infocube - kovoinzert 2/06

Představujeme
Mimořádný soulad
Vysoká disponibilita, implicitní přesnost a hospodárnost – to jsou tři důvody,
proč firma BRP-Rotax sází na brusky Junker. Díky realizaci poslední investice je
možné flexibilní vyvážení výrobních kapacit
Vysoká disponibilita, implicitní přesnost
a hospodárnost – to jsou tři důvody, proč
firma BRP-Rotax sází na brusky Junker. Díky
realizaci poslední investice je možné flexibilní
vyvážení výrobních kapacit.
T
F
E
W
Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Junkerstr. 2
77787 Nordrach Germany
+49 (0)7838 84-0
+49 (0)7838 84-302
[email protected] www.junker-group.com
Dnes je to spíše pravidlo než výjimka:
Svůj díl na úspěchu renomovaných značek a
produktů mají i subdodavatelé, kteří jsou sice
méně známy než samotní výrobci, ale bez jejich
technologického a výrobního know-how by tyto
produkty neexistovaly, alespoň ne ve stávající
kvalitě a výkonu.
Spalovací motory jsou pro tento jev dobrým příkladem. Firma BRP-Rotax vyvíjí a vyrábí
v rakouském Gunskirchenu spalovací motory,
určená pro použití v oblasti tzv. volnočasových
aktivit. Jde o dvoudobé a čtyřdobé motory pro
tzv. terénní vozidla ATV (All Terrain Vehicles), pro
sněžné skútry (Ski-Doos), pro rychlé vodní skútry
(Sea-Doos), pro motokáry a motocykly, mimo
jiné značek BMW a Aprilia.
Obrázek 1: Dvojí funkce: Dokončovací broušení klikových a vačkových hřídelí na jednom stroji
Hlavní části motoru, klikové a vačkové hřídele,
vyrábí firma BRP-Rotax ve vlastní režii, stejně jako
nejdůležitější hliníkové díly, např. motorovou
skříň a hlavy válců. Ročně opouští závod 230.000
kusů motorů, kromě vývoje, výroby a montáže,
se firma zabývá i testováním svých produktů ve
vlastních zkušebnách.
6
Nároky jako v automobilovém průmyslu,
ovšem při nižším počtu kusů
O tom, že standardy kvality, zavedené ve firmě
BRP-Rotax, se v žádném ohledu neliší proti standardům běžným v automobilovém průmyslu,
je přesvědčen pan Friedrich Paschinger, který je
u firmy Rotax zodpovědný za plánování investic:
„Naše motory dosahují výkon až 110 kW na litr
objemu, při otáčkách až 16000 min-1.“
Základní pravidlo, že systém je jen tak dobrý,
jak to připouští součet chyb jeho jednotlivých
komponentů, zpřísňuje požadavky na tyto vysoce výkonné agregáty.
Z tohoto důvodu musí každý komponent
motoru dlouhodobě vyhovět předepsaným
funkčním požadavkům. Například kvalita jednodílných výkovků klikových hřídelí začíná u kvalitního zušlechťovaného materiálu. Dále pokračuje
přes tepelnou úpravu pomocí induktivního kalení a končí vysokými požadavky na konečné obrábění těchto dílů na bruskách s CBN kotouči.«
Pro broušení klikových a vačkových hřídelí
(obrázek 1) vsadila firma BRP-Rotax na brousicí
stroje výrobce z německého Schwarzwaldu, na
firmu Erwin Junker. Dva stroje ›Jucrank‹- pro
obrábění klikových hřídelí a jeden stroj ›Jucam‹pro obrábění vačkových hřídelí, poskytují ve
firmě již několik let neocenitelné služby. V roce
2000, kdy se započalo s obrábění kovaných klikových hřídelí, dokázaly stroje z Nordrachu, že
je možné realizovat veškerá brousící zadání na
zdvihových čepech a na hlavních ložiskách klikových hřídelí na jedno upnutí a na jednom stroji.
K tomu bylo nutno připočíst i výhody týkající se
kvality. O nic méně důležitá byla i skutečnost, že
pro ekonomické rozdělení brousících zadání na
dva stroje – což je u velkosérií v oblasti automobilového průmyslu běžnou praxí – byly výrobní
dávky konstrukčně stejných hřídelí prostě příliš
malé. Také dnes se výrobní dávky od 100 do
maximálně 5000 dílů plynou flexibilně do výroby,
která je tomu uzpůsobena.
Automatizace umožňuje obsluhu více
strojů
Protože je přísun komponentů motorů na montážní pásy vyrovnáván pouze pomocí malého
skladu, klade firma BRP-Rotax velký důraz na
vysokou technickou disponibilitu stroje a na
vypracované, bezpečné brousící procesy s hodnotami cpk, které v závislosti na zkoušeném
atributu činí 1,33 nebo 1,67. Expert firmy Rotax
Představujeme
v oblasti měřící techniky, pan Michael Edler,
je přesvědčen, že jen tak je možné provozovat ekonomicky výhodný, automatizovaný a převážně soběstačný, strojový park:
„V rámci investičního rozhodování klademe
velký důraz na schopnosti strojů a na procesní
schopnosti, a to i s ohledem na automatizaci.
Brousicí stroje Junker jsou vybaveny portálovými zakladači značky Frai, k zakládání do
stroje dochází průzorem v horní části stroje.
Pro kontrolu po skončení procesu a v průběhu procesu jsou stroje vybaveny měřícími
systémy Marposs. Firma Junker nabízí pro tato
měřidla vhodná rozhraní, která se prostřednictvím řízení stroje programují a kontrolují.
Tímto způsobem obsluhuje jeden pracovník
tři až čtyři stroje.“ Protože vyráběné produkty
v celoročním srovnání zaznamenávají z části
výrazné špičky v poptávce, vyrábí se současně různé typy klikových a vačkových hřídelí
v různých počtech kusů. Důsledkem toho bylo
nevyvážená vytížení obou strojů pro broušení klikových hřídelí a na stroji pro broušení
vačkových hřídelí. Tato situace se v polovině
minulého roku vyostřila v důsledku stoupající
poptávky – firma BRP-Rotax zaznamenává již
několik let dvoumístné hodnoty meziročních
nárůstů – ve formě nedostatečné kapacity při
dokončovacího broušení.
Řešení tohoto problému byl nákup čtvrtého,
flexibilního stroje Junker, což vysvětluje pan
Friedrich Paschinger následujícím způsobem:
„Kolísavá poptávka po rozdílných typech
motorů vedla k tomu, že jsme dočasně potřebovali 1,4 brusky na vačkové hřídele a 2,6
brusek na klikové hřídele, v jiných fázích jsme
potřebovali 2 brusky na vačkové hřídele a
2 brusky na klikové hřídele. Společně s fir-
Firma BRP-Rotax při přejímce stroje vyžaduje dokumentaci dodržení specifikace systému; zleva:
Uwe Sonntag (Junker), Friedrich Paschinger (BRP-Rotax), Günther Wagner (BRP-Rotax) a
Michael Edler (BRP-Rotax)
mou Junker jsme našli vhodné řešení pro
flexibilní vyrovnání takových kolísání v kapacitě. Nový stroj na bázi Jucrank 6S umí kompletně brousit na jedno upnutí, jak klikové
hřídele, tak i vačkové hřídele. Tato flexibilita nám pomáhá hned dvěma způsoby. Za
prvé by každý další monofunkční stroj vedl
ke vzniku nevyužitých kapacit, zatímco za stávající situace je stroj plně vytížený. Za druhé
ušetříme tímto další investici. V současnosti obrábíme polotovary pro broušení vačkových hřídelí frézováním. V budoucnu budeme
v případě nedostatečné kapacity frézky schopni realizovat broušení vačkové
hřídele nahrubo také na brousicím stroji. Tímto způsobem
budeme v budoucnu schopni při
plánování výroby lépe udržovat
vyváženost mezi jednotlivými
operacemi a stroji. „
Rychlá přestavba stroje je
požadována u prototypů
a u F1.
Přejímku stroje ›Jucrank 6S‹, který dokáže brousit jak klikové
tak i vačkové hřídele, využívají všichni účastníci projektu
i k výměně zkušeností; zleva: Hans-Klaus Brauchle (Junker),
Günther Wagner (BRPRotax), Michael Edler, Friedrich
Paschinger (oba BRP-Rotax), Mike Repple (Junker), Martin
Egger (BRP-Rotax) a Markus Walter (Stadler)
4 2007
V zásadě není obrábění vačkových a klikových hřídelí na
jednom stroji pro firmu Junker
žádným novým konceptem,
i když představuje spíše výjimku.
Doposud se taková řešení využívala v případě výroby malého
počtu kusů, jako třeba v závodních stájích vozů F1. To ovšem
při detailním pohledu přináší
na stroji, vyvinutém pro firmu
BRP-Rotax, několik specifických
řešení, vysvětluje oblastní vedoucí prodeje
firmy Junker pan Hans-Klaus Brauchle: „Díky
našemu konceptu Evolution2 od nás obdrží
každý zákazník řešení střižené přesně na
míru a splňující v maximální možné míře jeho
požadavky. To se naplnilo i v případě řešení konceptu stroje Jucrank 6S60: Použitím
principu uspořádání tří brousících vřeten na
jedněch saních s otočnou osou byl pro firmu
BRP-Rotax poprvé koncipován stroj pro kombinované obrábění klikových a vačkových hřídelí. Rozhodující rozdíl oproti bruskám, které
jsou seřízeny pro jeden obrobek, spočívá
v nainstalovaném softwaru Junker a ve skutečnosti, že hlavní důraz jsme kladli na efektivní přestavbu stroje. Posledně jmenovaná skutečnost je důležitá nejen proto, že jsme stroj
od samotného začátku dimenzovali pro dva
obrobky, ale i z toho důvodu, že se cykly produktu v zásadě neustále zkracují, a v důsledku
toho bude v budoucnu dále stoupat mnohotvárnost variant klikových a vačkových hřídelí,
vyráběných ve firmě BRP z dnešního počtu
35 variant.“ Jednoduchost přestavby stroje,
absolutní nutnost v důsledku každodenních
požadavků na přestavbu stroje, vychází z celé
řady promyšlených řešení. Příklad:
Orovnávání brousicích kotoučů CBN se provádí přímo na stroji. Upnutí obrobku bylo
proto koncipováno tak, aby orovnávací poloha a poloha lunety zůstávaly u všech typů
dílů stále beze změny. Tímto odpadá nejen
potřebný čas pro nastavení polohy těchto
elementů, ale také se enormně urychlí rozběh
procesu po přípravě stroje, protože řídící systém nemusí vyhledávat novou polohu orov-
7
Hans- Klaus Brauchle: Rychlé uvedení do provozu, dobrý servis
„Měřící systém Marposs Skutečnost, že se firma znovu rozhodla pro konměří s podporou softwaru cept stroje od firmy Junker, odůvodňuje prau každého ložisko během covník pro plánování investic pan Paschinger
procesu, vyhodnocuje těmito slovy: “Známe za ty léta velmi dobře
rozměrovou stálost prů- filozofii firmy Junker. To vede k tomu, že uvedeměru a po ukončení pro- ní stroje do provozu se daří rychleji než u stroje
cesu kruhovitost na zdvi- od pro nás nového výrobce. To platí ostatně
hovém čepu. Stroj je díky stejnou měrou pro preventivní údržbu.“
tomu schopen, bez zku„Co se týká kvality servisu, nehraje vzdálešebního protokolu z měří- nost 650 km k výrobci do Nordrachu podle
cího střediska, poskytovat pana Paschingera žádnou roli. Ze zaznamepožadovanou kvalitu. Již návání případů poruch za posledních šest let
první vyrobený kus je nevybočují žádné nestandardní problémy.“
dobrým kusem, i když je k
„Většinu dotazů je možné tak jako tak zodtomu požadována korek- povědět prostřednictvím datového spojení,
ce pomocí zpětné vazby obzvlášt když se nám ve firmě Junker věnují
Uživatelské rozhraní pro obsluhu stroje ›EJ-OP‹ od firmy Junker poskytu- přes řídící systém.
konkrétní a kompetentní pracovníci.“ I když
je veškeré důležité informace pro hospodárný provoz brusky.
Skutečnost, že obsluha se dnes firma BRP-Rotax už jen zřídka obrací
návací hlavy. Kromě toho byla uspořádána stroje nepotřebuje navzdory náročnému k firmě Junker s žádostí o radu, i přesto se rádi
konstrukce stolu tak, aby bylo umožněno softwaru žádné specielní znalosti v oboru naučíme něco nového od zkušebního oddělení
snadné přeseřízení a dále byla cíleně přizpů- informatiky, spočívá v kompletně novém v závodě v Nordrachu. Paschinger: „U tohoto
sobena pro spektrum dílců firmy BRP Rotax. řešení obsluhy. Je velmi komfortní, počínaje projektu jsme si k přejímce stroje v krátké
Řídící systém Fanuc typu ›16i‹ obsahuje korekcí kruhovitosti přes zobrazení
standardně veškeré povely pro principiální řezných podmínek až po potřebné
průběh pohybu na všech osách, saních a změny parametrů. Software zaznaupínacích systémech.
menává veškeré události každodenní
Na jednotném uživatelském rozhraní ›EJ- výroby až po servis a údržbu nebo
OP‹ Junker jsou uspořádána důležitá data po informaci v nešifrovaném textu
pro kontrolu a řízení všech systémů stroje,
v případě poruchy.
včetně dat pro průběžné vyvažování brousicích kotoučů, pro zakládání a vykládání Využitelnost po celých 24 hodin
obrobků a pro měřící techniku.
vyžaduje spolehlivá vřetena.
Speciálně vyvinutý CAM software od firmy Technická disponibilita brusek
Junker, který se ve firmě BRP-Rotax používá firmy Junker, která dosahuje více
na PC v oddělení přípravy výroby, modifi- než 95 procent, je předpokladem
kace variantních programů na bázi cyklů je pro kalkulovaný podíl hlavního
Otočný vřeteník (osa B): Tři CBN brousicí kotouče jsou k
možno na stroj rychle nainstalovat.
času ve výši 80 procent, který se dispozici na stroji Jucrank 6S pro flexibilní finální broušení
u firmy BRP-Rotax bere za základ klikových a vačkových hřídelí.
Díky softwaru firmy Junker je každý
pro posuzování návratnosti kapitálu
první kus již dobrým kusem
(ROI). Stroje běží ve třísměnném provozu době přidali ještě požadavek na další obrobek.
Nezbytnou součástí automatizovaného pro- šest dní v týdnu po 24 hodinách, takže Pracovníci firmy Junker bez prodlení začali
cesu– je řízení měření – vysvětluje pan podíl neprodukčních časů stroje činí 20 pracovat na programování a rozběhli proces.
procent – tato hodnota To byl pro nás skutečný přínos pro rychlé rozse skládá z přípravných běhnutí výrobního procesu.“ n
časů (včetně časů výměny nástroje), z údržeb a
www.junker-group.com
z poruch – což představuje náročný úkol.
Technika CBN přispívá
rozhodující měrou k níz- BRP-Rotax, podnik společnosti Bombardier Recreational
kému podílu vedlejších Products Inc., má vedoucí postavení na světovém trhu v
časů, životnost brousicích oblasti vývoje a výroby moderních dvoudobých a čtyřdobých
kotoučů CBN je deset- motorů pro zábavná zařízení s motorovým pohonem, jako
krát delší v porovnání jsou sněžné skútry Ski-Doo a Lynx, terénní vozidla Can-Am
s konvenčními brusivy. (vozidla do každého terénu nebo Quads), vodní skútry a sporLimitujícím elementem tovní čluny, motorové skútry, motocykly, motokáry a rovněž
stroje je při tak trvalém lehká a ultralehká letadla.
namáhání také vysoce BRP-Rotax GmbH & Co. KG
výkonné brousící vřete- 4623 Gunskirchen/Rakousko
Klíčové komponenty každého čtyřtaktního motoru: Klikové hřídele
no. Firma Junker zde sází Tel. +43/72 46/6 01-0, Fax +43/72 46/6370
(vlevo) a vačkové hřídele (vpravo) musí, vzhledem k enormním výkoplně a zcela na vlastní www.rotax.com, www.brp.com
nům motorů, vyhovět velmi vysokým požadavkům, vyrábí firma BRPkonstrukci těchto vřeten.
Rotax oba obrobky ve vlastní režii.
6