Klasická a CNC obráběcí centra Soukup

Klasické nebo CNC obráběcí centrum?
Ing. Jaroslav Soukup – SOUKUP, s.r.o.
V posledních několika letech můžeme sledovat ohromující nástup CNC techniky pro výrobu oken. Kdo
se byl podívat na veletrhu Fensterbau v loňském roce, jednoznačně řekne, že okna se už nebudou
vyrábět jinak, než na CNC strojích. Na první pohled se to opravdu tak jeví. Začneme-li zkoumat celou
problematiku poněkud blíže, zjistíme, že to není tak jednoznačné.
CNC technika se začala prosazovat před několika lety, kdy firmy vyrábějící stroje pro nábytkářský
průmysl, začaly vstupovat i do oblasti masivu a přinesly s sebou vedle kompletního opracování dílců,
také kolíkování rohových spojů, protože pro CNC stroje byly čepovací nástroje těžké a velké. Evropské
okno bylo v tomto ohledu vhodné, protože proporce jednotlivých komponentů umožňovaly jejich
upínání. No a kolem upínání komponentů se to vlastně celé točí. Jsou stroje jednodušší, kde sice
můžeme osadit i potřebné množství nástrojů, avšak upínání dílců je velmi zdlouhavé a pro sériovou
výrobu nepoužitelné. Tyto stroje se tedy spíše hodí pro příležitostnou výrobu oken vedle většinového
univerzálního typu výroby. Pokud chceme, aby centrum mělo opravdu kapacitu 15-20 oken a mohlo
se stát základem specializované oknařské firmy, pak se musí jednat o stroj s automatickými
konzolemi a speciálním upínáním dílců. Nicméně ani zde není ještě zajištěno, že stroje splní
očekávání, které dnešní výroba zejména atypů přináší. Velmi problematické je opracování tenkých
profilů, jako jsou například špaletová okna. Hned po prvních pokusech zjistíme, že to co jsme od
stroje čekali, se nám zdaleka nedostává. Ono je to i o počtu dílců, u jedno/dvou křídlového okna je 8
nebo 12 dílců, ale většina špaletových oken je dvoukřídlých s nadsvětlíkem a pak již mluvíme o 40 a
více dílcích na okně. Pak takové centrum udělá okna za směnu pouze tři, čtyři.
Z našeho pohledu ještě chvíli potrvá, než CNC technologie opravdu ovládnou současnou výrobu oken.
Pokud tedy budeme respektovat limity stroje, ale zároveň budeme chtít výbavu, aby nám zabezpečila
očekávanou výrobu, musíme se připravit na investici okolo 250-300 tis. Euro + nezanedbatelná
položka cena nástrojů. Pokud budeme chtít investovat do klasické technologie obrábění, budeme
zhruba na polovině a můžeme většinou i využít nástroje, co již máme. Podíváme-li se na cenu práce
ve vyspělé části EU a u nás, zjistíme, že náklady na jednoho pracovníka jsou u nás zhruba třetinové,
oproti Velké Británii poloviční.
Náklady na pracovní hodinu v zemích EU - 2010
země
hodina
ročně (2000h)
Francie
33,15 €
66 300 €
Německo
29,10 €
58 200 €
Rakousko
28,23 €
56 460 €
Velká Británie
Česká republika
Slovensko
Bulharsko
19,20 €
9,68 €
8,25 €
3,10 €
38 400 €
19 360 €
16 500 €
6 200 €
Zdroj: Eurostat (online data code: lc_an_costh_r2)
Jiný tedy bude pohled malé rodinné firmy, které uvažuje o investici a spočítá si, že úsporou dvou
pracovníků, hodnota stroje 350 000 € je za 3 roky plně splacená. Znamená to také, že pokud náš
výrobce oken uvažuje o investici 4 milionu korun jako smysluplné, ten samý výrobce v západní části
EU může za těch samých podmínek investovat milionů 12. U nás svoji roli hrají poskytované dotace
EU, které tuto disproporci zmírní, ale i po 30-40% dotaci je stále rozdíl oproti západní Evropě
dvojnásobný. Možná je toto odpověď na otázku, proč na západ od nás je tolik plně automatických
CNC strojů i ve velmi malých firmách.
Zajímavé myšlení z hlediska investic je ve Velké Británii. Jak jsme již zmínili, rozdíl v ceně práce mezi
Českem a Británií je asi dvojnásobný. Tím, že je ale velmi složité již jednou zaměstnaného pracovníka
propustit, není hlavním motivem investic úspora nákladů práce, ale převažují důvody technicky
pragmatické. Je zajímavé, že ve firmách kde se pohybujeme, CNC technologie pro okna vůbec
neuvažují. Malé firmy mají již vlastní zkušenost s vhodností pro výrobu oken – okenní profily jsou
podobné svým průřezem našim špaletovým oknům a CNC centra slouží většinou pro výrobu dveří,
částečně oblouků, kterých není velké množství a pak schodů, kterých je zase naopak poměrně dost.
Většina výrobců funguje jako „one-stop-shop“ tedy místo kde pro svůj dům můžete objednat vše. A
právě zde k původnímu CNC obráběcímu centru dodáváme klasické okenní zařízení.
Pravoúhlá centra stále nejefektivnější.
Zkušenost, že klasická technika rozhodně není mrtvá, nás vedla k další inovaci našeho obráběcího
centra CRAFTER, kde jsme přidali návratový dopravník a pro Británii a ještě speciální horizontální
jednotku pro frézování ozdobných rohů u posuvných oken. Zachovali jsme plnou elektroniku
nastavování všech hřídelí, kapovací pily i pravítka. Výrobce tak získává za necelé 2 miliony poměrně
slušně automatizovaný stroj pro výrobu do 20 oken za směnu a v mnoha případech i může využít již
stávající nástroje. Nezanedbatelný je i malý půdorys, kdy základní stroj stojí na ploše 2x2 metry.
Obráběcí centrum CRAFTER s návratovým dopravníkem
Obráběcí centrum WIZARD, které vyrábíme již 6 let, mnoho změn nezaznamenal. V České republice
pracuje již 15 strojů a v posledních dvou letech přibývají i zahraniční reference. Stroj umožňující velmi
efektivně vyrábět okna dílcovou metodou i klasickým způsobem si naši zákazníci oblíbili díky
jednoduché obsluze i vysoké kapacitě a propojení s profesionálním okenním softwarem.
V poslední době se ukázalo efektivní i osazení vyvrtávacího stroje DRILLEX vedle základního
obráběcího centra WIZARD. Oba stroje jsou napojeny na stejná data a na vrtací stroj se dostávají jen
ty dílce, kde nějaké vrtání – dlabání je. Osazením mimo hlavní linku se výrazně zrychlil rytmus výroby
u standardních oken a dveřní dílce s časově náročným vrtáním a dlabáním, se v klidu vyrábí mimo
hlavní výrobní tok.
Obráběcí centrum WIZARD 4L
Vyvrtávačka DRILLEX
Pokud tedy hledáme vysoce produktivní zařízení pro specializovanou firmu, je právě kombinace
Wizard a Drillex tou správnou volbou.
CNC stroje pro výrobu oken
Nezastupitelný přínos CNC techniky je v komplexnosti obrábění. Není efektivnější výroby oblouků a
dílců rámových dveří s množstvím kolíkových spojů a dlabů. Také střídání profilů „Falzwechsel“ pro
pevné a otvíravé zasklení není možné vyrobit jinou cestou. Nesmíme ale podlehnout pokušení a
nesnažit se využít nábytkářské centrum s tím že zvolíme silnější motor a uvěříme, že takový stroj
bude vyrábět okna. To co potřebujeme, je specializované zařízení, kde na jedno upnutí dosáhneme
kompletního opracování dílce z jedné strany a obou čel, a pokud vyřešíme automatické přeupínání,
bude i poslední podélná strana velmi přesně obrobena.
Po zkušenostech s vývojem stroje DEXTER, který je určen pro plně automatické výrobní procesy, jsme
se pro letošní rok zaměřili na obráběcí centrum, které by splňovalo požadavek univerzálnosti pro
výrobu atypů a zároveň měl dostatečnou kapacitu pro zakázkovou výrobu oken.
Plně automatizované obráběcí centrum DEXTER
Základem nového CNC stroje UNIX je pracovní stůl s 8 automatickými konzolemi, které se ustavují
podle skladby vkládaných dílců a se systémem automatické předávky pro opracování ze všech stran.
Konzole se řadí do vkládací pozice, aby mohla obsluha snadno upnout vždy dvojici dílců. Poté se
přesunou i s dílci do parkovací polohy, aby se mohl naplnit celý pracovní stůl. Kapacita na jedno
upnutí je až 8 dílců.
Druhá strana stroje je vybavena 4 klasickými konzolemi s podtlakovými upínacími jednotkami, které
jsou určeny primárně pro obloukové dílce. Pokud tyto upínače nahradíme vakuovými pohárky,
můžeme upínat plošné dílce, jako jsou dveře schodnice a podobně.
Obráběcí centrum UNIX s automatickými a ručními konzolemi
Dvě pracovní jednotky stroje UNIX
Základní pracovní jednotkou je jako u centra DEXTER 17 kW kapalinou chlazené elektrovřeteno, které
může nést pracovní nástroj s HSK 63 E do délky 230 mm a hmotnosti 14 kg. Toto vřeteno opracovává
dílce z čela i z podélného profilu, a pokud máme promyšleně navržené nástroje, můžeme velmi
efektivně opracovávat dílce s minimálním požadavkem na jejich výměnu. Nástroje jsou uloženy
v lineárním zásobníku v zadní části stroje a ten dokáže pojmout až 20 vřeten – tedy 40 profilů. Pro
málo používané nástrojové sestavy slouží systém tool management, kdy nástroje připravujeme do
vkládacího místa, a stroj si sám určí, do jakého zásobníku nástroj zařadí. Výhodou je, že je zde plná
kompatibilita se strojem DEXTER, který tedy může sloužit pro hlavní výrobu a UNIX pro speciální
komponenty, aniž bychom museli kupovat nové sestavy nástrojů.
Zásadní novinkou je použití druhého vřetena 7 kW pro HSK 63F s plnou 5ti osou architekturou. Tato
univerzální osa nahrazuje všechny vrtací jednotky a zejména agregáty nebo přídavné jednotky, které
byly nutné například pro dlabání kapes pro zámky a protiplechy dveří. Jednotka má své nástroje
připraveny na nosném rameni a je jedno zda zrovna kolíkuje nebo vrtá otvor pro závěsy či kličku.
Pětiosý agregát je připraven pro 3D operace pro zimní zahrady i pro zařezávání pilou při výrobě
krátkých dílců ze sdruženého přířezu nebo segmentů obloukových oken.
Rozdělením centra na hlavní profilovací jednotku a flexibilní univerzální jednotku jsme získali
optimální řešení pro frézování dlouhými pracovními nástroji silným stabilním vřetenem a zároveň
velmi variabilní jednotku pro všechny ostatní operace.
Řízení stroje navazuje na stroj DEXTER a klasická obráběcí centra. Soubory jsou parametrické a počítá
se s tím, že UNIX bude nasazován jako druhé centrum vedle klasické linky na okna případně centra
DEXTER. V základním provedení je zařízení ovládáno vlastním řídícím software, ale je připraveno i pro
CADCAM řízení pro opracování tvarových dílců. Samozřejmostí je interface pro hlavní konstrukční
okenní programy jako je například KLAES.