Kromě nástrojů se vyvíjí i firma

„Našimi hlavními zákazníky jsou v Česku působící špičkové strojírenské firmy, které mají mnohdy zahraniční centrály. To s sebou nese tvrdou konkurenci v podobě jejich dodavatelů nástrojů," říká Radek Švihálek, předseda představenstva společnosti Rotana.
Velké nástrojařské firmy mají u nás zpravidla obchodní zastoupení, ale ne vlastní výrobu, zatímco Rotana disponuje přímo výrobou ve Velkém Meziříčí. Pokud např. zákazník vznese požadavek, jsou k němu vysláni specialisté, schopni se orientovat v problematice přímo na místě a navrhnout možná řešení, což management Rotany vidí jako velice cennou výhodu.
„Technici ze zákaznických firem se většinou lépe domluví s námi. Zadají požadavky, na které se snažíme dodat nejvhodnější řešení. Navíc můžeme velmi rychle provádět změny či různé úpravy přímo v závislosti na konkrétním stavu. To nám dává možnost optimalizovat a požadovaný výsledek se rychle dostaví,“ konstatuje Radek Švihálek.
Zakázkové listy umístěné na boxech s přípravou pro výrobu nesou jména jako Aero Vodochody, Škoda Auto, Bosch Diesel, Honeywell Aerospace, Continental a další.  Tuto agendu však už v blízké budoucnosti čekají zásadní změny. V rámci dalšího rozvoje firmy nastupuje i digitalizace, která bude zahrnovat veškerou výrobní a technologickou dokumentaci, takže bude možné nejen dohledat veškeré detaily o každém konkrétním produktu, ale i rychle nastavit stroje pro opakovanou zakázku, přesně zreplikovat či upravit výrobní postupy apod.
Od letošního roku se podnik dočká i další významné změny, která opět posune jeho možnosti. V sousedství dosavadního výrobního objektu se dokončuje nová budova, do níž se od podzimu přesune vývojové pracoviště. Rotana tak získá moderní vývojové centrum, které, jak říká Radek Švihálek, bude využíváno pro vývoj vlastních nástrojů zejména na diamantové a CBN bázi. Tím dojde nejen ke zlepšení pracoviště vývoje, ale i k navýšení výrobních kapacit ve stávající budově.

„Tvrďáci“ z Vysočiny
Segmentem, na který se Rotana zaměřuje, jsou speciální nástroje, a to ne ledajaké - firma vyvíjí a vyrábí hi-tech nástroje z kategorie nesoucí označení „ultratvrdé“. Jak už název napovídá, oblastí jejich použití může být i aplikace u obtížně obrobitelných materiálů, jaké se používají např. v automobilovém, leteckém či kosmickém průmyslu pro obrábění titanu, Inconelu a kompozitů nejrůznějších typů. Tyto progresivní materiály jsou těžkoobrobitelné běžnou konvenční technologií, ale nástroje, které Rotana vyrábí, si s nimi díky implementaci nejvyspělejších technologií dokážou poradit. Jde o složitý proces, kde hrají svoji roli nejen materiálové substráty, ale především správná volba koncepce geometrie s optimálně zpracovanou mikrogeometrii.
Proč právě ultratvrdé nástroje? Portfolio obrábění se mění, konstatuje Pavel Smejkal, vedoucí TPV, místo klasické oceli nastupují netradiční pokročilé materiály, hliník začínají suplovat kompozity a speciální plasty, a tomu odpovídají i změny ve strojním a nástrojovém vybavení firem. A tyto nové špičkové stroje a technologie nejvíce využívají průmysloví výrobci, kteří se nebojí investovat do moderních technologií.
Samozřejmě ani Rotana nestojí stranou tohoto trendu a investovala nemalé prostředky do moderního vybavení, které ji umožňuje zůstat na špici. Například laserové obrábění, technologie, kterou firma pořídila jako jedna z prvních, se uplatňuje zejména u materiálů CVD-D (Chemical Vapor Deposition of Diamond). Jsou vyráběné kondenzací uhlíkových par na speciálním substrátu. Svými vlastnostmi jsou u některých aplikací téměř identické s přírodními diamanty. Vzhledem k požadované kvalitě řezných hran je lze obrábět právě pouze laserem. Tento hi-tech řezný materiál neobsahuje žádné externí pojivo, což ovlivňuje mikrogeometrii řezné hrany, která se projeví zvýšenou trvanlivostí řezného nástroje, ale i výslednou kvalitou obrobených ploch.
Nástroje s ultratvrdou řeznou hranou z materiálu na bázi diamantu (kromě již zmíněného CVD-D), také polykrystalické diamanty (PKD vyráběné fúzním slinováním diamantového prášku s vhodným pojivem) či další materiály této kategorie - kubický nitrid bóru (CBN - plně syntetický materiál, který je po diamantu nejtvrdší známou látkou) umožňují aplikaci zcela nových řezných strategií. Díky nim lze výrazně zvýšit produktivitu obrábění, minimalizovat počet výrobních operací a dosáhnout enormní trvanlivosti nástrojů i zlepšení výsledné kvality povrchu obrobených ploch.

Špičkové stroje a technologie pro hi-tech výrobu
Samotný výrobní program zahrnuje čtyři hlavní skupiny, pro které jsou používány špičkové moderní technologie, obvykle dedikované pro danou skupinu nástrojů. Tyto skupiny tvoří: výkonné rotační a stacionární nástroje na bázi diamantu nebo CBN a speciální stopkové frézy a vrtáky z monolitního slinutého karbidu. Kolekci výrobního portfolia pak doplňují atypické břitové destičky a atypické soustružnické monolitní nástroje.
A jakousi pomyslnou „třešničkou na dortu“, dokumentující schopnosti a extrémní preciznost pracovníků Rotany, jsou mikronástroje pro frézování nebo soustružení a obrábění otvorů, vyráběné v rozsahu průměrů 0,1-0,3 mm s různou geometrií špičky nebo se speciální mikrogeometrii s přesností ± 1 mikrometr.
Pro výrobu a opracování mikronástrojů slouží CNC brousicí centrum TTB Evolution švýcarské firmy TTB Engineering. Pro precizní laserové operace je k dispozici hned celá sada hi-tech zařízení, jako např. přesná laserová řezačka pro vyřezávání ultratvrdých segmentů, špičkové laserové centrum EWAG s pikosekundovým laserovým paprskem pro zhotovování přesného tvaru břitů a 3D utvařečů a také vysokofrekvenční laserové popisovací zařízeni pro značení na stopce nástroje. Výrobní zařízení doplňuje i řada vysoce přesných měřicích a kalibračních systémů umožňujících detailní zobrazení nástrojů i materiálů pro jejich výrobu včetně jejich struktury v mikroskopickém rozlišení.
Ke spolehlivému přichycení tenkých plátků z ultratvrdých materiálů a jejich upevnění v přesné pozici je určena vakuová pec, kde se tyto prvky pájí na tělo nástroje. Optimální vrstvu pájky a řízený proces zahřívání i ochlazování zajišťuje rovnoměrný spoj bez nečistot či mikrobublinek, který je zásadní pro kvalitu nástroje. Finální úprava mikrogeometrie řezných hran je opět záležitostí laseru. Právě tato fáze je doslova mistrovským kouskem a výkladní skříní práce specialistů Rotany, protože i minimální změna úhlu má zásadní vliv na řezné parametry i životnost nástroje, takže záleží doslova na každém mikrometru - což samozřejmě opět vyžaduje extrémně přesná zařízení.  
Nástroje jsou vytvářeny v úzké spolupráci s budoucím uživatelem. Jejich výroba začíná po odsouhlasení všech parametrů zákazníkem, na jejich vývoji se podílejí nejen zkušení specialisté Rotany, ale i externí odborníci. Firma má dlouhodobou spolupráci s ČVUT v Praze a spolupracuje rovněž s odborníky z VUT v Brně. Od roku 2016 spolupracuje na tříletém výzkumném projektu Trio, kde má mj. zažádáno i o patent.

Nakročeno do budoucnosti
Kromě vývoje nástrojů jako takových se ovšem vyvíjí i samotná firma. Proces postupné, leč radikální transformace na vysoce konkurenceschopný moderní podnik 21. století začal zhruba před rokem. Všechny nové stroje, které nyní Rotana pořizuje, mají už určitou míru automatizace, např. robotické zakládání, pásové zakladače apod., aby bylo možné je v budoucnu propojit. Ale to rozhodně není konečný stav, se kterým by se ve firmě spokojili, jejich ambice míří mnohem dále.
„Chtěli bychom z firmy postupnými kroky vytvořit koncept digitální továrny. Nechali jsme si zpracovat analýzu od fakulty robotiky VUT v Brně s cílem koncipovat v počáteční fázi první tři výrobní operace v procesu výroby nástroje jako autonomní robotizovanou buňku, bez zásahu lidské ruky. Koncepční návrh autonomní automatizované výrobní buňky technické přípravy polotovaru pro výrobu kvalitních nástrojů, jak zní oficiální název projektu, je budoucností naší výroby. Ve zkratce je to o tom, že bychom chtěli naši kusovou výrobu dostat na úroveň produktivity současné sériové výroby,“ vysvětluje Radek Švihálek.
„Jde o první základní operace, které jsou jednak automatizovatelné, a jednak dobře měřitelné, aby bylo možné procesy efektivně řídit, což je podmínka pro automatizaci s vysokou mírou autonomie, jakou chceme docílit," dodává Pavel Smejkal s tím, že následně jsou plánovány i další návaznosti, jako např. příslušné softwarové vybavení, možnost automatického plánování výroby včetně digitalizace dokumentů apod. Do Ganttova diagramu v MES systému řízení výroby by se zadávaly jednotlivé výrobní buňky a zakázky s detailními parametry týkajícími se produktu, použitého materiálu či alternativních materiálů, a v jakém množství, apod.
I když se to zdánlivě jeví jednoduše, jde o velmi komplikovanou a náročnou záležitost zahrnující proces dělení materiálů, řadu parametrů a faktorů, které je nutno optimalizovat pro efektivní a spolehlivý výrobní proces, jako rozsahy upínání, koncové efektory apod.
Buňka řízená MES systémem automaticky přiřazuje nové zakázky, zjistí dostupnost pro ně požadovaných materiálů a zajistí je z automatizovaného skladu. Přijme novou zakázku a podle požadavků na konkrétní produkt si automaticky změní koncový efektor. Když má nadefinovány všechny potřebné parametry, zahájí výrobu, jejímž výsledkem je polotovar připravený pro pracovníka, který má na starosti finální výrobu.
„Nejtěžší je vše detailně popsat a zanést do systému, protože ne každý je schopen sdělit své pracovní know-how do nejmenších podrobností, a to včetně všech možností, které mohou vzniknout pro různé eventuality. A neméně náročné je tyto zkušenosti zadefinovat do programu," konstatuje Pavel Smejkal. Netýká se to zdaleka jen nejobtížnějších procesů, jako je např. 5osé obrábění s proměnlivou geometrií brusného kotouče, který postupně ubývá.
V každém případě by to mělo umožnit zvýšit produktivitu o 30-35 % se stejným počtem zaměstnanců, kterým by byl umožněn přesun na vyšší úroveň specializace a využít je na náročnější úkoly. „Chtěli bychom naše zaměstnance posunout ze současných pozic do pozic spíše inženýrských. Přípravné operace by obstarávaly automaty, ale i následující operace, které dnes zajišťují lidé, plánujeme postupně zautomatizovat. To je, vzhledem k tomu, že jde o náročnější operace, zatím složitější - například u broušení nakulato je nutno precizně naprogramovat mnohem více úkonů. Předpokládá to také mnohem vyšší spolupráci s dodavateli, včetně možnosti nahlížet do jejich skladů, aby bylo možné řídit a automatizovat objednávky materiálů. Proto se Rotana snaží dodávat k zákazníkům automatické výdejní skříně nástrojů, tzv. toolbox, umožňující lepší kontrolu výdeje nástrojů a tím i plánování výroby nástrojů na základě reálné spotřeby. To už nyní umožňuje plánovat větší sériovost a využití výrobních kapacit až na půlroční období, a namísto několikakusové zakázky rozběhnout výrobu větší série a dodávat nástroje postupně podle potřeb zákazníků. A také, pokud přijde malosériová zakázka, pomocí automatizované buňky v závislosti na jejím kapacitním vytížení vyrobit požadované nástroje podle již dříve zadefinovaných parametrů.

Josef Vališka, Velké Meziříčí

Publikováno: 30. 8. 2018 | Počet zobrazení: 1615 337