Ohlédnutí za veletrhem EMO Hannover 2023

Veletrh EMO, který se konal v Hannoveru ve dnech 18. až 23. září 2023, měl motto „inovovat výrobu“. Hlavními tématy byla automatizace výroby, udržitelnost a komunikace mezi stroji a ostatními výrobními zařízeními. Návštěvníci se mohli opět seznámit s množstvím významných novinek a trendů, které mění svět obrábění a zpracování kovů a s nimiž se v příštích letech budeme setkávat. 
Loni jsem se veletrhu naneštěstí nemohl zúčastnit osobně, ale abych ho alespoň stručně připomenul, uvádím několik odstavců ze závěrečné zprávy pořadatele, kterým je sdružení VDW – Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken, spolu s veletržní správou Deutesche Messe.

Proč byla hlavní témata veletrhu právě taková, jaká byla? Zaprvé: nejen v Německu, ale i u nás a v celé Evropě je zřetelně znát úbytek pracovníků ve strojírenství, zvláště obráběčů, pracovníků na tvářecích strojích i manipulačních dělníků a pomocných profesí. Automatizace a robotizace jsou proto logickou cestou, jak se s nedostatkem pracovníků vypořádat.

Zadruhé, termín „udržitelnost“ mnozí chápou jen jako ekologické téma. Ovšem to je jen část koncepce udržitelnosti. Koncepce udržitelné výroby znamená brát ohledy nejen na životní prostředí, ale i na sociální dopady výroby a na její ekonomické aspekty. Je třeba vyrábět ne stále více, ale stále lépe. Při dosahování udržitelnosti výroby je možné využít potenciál digitalizace výrobních strojů: zachycená výrobní data představují základ pro dokumentaci a sledování výrobních procesů a na základě následných analýz je možné zvyšovat kvalitu výrobků a snižovat jejich náročnost z hlediska surovin i energií.

A nakonec komunikace mezi stroji a výrobními zařízeními – ta umožňuje řídit výrobní systémy jako celek. Nejde jen o automatizaci práce jednotlivých strojů, ale o automatizaci ucelených podnikových procesů, a dokonce i dodavatelských řetězců, od objednávky přes zjišťování výrobních možností a dodacích termínů, technologickou přípravu výroby a programování strojů až po dokladování dodržení výrobních postupů a výsledků kontrol kvality a analýzu spotřeby energie a surovin.

Vysoce flexibilní výroba v podání DMG Mori

Největším vystavovatelem na EMO Hannover 2023 byla japonsko-německá firma DMG Mori. Sortiment produktů DMG Mori zahrnuje stroje všech velikostí. V Hannoveru firma vystavila 39 strojů, z nichž několik ve světové premiéře. K nim patřilo např. obráběcí centrum INH 63 pro pětiosé obrábění dílů o hmotnosti až 1 000 kg. Vyznačuje se mimořádně úsporným hospodařením s chladicí kapalinou i mazivem. Stroj byl speciálně navržen pro integraci do automatizovaných výrobních systémů.

Totéž platí pro flexibilně rozšiřitelný paletový systém PH Cell 800, vhodný pro připojení k obráběcím strojům DMG Mori. Dokáže automaticky vkládat obrobky do stroje a následně je odebírat.

Trend směřující k vysoce flexibilní, bezobslužné výrobě se odráží i v autonomním robotickém systému UH-AMR 2000 (obr. 1). Vozíky se pohybují autonomně a mohou podle potřeby přepravovat polotovary, hotové obrobky, nádoby na třísky a nástroje. Na plošině vozíku je umístěn robot, který může vkládat obrobky a nástroje přímo do stroje.

V oblasti digitalizace představila společnost DMG Mori svůj nový systém CelosX, který usnadňuje procesně orientovanou správu výrobních dat. Díky integraci cloudového řešení Xchange je navíc schopen tato data vyhodnocovat různými softwarovými nástroji.

Udržitelné obráběcí nástroje od firmy Ceratizit

Firma Ceratizit z Rakouska na začátku veletrhu oznámila, že bude s okamžitou platností dokladovat uhlíkovou stopu všech svých produktů; to jejím zákazníkům umožňuje přijmout preventivní opatření zaměřená na splnění všech požadavků týkajících se monitorování vlivu na životní prostředí. Patří mezi ně uhlíkové stopy všech surovin a také výrobních procesů používaných při výrobě nástrojů.

Prezentovány byly též inovované nástroje této firmy. Frézovací hlava Maximill má integrované chlazení boku nástroje a vyměnitelné břitové destičky; základní těleso s vnitřními chladicími kanály je vyrobeno 3D tiskem. To zajišťuje rovnoměrné smáčení volných ploch břitu a pomáhá prodloužit životnost nástroje i při náročných řezných parametrech.

Start-up Vibrocut představil systém pro prodloužení životnosti nástrojů

Na veletrhu vystavovaly nejen velké a zavedené společnosti, ale i malé start-upy. Společnost Vibrocut, spin-off Fraunhoferova institutu pro obráběcí a tvářecí stroje ze Saské Kamenice, ukázala, jak lze její držák nástrojů Vibrodrill využít k tomu, aby vrtací nástroje rozvibrovaly frekvencí přibližně 20 kHz s amplitudou 10 až 20 µm. Mezi pozitivní efekty vibrace vrtáku patří snížení tření, prodloužení životnosti nástroje a možnost dosahovat vyšších řezných parametrů.

Lámání třísek při soustružení je často problém, který lze výrazně zlepšit nucenou oscilací nástroje. Společnost Vibrocut proto vyvinula držák nástrojů Vibroturn pro soustružnické nože, který pracuje v nízkofrekvenčním rozsahu při frekvencích 100 Hz a amplitudách až 0,5 mm. Pohon je odvozen z revolverové hlavy použitého soustruhu.

Automatizované upínání a uchopování Schunk

Firma Schunk vystavovala na veletrhu EMO automatizovanou upínací a uchopovací techniku. Mezi exponáty byly upínací systémy s nulovým bodem s elektrickou detekcí stavu a elektricky poháněné silové upínací bloky s detekcí polohy čelistí. Firma Schunk představila také hydraulické expanzní sklíčidlo s vestavěnými senzory. Tyto produkty jsou digitálně propojeny a lze je začlenit do automatizovaného výrobního systému s integrovaným monitorováním procesů a řízením kvality (obr. 2).

Inteligentní měřicí technika Zeiss

Zvýšené požadavky na kvalitu a udržitelnost produktů vyžadují v různých fázích výroby použití vyspělé měřicí techniky. Tento trend byl patrný i mezi vystavovateli na EMO Hannover 2023, kteří prezentovali metody, které jsou rychlejší a nabízejí stále větší přesnost a automatizaci široké škály měřicích a zkušebních úloh.

Firma Zeiss vyvinula měřicí zařízení Scanbox Series 5 pro automatizované měření součástek 3D skenerem. Zařízení může měřit několik komponent současně; měřicí sekvence se vykonávají automaticky a jsou přizpůsobené konkrétním měřeným prvkům. Zákazník může systém trénovat pomocí funkce SmartTeach. Vysoký stupeň automatizace pomáhá šetřit náklady a čas.

Kromě toho společnost Zeiss představila Zeiss Prismo, novou generaci souřadnicových měřicích strojů, které dokážou měřit rychleji a přitom prostřednictvím funkce PowerSaver spotřebovávat podstatně méně energie.

Robotizace strojírenské výroby od firmy Fanuc

Velký zájem vzbudily kolaborativní roboty řady CRX s maximální nosností 30 kg (obr. 3) od japonské společnosti Fanuc. Ve spojení s obráběcími stroji a systémy se používají pro nakládání a vykládání, paletizaci i kontrolu kvality. Snadno se ovládají a nevyžadují žádné znalosti programování, proto jsou vhodné i pro začínající uživatele robotů. Kolaborativní roboty tedy představují účinný způsob boje s nedostatkem kvalifikovaných pracovníků. Senzory v každé ose detekují hrozící kolize s lidmi nebo předměty a zastaví jakýkoliv další pohyb. Pohyby řízené krouticím momentem robotům rovněž umožňují kompenzovat tolerance rozměrů obrobků a prostředí. Roboty lze doplnit systémy strojového vidění, což dále rozšiřuje rozsah jejich použití.

Konektivita a digitalizace: umati

Umati je iniciativa výrobců strojů pro standardizovanou komunikaci mezi stroji. Poprvé se představila na EMO Hannover 2019 a nyní je již široce používána. Na technické bázi OPC UA propojuje umati nejen obráběcí stroje, ale i systémy ze všech oblastí výrobních technologií.

V budoucnu se očekává spolupráce s americkou iniciativou MT-Connect, aby se dále rozšířila funkčnost a kompatibilita rozhraní umati. Společně s asociací IDTA (Industrial Digital Twin Association) a ústavem pro řídicí techniku obráběcích strojů a výrobních systémů Univerzity ve Stuttgartu byla demonstrována přímá komunikace prostřednictvím OPC UA do digitální obálky Asset Administration Shell (AAS). Asociace VDW a VDMA a firma Deutsche Telekom názorně předvedly všestrannost umati s dalšími partnery. Jako referen­ční prototypový projekt v rámci iniciativy německé vlády Manufacturing-X vytvořily společný datový prostor pro výměnu dat používaných ke sledování životnosti obráběcích nástrojů (obr. 4).

[Technická závěrečná zpráva EMO Hannover, prosinec 2023.]

Petr Bartošík

Obr. 1. Autonomní vozíky AMR 2000 od firmy DMG Mori (foto: VDW)

Obr. 2. Inteligentní držáky nástrojů Itendo2 od firmy Schunk podporují digitalizaci obrábění (https://youtu.be/nvgaGeUzPAc?si=TUrluWm9fb0WQCJd; foto: Schunk)

Obr. 3. Společnost Fanuc vystavovala kolaborativní robot CRX s nosností 30 kg (foto: VDW)

Obr. 4. Ve stánku iniciativy umati byly představeny možnosti tohoto rozhraní na různých ukázkových strojích (foto: VDW)