FAQ - Otázky a odpovede

Tak ako so všetkým, aj s obrábacími strojmi sa spájajú mnohé ľudové rozprávky a nezmysly. Môžeme si pripomenúť nezmysly, často kladené otázky a podľa môjho názoru dôležité podmienky. 

1. Stroj nemusí mať stabilnú teplotu, ak má tepelnú kompenzáciu?
2. Aby stroj presne polohoval, musí mať vždy lineárne meranie polohy?
3. Môže byť rotačné snímanie polohy nahradené lineárnym snímačom polohy?
4. V skutočnosti nezáleží na tom, z čoho je stroj vyrobený. Je tlmenie vibrácií rovnaké pre oceľ, kameň, betón a liatinu?
5. Ak je stroj dobre skonštruovaný, môže byť ľahký?

1) Stroj nemusí mať stabilnú teplotu okolia, ak má tepelnú kompenzáciu?

Stroj by sa v ideálnom prípade vôbec nemal sám zahrievať, a už vôbec nie skokovo. Musí čo najviac brzdiť skutočné zahrievanie. Šikovný výrobca strojov (např. u frézovacího centra HYUNDAI KF 5600) pristupuje k tomuto problému nasledujúcimi opatreniami:

• Vreteno stroja je aktívne chladené kvapalinovým chladiacim okruhom a "chladničkou", takže teplota vretena je stabilná.
• Triesky z obrábania sa musia z pracovného priestoru čo najrýchlejšie odstrániť. Na tento účel sú výrobné stroje vybavené intenzívnym veľkoobjemovým oplachom pracovného priestoru. Odstraňovanie triesok však musí byť aj ekologické a hospodárne. Rezná a chladiaca kvapalina je neoddeliteľnou súčasťou výrobných nákladov a z dlhodobého hľadiska je veľmi drahá. Preto vždy požadujme dopravník triesok vybavený systémom cyklovaného pohybu pása. Drahá rezná kvapalina sa musí vrátiť späť do vane stroja. Buď v závislosti od časového príkazu, alebo príkazom v programe (M kód).
• Množstvo reznej kvapaliny pre výrobné stroje by nemalo byť menšie ako približne 200 litrov. Aj takéto veľké množstvo kvapaliny sa za nejaký čas zohreje a negatívne ovplyvní systém stroja (vreteno - strmeň - samotná základňa vrátane stojana stroja - nástroje) a následne presnosť rozmerov.
• Okrem toho niektoré stroje nepracujú 24 hodín denne, ale len v dvojzmennej alebo dokonca jednozmennej prevádzke. Preto je potrebné túto reznú kvapalinu nielen chladiť v prietokových chladničkách, ale aj ohrievať na konštantnú teplotu. Toto riešenie (ako možnosť) sa dnes bežne používajú automotiv výrobcovia a vlastne všade tam, kde je nepretržitá prevádzka, alebo se vyžaduje vysoká rýchlosť úberu a vysoká stabilita presnosti alebo opakovateľnosti.
• Tepelná kompenzácia, pomocou rôznych algoritmov, tak môže mierne "ohnúť" požadovanú dráhu nástroja. Nikdy však nie je stopercentná a nikdy nebude fungovať dokonale, pokiaľ stroj neumiestnite na správne miesto a v závislosti od typu práce neodoberiete vyvinuté teplo tak, aby bol nárast teploty aspoň pozvoľný a čo najlineárnejší a najpredvídateľnejší. Aj keď je stroj vybavený snímačmi teploty a dokáže predvídať, ako kompenzovať vzniknutú polohu meraním teplôt v rôznych častiach stroja, stále ide o vypočítané a teoretické závislosti.

2) Musí mať stroj vždy lineárne meranie polohy, aby mohol presne polohovať?

V praxi trieskového obrábania je to čiastočne pravda, ale len s malým uplatnením.

• Rotačné meranie polohy sa dnes na strojoch používa najčastejšie. Vysoko presný rotačný snímač (zvyčajne sklenený), namontovaný priamo na pohone osi, meria (a kontroluje) plynulé otáčanie motora. Je bezzávitovo pripojený ku guľôčkovému predradnému skrutkovému snímaču. To by však samo o sebe na presnú prevádzku stroja nestačilo. Preto HYUNDAI-WIA kalibruje každú guľôčkovú skrutku alebo strmeň, riadenú os, pomocou laserového interferometra v prostredí bežnom pre obrábacie stroje v továrenskej prevádzke.
• Jednoducho, čo sa deje u výrobcu stroja: naprogramujem maticu, aby sa pohybovala otáčaním guľôčkovej skrutky podľa jej rozstupu (napr.: 6 mm/obr. rozstup 360°). Zmeriam a zistím, či sa strmeň skutočne posunul o 6 mm. Ak sa posunula v dôsledku čo i len malej nepresnosti pri výrobe skrutky, nie o 6 mm, ale napr. o 6,0003 mm, napíšem to do riadiaceho systému stroja a riadiaci systém vie, že v tomto bode musí skrutkou otáčať o niečo menej. Takto prebieha postup merania a vytvárania tzv. korekčnej mapy stroja v celom rozsahu polohovania stroja a meria sa vždy až po bod nástroja. Tak, aby odrážala skutočnú polohu nástroja. Podľa vyššie uvedeného vysvetlenia slov presnosť a opakovateľnosť to znamená, že výrobca pomocou korekčnej mapy maximalizuje presnosť polohovania. Opakovateľnosť je už daná celým zariadením (mechanickou konštrukciou stroja, riadením, presnosťou výroby atď.).
• Možno je to komplikované, ale je to úplne bežné a bežne tento spôsob lietania funguje už roky.
• Guľôčkové skrutky sú vopred napnuté, takže fungujú bez akejkoľvek vôle. Samozrejme, pri prevádzke sa mierne opotrebúvajú, ale zároveň tým, že sú prednapnuté, sa automaticky dotiahnu.
• Nie je výnimkou, že niektoré guľôčkové skrutky pracujú na našich strojoch (stále v najvyššej presnosti) už viac ako 20 rokov.

Vlastnosťou guľôčkových skrutiek používaných na CNC strojoch je, že počas celej svojej životnosti nemenia rozteč. Preto s výhodou používame rotačný dávkovací systém už od roku 1996, keď sme do Českej republiky dodali prvý CNC stroj, dnes už legendárny HYUNDAI HiT 8S.

3) Môže byť rotačné snímanie polohy nahradené lineárnym snímačom polohy?

Áno, môže. Z nášho pohľadu a z praktického hľadiska je to však len kozmetické vylepšenie.

• Prakticky každý stroj HYUNDAI je možné objednať z výroby s lineárnym snímaním polohy. Alebo môžeme túto možnosť namontovať v našich dielňach s našimi vlastnými technikmi.
• Porovnávacie merania vykonané na našom stroji F500PLUS Technickou univerzitou v Žiline v roku 2019 a následne ČVUT na našom stroji KF5600C v roku 2020 ukázali, že presnosť polohovania je taká minimálna, že pri trieskovom obrábaní sa ňou prakticky neoplatí zaoberať.
• Samotné meranie je zvyčajne jednoduché. Programátor naprogramuje krátke pohyby (napr. po 5 mm) na meranej osi v celom rozsahu meradla. Pomocou laserového interferometra (laserová interferometria je jedinou metódou na veľmi presné meranie vzdialenosti) sa sleduje skutočne prejdená vzdialenosť oproti naprogramovanej vzdialenosti.

4) Nezáleží na tom, z čoho je stroj vyrobený. Tlmenie vibrácií je rovnaké pre oceľ, kameň, betón a liatinu?

Áno, toto je časté tvrdenie výrobcov, ktorí uprednostňujú zváranie alebo nebodaj liatie betónu.

• Použime "umelý kameň", prečo nie. Ale používajme ho tam, kde to má zmysel. To znamená pre stroje a prístroje, kde sa vyžaduje takmer nulová tepelná rozťažnosť podkladu. Napríklad presné meracie prístroje umiestnené výlučne v klimatizovanom prostredí.
• Oceľové zvarky používajte, prosím, len pre zákazkové stroje, ktoré sa vyrábajú v jednotkách kusov. Alebo ešte lepšie, vyrábajme z nich len bagre :), pretože tam nie je potrebné riešiť tlmenie vibrácií.
• Tam, kde je jednou z veľmi dôležitých potrieb schopnosť pohlcovať vibrácie vznikajúce pri výrobnom obrábaní (t. j. pri výrobných CNC strojoch), používajte, prosím, len riadne temperovanú liatinu. V súčasnosti len liatina, a to dostatočne dimenzovaná a správne navrhnutá, eliminuje vibrácie a má vysokú tuhosť vďaka svojej mechanickej štruktúre.

• Je dôležité poznamenať, že nástroje používané na výrobných CNC strojoch sú veľmi drahé. Malé alebo žiadne vibrácie znamenajú úsporu spotreby rezných doštičiek a všetkých nástrojov vo všeobecnosti. Nehovoriac o kvalite obrábaných povrchov.
• Niektoré operácie sa dokonca nedajú nasadiť na zvárané alebo "betónové" stroje a musia sa dokončiť inde na inom stroji. To samozrejme nie je žiaduce.

5) Ak má stroj dobrý dizajn, môže byť ľahký?

Áno, ale na zabezpečenie dostatočnej schopnosti tlmenia vibrácií na dosiahnutie tuhosti sa musí použiť hmotnosť betónového základu alebo aspoň podlahy.

• Preto musí byť každý stroj "s hmotnosťou" ukotvený do na mieru vytvoreného hlbokého základu alebo aspoň do podlahy.
• Pred podpisom kúpnej zmluvy je dobré informovať sa o požadovaných podmienkach inštalácie stroja.
• Kúpou dostatočne mohutného stroja si ušetríte značné nepríjemnosti. Nie každý chce rezať a podbíjať novú priemyselnú podlahu, narúšať hydroizoláciu atď. Nehovoriac o prachu a neporiadku v hale, ktorý je s tým spojený.
• Každý inžinier vie, že bohaté rebrovanie, nie je zárukou tlmenia vibrácií. s "rebrovaním" prichádza tuhosť, ale vôbec nie schopnosť potlačiť vibrácie a mikrovibrácie.
• Aj masívny stroj má vždy bohaté rebrovanie. Je to najmä vďaka správnemu rozloženiu hmotnosti v závislosti od tuhosti stroja na miestach, kde je to najviac potrebné.