FAQ - Otázky a odpovědi

Jako asi ke všemu, tak se i k obráběcím strojům váže mnoho lidových povídaček a nesmyslů. Můžeme si jednotlivé nesmysly, často kladené otázky a podle mě důležité podmínky znovu připomenout. 

1. Stroj nepotřebuje mít stabilní teplotu, když má tepelnou kompenzaci?
2. Aby stroj polohoval přesně, musí mít vždy lineární odměřování polohy?
3. Dá se nahradit rotační snímání polohy lineárním snímačem polohy?
4. Je vlastně jedno, z čeho je stroj vyroben. Tlumení vibrací je stejné u oceli, kamene, betonu i litina?
5. Když má stroj dobrou konstrukci, může být klidně i lehký?

1) Stroj nepotřebuje mít stabilní teplotu okolí, když má tepelnou kompenzaci?

Stroj by se neměl samozahřívat ideálně především vůbec a už vůbec ne skokově. Je potřeba, co nejvíce brzdit samotné zahřívání. K tomuto problému chytrý výrobce stroje (např. u frézovacího centra HYUNDAI KF 5600) přistupuje následnými opatřeními:

• Vřeteno stroje je aktivně chlazeno kapalinovým chladícím okruhem a „lednicí“  tak, aby teplota vřetene byla stabilní.
• Třísky z obrábění se musejí co nejrychleji dostat z pracovního prostoru. K tomuto se produkční stroje vybavují intenzivním velkoobjemovým oplachem pracovního prostoru. Vynášení třísek ale musí být i trochu ekologické a zároveň i ekonomické. Řezná a chladící kapalina je nedílnou součástí nákladů na výrobu a v dlouhodobém pohledu i velice drahá. Požadujme tedy vždy vynašeč třísek vybavený systémem cyklování posunu pásu. Drahá řezná kapalina stačí natéct zpět do vany stroje. Ať v závislosti na časovém příkazu, nebo příkazem v programu (M codu)
• Množství řezné kapaliny u produkčních strojů nemá méně než cca 200 l chladící kapaliny. I takto velké množství kapaliny se za několik časových jednotek ohřeje a negativně ovlivňuje soustavu stroje (vřeteno – suporty – samotnou základnu vč. stojanu stroje – nástroje) a následně přesnost rozměru.
• Navíc některé stroje nepracují 24 hod. denně, ale třeba jenom ve dvousměnném, nebo i jednosměnném provozu. Tedy je nutno nejen tuto řeznou kapalinu chladit v průtočných lednicích, ale i ohřívat tak, aby měla stálou teplotu. Toto řešení (jako opci) dnes běžně nasazujeme v provozech automotive a vlastně všude tam, kde je nepřetržitý provoz, velké úběry a nutná vysoká stabilita přesnosti neboli opakovatelnost.
• Tedy tepelná kompenzace, za použití různých algoritmů může, lehce „ohýbat“ požadovanou ujetou dráhu nástroje. Nikdy ale není 100% a nikdy nebude fungovat skvěle, pokud stroj neumístíte na správné místo a podle druhu práce mu neodeberete vyvinuté teplo tak, aby nárůst teploty byl alespoň pozvolný a co nejvíce lineární a předvídatelný. I když je stroj osazen teplotními čidly, a dokáže měřením teplot v různých částech stroje predikovat, jakým způsobem má kompenzovat výslednou polohu, tak se stále jedná o vypočítané a teoretické závislosti.

2) Aby stroj polohoval přesně, musí mít vždy lineární odměřování polohy?

Toto je částečně pravda, v praxi třískového obrábění, ale pouze s malým využitím.

• Na strojích se dnes nejčastěji používá rotační odměřování polohy. Vysoce přesný rotační encoder (zpravidla skleněný), umístěný přímo na daném osovém pohonu, měří (a kontroluje) plynulé otáčení motoru. Ten je bezvůlově spojen s kuličkovým  předepjatým šroubem. Toto samotné by ale, pro přesný provoz stroje nestačilo. Proto výrobce HYUNDAI-WIA každý kuličkový šroub resp. suport, řízená osa, kalibruje za použití laserového interferometru v prostředí, běžném pro obráběcí stroj v továrním provozu.
• Zjednodušeně, co se děje u výrobce stroje: provedu programově posun matice otočením kuličkového šroubu o jeho stoupání (např.: stoupání 6mm/ot o 360°). Změřím a zjistím, jestli se mi suport posunul skutečně o 6 mm. Posunul-li se vlivem byť malé nepřesnosti výroby šroubu ne o 6 mm, ale např. o 6,0003 mm, toto napíšu do ŘS stroje a řídící systém ví, že v tomto místě musí otočit šroubem o trochu méně. Takový to postup měření a vytvoření tzv. korekční mapy stroje je provedeno v celém rozsahu polohování daného stroje a měří se vždy až v místě nástroje. Tedy tak, aby reflektoval reálnou polohu nástroje. Dle vysvětlení slov přesnost a opakovatelnost výše, to tedy znamená, že korekční mapou maximalizuje výrobce přesnost polohování. Opakovatelnost je daná již celou jednotkou (mechanická struktura stroje, řízení, preciznost výroby, atd.)
• Je to možná složité, ale naprosto běžné a normálně tato metoda leta letoucí takto funguje.
• Kuličkové šrouby jsou předepjaté, tedy pracují bezvůlově. Při provozu se samozřejmě lehce opotřebovávají, ale zároveň tím, že jsou předepjaté automaticky dotahují.
• Není výjimkou, že některé kuličkové šrouby pracují na našich strojích (stále v nejvyšších přesnostech) přes 20 roků.

Vlastností kuličkových předepjatých šroubů používaných na CNC strojích je, že po celou dobu své životnosti nemění své stoupání. Proto systém rotačního odměřování s výhodou používáme od roku 1996, kdy jsme dodali do ČR první CNC stroj dnes už legendární HYUNDAI HiT 8S.

3) Dá se nahradit rotační snímání polohy lineárním snímačem polohy?

Ano dá. Z našeho pohledu a z praktického hlediska se však jedná jen o kosmetické vylepšení.

• Prakticky každý stroj HYUNDAI je možno objednat z výroby s lineárním odměřováním. Nebo, můžeme tuto opci osadit v našich dílnách vlastními techniky.
• Porovnávací měření, které na našem stroji F500PLUS prováděla Žilinská technická univerzita v roce 2019 a následně ČVUT na našem stroji KF5600C v roce 2020, vyšlo prokazatelně najevo, že zpřesnění polohování je natolik minimální, že se tím při třískovém obrábění, prakticky nemá cenu vůbec zabývat.
• Vlastní měření je obyčejně jednoduché. Programátor naprogramuje na měřené ose krátké pohyby (např. po 5 mm) v celém rozsahu suportu. Za použití laserového interferometru (laserová interferometrie je jediná metoda pro vysoce přesné měření vzdáleností), se sleduje skutečně ujetá dráha, oproti naprogramované.

4) Je vlastně jedno, z čeho je stroj vyroben. Tlumení vibrací je stejné u oceli, kamene, betonu i litina?

Ano toto je časté tvrzení výrobců co raději svařují, nebo třeba odlévají beton.

• Používejme „umělý kámen", proč ne. Použijme ho ale tam, kde to má smysl. Tedy pro stroje a přístroje kde je potřeba téměř nulová teplená roztažnost základu. Jako například přesné měřící přístroje umístěné výhradně v klimatizovaných podmínkách.
• Ocelové svařence použijme prosím pouze u zakázkových strojů, které se vyrábějí v jednotkách kusů. Nebo ještě lépe, vyrábějme z nich raději jenom bagry :), tam totiž není nutno řešit tlumení vibrací.
• Tam, kde je jednou z velmi důležitých potřeb, schopnost vstřebávat vibrace, vznikajících při produkčním obrábění (tedy u produkčních CNC strojů), tam prosím používejme výhradně správně temperovanou litinu. Aktuálně jedině litina a to litina dostatečně dimenzovaná, a správně konstrukčně navržená eliminuje vibrace a díky mechanické struktuře má i vysokou tuhost.

• Je potřeba si uvědomit, že nástroje používané na produkčních CNC strojích jsou velice drahé. Malé, nebo nulové vibrace znamenají úspory ve spotřebě řezných plátků a obecně všech nástrojů. Nehledě na kvalitu obráběných povrchů.
• Některé operace nelze dokonce na svařovaných, nebo „betonových“  strojích nasadit a musí se dokončovat jinde na jiném stroji. Toto pochopitelně není žádoucí.

5) Když má stroj dobrou konstrukci, může být klidně i lehký?

Ano, ale k odpovídající schopnosti tlumení vibrací tuhosti se musí použít hmotnost betonového základu, nebo aspoň podlahy.

• Tedy každý „ na hmotnosti ošizený“ stroj se musí kotvit k na míru vystavěnému hlubokému základu, nebo alespoň k podlaze.
• Je dobré se před podpisem Kupní smlouvy zajímat o požadovaných podmínkách k instalaci daného stroje.
• Nákupen dostatečně hmotného stroje se ušetří nemalé obtíže. Ne každému se chce řezat a sbíječkou „lochovat“ novou průmyslovou podlahu, narušit hydroizolaci apod. O prachu a nepořádku na hale, který s tímto souvisí nemluvě.
• Každý konstruktér ví, že bohaté žebrování, není zárukou tlumení vibrací. s „žebrováním“  přichází tuhost ale vůbec ne schopnost potlačovat vibrace a mikrovibrace.
• ​​​​​​​I hmotný stroj má vždy bohaté žebrování. To především z důvodu správného rozložení hmotnosti v závislosti na tuhosti stroje v místech kde je to nejvíce potřeba.

​​​​​​​