Výroba ozubených kol efektivnějším způsobem

Společnost Gibbs Gears sídlící ve Stoke Mandeville v Buckinghamshiru se zabývá malosériovou výrobou šikmých ozubení, převodových skříní, montážních celků, specializovaných převodovek a hnacích soustav. Nejčastěji realizuje zakázky do dvou set kusů, převážně do oboru letectví, motorsportu, lékařství, ropného průmyslu a pro komerční využití. Přípravky do leteckého průmyslu slouží převážně jako součást hnací soustavy ovládající vztlakové klapky na křídlech. Vyrábí také vačkové rozvody a rozvodová kola pro motorsport, sekvenční převodové skříně a soustavy přímých nárazových převodovek do terénních aut značek jako JCB nebo Caterpillar. Kromě toho v Gibbs Gears produkují ještě série až 5000 ozubených kol s modulem 0,3 až 1,25. 

Čtyřnásobně rychlejší obrobení 

Programátoři v Gibbs Gears vyzkoušeli efektivní hrubovací strategii Waveform v EDGECAMu na nástrojové oceli H13 s tvrdostí mezi 53 a 58 podle Rockwella při výrobě 30 ozubených kol, u kterých každá standardní frézovací operace trvá okolo dvou hodin na jeden kus. Technický manažer Dominic Prinsloo říká, že díky aplikování hrubovací strategie Waveform se jim tyto dvě hodiny podařilo zkrátit na pouhých 29 minut. Jako optimální se jim osvědčily řezné podmínky s 6800 ot./min a posuvem 2,8 metru za minutu při bočním úběru 8 % průměru nástroje. Díky hrubovacím drahám Waveform ušetřili při obrábění takřka neskutečných 45 hodin obráběcího času. Celá série byla vyrobena s použitím jediné hrubovací stopkové frézy s průměrem 16 mm, čím došlo zároveň kromě obrovské úspory strojního času navíc i ke značné úspoře nákladů na řezné nástroje a jejich broušení. Uvažovali, že by mohli výrobní proces na jejich 4osém CNC stroji Matsuura VX1000 ještě více optimalizovat, ale rozhodli se využít toho, že stroj může při této technologii obrábět bez dozoru. Operátor tedy mohl zároveň spustit jinou výrobu i na druhém stroji, což opět zvýšilo naši celkovou efektivitu. 

Technologická databáze 

Společnost Gibbs Gears se o CAM software EDGECAM začala zajímat na výstavě Southern Manufacturing v roce 2015. V té době programovali přímo na stroji ručním zápisem G a M-kódu. Nyní je EDGECAM součástí třístupňového programovacího systému – malé množství programů je stále zadáváno ručně na stroji, něco je programováno offline ISO kódem, EDGECAM je využíván na programování přibližně 60 % dílců a je spouštěn na několika multiosých soustruzích Doosan a Mazak a na 4osých frézkách Matsuura a Haas. Kromě razantního zkrácení času samotného programování, zkrácení seřizovacích časů a úspory strojního času firmě EDGECAM pomáhá vytvářet její vlastní technologickou databázi a databázi řezných podmínek pro všechny provozované CNC stroje, na nich používané nástroje a jimi obráběné materiály. „Obrábíme velké množství různých materiálů, například jakostní leteckou nerezovou ocel, uhlíkovou ocel, cementovanou a tvrzenou nástrojovou ocel, spolu s materiály jako je Inconel a titan. Díky hrubovací strategii Waveform, která zásadně zkracuje strojní časy, v kombinaci s databází odladěných řezných podmínek, je pro nás CAM software EDGECAM neocenitelným pomocníkem,“ vysvětluje Prinsloo. Výkonný ředitel Reece Garrod by přivítal, kdyby s EDGECAMem pracovali i ostatní zaměstnanci ve výrobě: „Nedávno jsme na žádost ostatních pracovníků v dílně začali EDGECAM používat také na naší drátové řezačce Agie Charmilles. Když viděli přínosy EDGECAMu ve frézovacích operacích, chtěli ho vyzkoušet i ve výrobě, kde je rychlost a přesnost naprosto zásadní. Zakázky na drátové řezání tvoří asi 10 procent naší výroby – používáme jej především na výrobu nástrojů, přípravků, upínačů a měřidel, ale také na formy na převodová kola, především pro motorsport. Důležitost drátového obrábění roste v oblasti převodové technologie a kde to výrobní proces dovolí, obrábíme tak i ozubené převody, klínové drážky a drážky na hřídelích.“ 

EDGECAM v celém procesu 

Dominic Prinsloo vysvětluje, jak v Gibbs Gears používají EDGECAM – jakmile od zákazníka obdrží soubor ve formátu STEP, importují ho do 3D modeláře integrovaného v EDGECAMu, speciálně vyvinutého pro rychlou a jednoduchou konstrukci či úpravu objemových modelů, a zkontrolují model, jeho rozměry a tolerance. „Poté model upravíme dle našich tolerancí pro broušení a model načteme do EDGECAMu jako model určený k obrobení soustružením. V této fázi načteme také model polotovaru a rozpoznáme na 3D modelu útvary k obrobení.“ EDGECAM využívají již ve stádiu poptávky od zákazníka. „EDGECAM je důležitým nástrojem, který nám pomáhá při tvorbě cenové nabídky. Jakmile nám zákazník dodá soubor STEP s ozubeným kolem, který chce od nás vyrobit, EDGECAM nám pomůže spočítat přesný výrobní čas kusu.“ V Gibbs Gears také pracují na zavedení PCI maker pomocí plánovací nástěnky, která bude dle jejich názoru obzvlášť užitečná ve dvou ohledech – pro ukládání často používaných strategií obrábění, aby je mohli rychle aplikovat na jiné dílce; a pro kopírování specifických obráběcích instrukcí z jednoho dílce na druhý. Včetně odladěných řezných podmínek pro jakýkoliv materiál, který obrábí. 

Zásadní je čas programování 

Závěrem Reece Garrod říká: „EDGECAM jsme zakoupili především proto, aby nám pomohl zrychlit a zefektivnit proces programování. Klíčové ukazatele výkonnosti (KPI) nám totiž ukázaly, že naše největší neefektivita se nacházela v času programování u frézování i soustružení, v seřizovacích časech a ve strojních časech, takže se nám offline programování zdálo jako nejlepší způsob, jak to napravit. Investice do EDGECAMu nám pomohla tyto časy dramaticky zkrátit.“ 

Klíčové přínosy EDGECAMu:

• strategie Waveform zkrátila výrobní čas ze dvou hodin na 29 minut na jediné zakázce, 
• výrazné snížení nákladů na řezné nástroje a jejich broušení, 
• obráběcí proces je optimalizován pro provoz bez dozoru, operátor tedy může spustit na druhém stroji další zakázku, čímž se opět zvyšuje efektivita výroby, 
• zkrácení času programování, seřizovacích časů a zkrácení strojích časů, 
• je využíván jako důležitý nástroj v procesu tvorby cenové nabídky.

Podrobnější informace o softwaru EDGECAM a jeho modulech najdete na webu www.edgecamcz.cz nebo kontaktujte společnost NEXNET, která je výhradním prodejcem v České republice a zároveň zajišťuje technickou podporu a lokalizaci softwarů do češtiny.