20. června 2026 12:41

Slabým místem automatizace je záběr nástroje

Díky nástrojům vybaveným senzory lze proces obrábění kovů lépe sledovat a řídit

Průmyslová automatizace zaznamenala prudký rozvoj v oblasti robotiky a propojené analytiky, avšak jejím slabým článkem i nadále zůstává samotný záběr nástroje. Výrobci využívají automatizovaný dohled, propojené stroje a instalované řídicí panely, ale v daném okamžiku, kdy dochází ke kontaktu nástroje s kovem, proces stále často závisí na intuici obsluhy a následné kontrole po obrábění. V tomto článku Leland Bailey, Project Manager ze společnosti Sandvik Coromant, která je největším světovým dodavatelem výrobních řešení a nástrojů pro obrábění kovů, vysvětluje, proč dalším krokem v automatizaci jsou právě nástroje vybavené senzory.

Značná očekávání vzbuzuje chytrá výroba. V průzkumu společnosti Deloitte z roku 2025 nazvaném Smart Manufacturing and Operations Survey 92 % výrobců uvedlo, že podle jejich názoru bude v následujících třech letech hlavní hnací silou konkurenceschopnosti chytrá výroba, především díky jejímu vlivu na výkonnost, produktivitu a kapacitu.

Nestačí používat rychlejší programy nebo přidat ke stroji další roboty, pokud se v průběhu samotného obráběcího procesu stále spoléhá na odhad a cit nebo příliš konzervativní parametry. Má-li být automatizace spolehlivá, je nutná znalost toho, co se v reálném čase odehrává v místě řezu, a provedení případných zásahů dříve, než dojde k poruše a v jejím důsledku k prostojům.

Pod pojmem „nástroje vybavené senzory“ se rozumí obráběcí nástroje, adaptéry a nástrojové držáky s integrovanými nebo připevněnými senzory, které v průběhu obráběcího procesu snímají klíčové signály. Systém sleduje velikost řezných sil a vibrací, detekuje chvění v místě styku špičky nástroje s obrobeným povrchem a tyto informace pak v reálném čase přenáší do uživatelského rozhraní nebo do řídicího systému stroje, aby bylo možné zjistit odchylky a přijmout opatření k nápravě. Může se jednat o krátkou prodlevu, úpravu parametrů nebo výměnu nástroje, ale podstatné je, že prováděné zásahy a opatření jsou jednotné a opakovatelné v každé směně.

Vyšší produktivita

Tím, že stabilizují řez a eliminují neplánované prostoje, zvyšují nástroje vybavené senzory produktivitu. Jakmile je proces skutečně bezpečný, mohou výrobci bez obav prodloužit dobu bezobslužného provozu. Priority se přesouvají od počtu zaměstnanců ve výrobě k delšímu času nepřerušovaného obrábění.

Dalším praktickým přínosem nástrojů vybavených senzory je jejich delší životnost. Mnoho výrobních závodů volí konzervativní intervaly výměn nástrojů, aby předešlo neočekávaným poruchám, což však má za následek neúplné využití životností nástrojů a zvýšení nákladů. Jiní naopak nástroje využívají příliš dlouho, což vede k jejich poškození a opět k vyšším nákladům spojeným se zmetkovitostí a časem vynaloženým na provedení oprav.

Na základě signálů z místa řezu získaných v reálném čase však lze rozhodovat s naprostou jistotou. Dílenská pracoviště mohou výměny břitových destiček provádět až ve chvíli, kdy podle signalizace příznaků skutečně dosáhnou konce své životnosti, nikoli proto, že vypršela předem stanovená lhůta nebo na základě pouhé domněnky. V roční výrobní bilanci v přepočtu na celý strojní park využívání těchto prostředků přináší delší čas v řezu, menší prostoje a lepší využití kapacit, aniž by bylo nutné zvyšovat počet zaměstnanců.

Náhrada chybějících znalostí

Organizace World Manufacturing Foundation ve své zprávě uvedla, že 74 % výrobních společností má problémy s náborem potřebného počtu nových talentů. Nábor nových talentů bude navíc stále náročnější, proto výrobní podniky vynakládají značné prostředky na interní školení, aby své zaměstnance vybavily potřebnými znalostmi.”. Pokud data nebudou využívána jako nástroj k učení, hrozí vedoucím pracovníkům ve výrobě potíže s řadou potenciálních chyb.

Do výroby nastupují noví zaměstnanci, zkušení pracovníci odcházejí do důchodu, a nebudou-li systémy čerpat z jejich schopností, může jejich cit pro rozpoznání správně probíhajícího řezu vymizet spolu s nimi. Nástroje vybavené senzory pomáhají převést dlouholeté zkušeností na jednoznačná, naučitelná data, na něž se mohou pracovníci ve výrobě spolehnout. Ukládané záznamy signálů, prahových hodnot a protokolů o událostech lze následně využít jako referenční příručku, která pomáhá při volbě parametrů a usnadňuje řešení problémů napříč směnami i pracovišti.

Když se znalosti ukládají v datech a modelech namísto v hlavách několika lidí, rozhodování se stává opakovatelným a kontrolovatelným. Vedoucí výroby mají k dispozici sledovatelná data o obráběcím procesu, která slouží jako podklady ke kontrole a pro zákaznickou dokumentaci, a výrobní inženýři získávají pevnější základ pro neustálé zlepšování, protože mají k dispozici komplexní datový soubor, nikoli pouhé nahodilé údaje. A co je nejdůležitější, operátoři mohou přestat sledovat chvění a zaměřit se na zlepšování procesů, což je naprosto zásadní pro další vývoj činností pracovní síly.

 Rozhodnutí prováděná strojem

Mnoho strojírenských podniků neúmyslně zaměňuje vizualizaci za automatizaci. Graf na tabletu je užitečný a bezpochyby nabízí bezkonkurenčně nejvyšší úroveň přehledu o situaci, avšak stále je nezbytné, aby člověk pod tlakem problém odhalil a zvolil vhodnou reakci.

Použití nástrojů vybavených senzory však umožňuje dosažení úplné automatizace, kdy systém sám automaticky dodržuje procesní limity. Pokud vibrace překročí stanovené mezní hodnoty nebo pokud dojde k náhlému zvýšení řezných sil způsobem, který signalizuje hrozící bezprostřední selhání, měl by řídicí systém okamžitě přerušit obrábění, vysunout nástroj ze záběru, upravit posuv nebo aktivovat výměnu nástroje. Stroj zajišťuje kvalitu dílů a ochranu nástrojů a zařízení přímo v daném okamžiku, nikoli až poté, co se v dalším průběhu výrobního procesu objeví vady.

Aktivní získávání poznatků o probíhajícím záběru nástroje funguje jako stále se opakující proces, který umožňuje stabilní a opakovatelné pracovní cykly a spolehlivý bezobslužný provoz. V praxi to výrobcům umožňuje naplánovat zcela bezobslužnou automatizovanou výrobu, kterou mohou bez problémů nepřetržitě udržovat v chodu 24 hodin denně. Když řídicí systém detekuje stav přesahující mezní hodnoty, automaticky provede nastavené ochranné opatření a nespoléhá na to, že si někdo tohoto trendu po nějaké době všimne.

Praktický přístup

Když senzory propojíme s řídicím systémem, stane se z monitorování součást chodu stroje, která zajišťuje trvalou ochranu probíhajícího řezu. CoroTurn® Plus, řada senzory vybavených nástrojů z nabídky společnosti Sandvik Coromant, je řešení, které bylo navrženo tak, aby poskytovalo dvě navzájem komplementární úrovně funkcí, protože vývoj probíhá v každém výrobním závodu odlišným tempem.

Když systém CoroTurn® Plus přenáší aktuální data do aplikace CoroPlus® Viewer spuštěné na počítači nebo tabletu, získává obsluha stroje v reálném čase přehled o vibracích v místě styku nástroje s obrobeným povrchem a řezných silách a v případě překročení mezních hodnot může být varována zvukovou výstrahou. Sledují trendy ve srovnání s referenčními procesy, dostávají upozornění na překročení stanovených limitů, kontrolují hodnoty, posuzují odchylky a zaznamenávají typy události, aby urychlili analýzu příčin. Průběžně nashromážděné signály odhalí, kdy se břitová destička blíží ke konci své životnosti, takže ji pracovníci mohou ve správný okamžik vyměnit a vyloučit tak zbytečně předčasné výměny, jakož i poruchy s vážnými následky.

Další úroveň spočívá v integraci ochrany do stroje využívající vzájemné propojení řešení CoroTurn® Plus se systémem CoroPlus® Connected. V tomto režimu jsou stejné signály přiváděny do NC systému stroje a uživatelé provádějí nastavení mezních hodnot kmitání nástroje, zatížení a vibrací v softwaru nebo prostřednictvím NC kódu. V případě neočekávané události řídicí systém automaticky aktivuje ochranná opatření umožňující zastavení procesu po dokončení bloku, k dispozici je rovněž volitelná prodleva a konfigurátory pro přepsání rychlosti posuvu a řezné rychlosti. To vše zajišťuje pokročilejší rozhodování prováděné strojem a umožňuje úplnou automatizaci.

Chytrá výroba závisí na tom, co se odehrává na špičce nástroje. Cloudová propojení a ovládací panely zlepšují přehlednost, avšak bez připojených nástrojů zůstává řez i nadále slabým článkem. Nástroje vybavené senzory zajišťují dosud chybějící přehled a umožňují provádět okamžité zásahy ihned po zjištění prvotních příznaků, čímž se obrábění stává kontrolovatelným a zpětně hodnotitelným procesem,​ který umožňuje bezobslužný provoz s předvídatelnými výsledky.

Sandvik Coromant

Společnost Sandvik Coromant společně se svými partnery a zákazníky stojí v čele úsilí o dosažení dlouhodobě udržitelné budoucnosti a svá nástrojová řešení dodává všem odvětvím světové strojírenské výroby. Za více než osmdesát let aktivní činnosti jsme načerpali bohaté praktické i teoretické znalosti problematiky obrábění kovů. Díky nim se každá výzva stává příležitostí k inovacím, spolupráci a progresivním řešením. Podporou environmentálně šetrného přístupu k podnikání, efektivity a růstu chceme přinášet pozitivní změny a podílet se na tvorbě budoucnosti, která přeje inovacím. Společnost Sandvik Coromant je součástí globální průmyslové strojírenské skupiny Sandvik a podílí se na tvorbě naší společné budoucnosti.

Více informací získáte na webových stránkách www.sandvik.coromant.com. Také se můžete zapojit do diskuze na sociálních sítích.