Jak zvýšit produktivitu pomocí CNC soustruhů s dvojnásobným vřetenem

Současné obrábění: Klíčová výhoda z hlediska produktivity Dvojsouvové CNC řezárny

Eliminace neobráběcího času prostřednictvím současných operací na přední i zadní straně

Soustruhy CNC se dvěma vřeteny skutečně zvyšují produktivitu, protože dokážou současně obrábět obě strany součásti bez nutnosti více nastavení. Zatímco na jedné straně probíhá čelní obrábění nebo vyvrtávání, druhé vřeteno provádí vrtání, řezání závitů nebo soustružení na opačném konci. Tím se úplně eliminuje čas, který by jinak byl ztracený při ručním přemísťování součástí mezi jednotlivými operacemi. U složitých kulatých součástí, jako jsou ty používané v hydraulických systémech nebo letadlových ventilech, tyto stroje snižují prostoj přibližně o 70 % ve srovnání se tradičními jednovřetenovými stroji. Výsledkem je lepší využití času stroje a nepřerušovaný průběh obrábění.

Měřitelné zisky: cyklové časy jsou o 40–60 % kratší než u jednovřetenových soustruhů při středně velkých sériích leteckých a lékařských tvarovek

Pokud jde o výrobu šarží o velikosti mezi 100 a 5 000 díly, stroje se dvěma vřeteny mohou zkrátit cyklové časy o 40 až 60 procent. U leteckých aplikací se u těchto ventilů, jejichž vnitřní i vnější povrchy musí být dokonale zarovnány, dosahuje zvýšení rychlosti výroby přibližně o 55 %. U lékařských implantátů s komplikovanými tvary na více osách se celkový čas obrábění sníží přibližně o 48 %. Důvodem těchto zisků je absence dodatečných kroků nastavení a menší počet přerušení kvůli výměně nástrojů. To se přímo promítá do úspor přibližně 30 % na jednotlivý díl v odvětvích, kde je na prvním místě přesnost. Mluvíme o oborech, ve kterých je považováno za běžnou praxi dosahovat přesnosti měření pouze v rozmezí ±0,02 mm.

Přesná synchronizace vřeten pro konzistentní výstup s vysokou tolerancí

Koordinace osy W a adaptivní řízení v reálném čase zajistující opakovatelnost mezi vřeteny s přesností lepší než 0,01 mm

Dosahování konzistence na úrovni mikronů je možné díky integraci koordinace osy W s adaptivními řídicími systémy v reálném čase. Systém spoléhá na vysoce rozlišené kódrovače, které posílají polohová data do uzavřených regulačních obvodů. Tyto systémy neustále kompenzují například průhyb nástroje, problémy způsobené tepelnou roztažností a jakékoli posuny v zarovnání. Tím se dosahuje opakovatelnosti mezi vřeteny pod 0,0013 mm v celém rozsahu. Pro řízení teploty je používáno kapalné chlazení, které udržuje provozní teplotu všech komponent přibližně na 20 °C s tolerancí pouze ±1 °C. To zabrání nepříznivým rozměrovým změnám způsobeným tepelnou roztažností během obráběcích procesů. Taková přesná regulace je naprosto nezbytná při výrobě součástí, které musí splňovat přísné normy, jako jsou AS9100 nebo ISO 13485 v oblasti geometrických specifikací (GD&T).

Potlačení vibrací a tepelného posunu za účelu zachování souladu s požadavky GD&T během dlouhodobých neobsazených provozních cyklů

Při provozu strojů po dlouhou dobu bez lidského dozoru musí výrobci přímo řešit problémy s vibracemi a tepelným posuvem, neboť tyto jevy jsou hlavními příčinami problémů s geometrickou přesností (GD&T). Nejnovější zařízení kombinují robustní konstrukci se systémy pro monitorování vibrací, které detekují vysokofrekvenční vibrace nad 15 kHz a začínají je vyvažovat ještě předtím, než se jakýkoli pohyb zhorší na více než 0,007 mm. Chytrý software sleduje v reálném čase zatížení vřetene a podle potřeby upravuje rychlosti podávání, čímž udržuje povrchy hladké až na Ra 0,4 mikrometru i po 22 hodinách nepřetržitého provozu. V praxi to znamená přibližně o třetinu menší rozptyl rozměrů ve srovnání se staršími metodami, takže součásti trvale splňují specifikace bez nutnosti stálého dozoru a ručních úprav po celou noc.

Bezproblémová integrace automatizace pro výrobu bez přítomnosti personálu („lights-out manufacturing“)

Ganitové nakladače, paletové systémy a skladovací systémy umožňující 22hodinový neobsluhovaný provoz

Když jsou ke dvouvřetenovým CNC soustruhům přidány mostové nakladače, paletové systémy a zásobníky pro sčítání dílů, promění se tyto stroje v úplně autonomní výrobní buňky, které mohou spolehlivě pracovat po dobu přibližně 22 hodin bez nutnosti dozoru člověka. Tyto různé komponenty automaticky zavádějí surové polotovary, přemísťují obrobky z jednoho vřetena na druhé a řadí hotové výrobky do vhodných skladovacích kontejnerů. Toto uspořádání eliminuje veškeré ruční manipulace vyžadované u tradičních zařízení a snižuje frustrující doby prostojů, kdy nedochází k žádné činnosti. Výsledkem je téměř nepřetržitá obráběcí činnost, která obvykle zvyšuje celkovou účinnost vybavení o 30 až 50 procent oproti ručním procesům. Pro průmyslové odvětví, které zpracovává složité směsi různých dílů a vyžaduje velmi přesné výrobní postupy – například výrobu lékařských implantátů nebo hydraulických přípojek – má tento typ automatizace skutečný smysl, protože výrazně snižuje náklady na práci a zároveň zajišťuje stálou kvalitu výstupu ve všech šaržích.

Funkce komponentů pro automatizaci:

• Mostové nakladače : Umístění suroviny s přesností na mikrometry pro zapojení vřetene při první operaci
• Přepravní paletové systémy : Zajištění vyrovnávacího stání pro plynulý přenos mezi operacemi na přední a zadní straně
• Skladovací systémy : Automatizace třídění, skládání a správy kontejnerů pro hotové díly

Strategické uplatnění: Při dvouvřetenovém stroji Cnc soustruh Zajišťuje maximální návratnost investic

Pro společnosti vyrábějící složité rotační součásti v rozumných objemech se opravdu vyplácí používat CNC soustruhy se dvěma vřeteny. Tyto stroje skvěle slouží například pro výrobu leteckých komponent, těles hydraulických ventilů a dílů lékařských implantátů, které vyžadují vysokou přesnost. Jejich zvláštnost spočívá v tom, že úplně eliminují zdlouhavé ruční manipulace mezi jednotlivými obráběcími operacemi. Samotná tato úspora může podle odvětvových údajů zkrátit dobu cyklu o 40 až 60 procent. Při propojení s automatizovanými systémy mohou tyto stroje pracovat téměř dvě plné dny bez nutnosti zásahu obsluhy. Většina výrobců zjišťuje, že se investice nejrychleji vrátí při výrobě šarží nad 500 kusů. Nastavení je mnohem rychlejší, nástroje mají delší životnost díky efektivnějšímu využití a dochází také k výraznému snížení nákladů na práci. Obvykle se navýšené počáteční náklady vrátí již během 18 až 24 měsíců, a to v závislosti na výrobním objemu a míře dosažených zlepšení v efektivitě.

Často kladené otázky (FAQ)

Co je CNC soustruh se dvěma vřeteny?

Dvouvřetenový CNC soustruh je obráběcí nástroj, který umožňuje současné zpracování obou konců obrobku, čímž zvyšuje produktivitu a zkracuje dobu cyklu.

Jak dvouvřetenový CNC soustruh zvyšuje účinnost?

Tím, že obrobek obrábí najedou na obou stranách, dvouvřetenové CNC soustruhy snižují potřebu více nastavení a minimalizují prostoj přibližně o 70 % ve srovnání s tradičními soustruhy.

Jaké průmyslové odvětví těží z využití dvouvřetenových CNC soustruhů?

Významně z těchto strojů těží odvětví jako letecký a kosmický průmysl, zdravotnictví a výroba díky přesnosti, rychlosti a cenové efektivitě, které tyto stroje poskytují.