, že obráběné průměry lze udržet v rozmezí 10 µm při kolísání teploty okolí o 8 °C.

Závěr
Každý stroj z rodiny CNC soustruhů a soustružnických center firmy OKUMA vyniká komplexním přístupem konstruktéra, který hned při úvahách o koncepci nosné struktury stroje myslí nejen na výslednou tuhost a přesnost stroje, ale i na efektivnost stabilizace tepelných deformací. Volba konstrukce vřetena, saní a jejich vedení, volba nástrojové části stroje a koníku je vedena snahou o jednoduchost provedení, jeho spolehlivost a snadnou ovladatelnost stroje v provozu.
Třískové hospodářství se řídí zásadou rychlého odchodu třísek mimo stroj a současně i snadné údržby. Totéž platí i o systému provozních kapalin. Stabilizace tepelných deformací, antikolizní systém, antivibrační systém, optimalizace servořízení a nakonec i dotyková obrazovka, činí stroj skutečně inteligentní a uživatelsky velmi příjemný. Výčet dobrých vlastností ještě uzavírá tradiční pečlivé provedení strojů z dílny OKUMA.

Ing. Ondřej Svoboda, Misan

Publikováno: 28. 6. 2018 | Počet zobrazení: 2072 395