FANUC ROBODRILL přináší nejvyšší možnou efektivitu
Některé nástroje, které stojí za dokonalými zuby
Pacienti u zubaře se při pomyšlení na „vrtání“ třesou strachy. Ve světě obráběcích strojů jde však o běžný úkon. Specialista plánování procesů v nástrojové divizi společnosti Sirona Dental Systems GmbH z Bensheimu Stefan Gibbert (Dipl.-Ing.) vypráví o neuvěřitelně rychlé realizaci investice do strojního zařízení, kterou tato společnost jako komplexní dodavatel řešení dentální techniky učinila. Mezi prvotní diskuzí a prvním záběrem stroje FANUC ROBODRILL stálo pouhých osm týdnů. Bylo to v září 2012. Stroj se rychle stál nedílnou součástí armády 50 CNC obráběcích strojů v segmentu „instrumentů“. Dodnes pravděpodobně stihl obrobit již 100 000 titanových pouzder pro turbínou či motorem poháněné zubařské nástroje a „zítra“ jej bude možné nasadit v rámci další integrace přesné mechaniky k frézování a vrtání nových, ještě složitějších součástí.
Továrna uvnitř továrny
Společnost Sirona Dental Systems GmbH z německého Bensheimu je globálním hráčem a předním certifikovaným dodavatelem komplexního sortimentu pro dentální laboratoře a zubařské ordinace. Má pobočky a výrobní závody na celém světě. Pro tuto prémiovou značku pracuje celkem asi 3000 zaměstnanců – z toho 1400 přímo v Bensheimu – pro čtyři divize: CAD/CAM (počítačově podporovaná výroba keramických náhrad), zobrazovací systémy (radiologie), instalace (zubařská křesla/jednotky) a nástroje. V poslední zmíněné divizi pracuje na 50 obráběcích strojích celkem 180 specialistů. Divize se vyznačuje vysokým stupněm vertikální integrace – jedná se prakticky o továrnu uvnitř továrny – a bezkonkurenční soběstačností. Řeší se zde vše od zadávání objednávek po specifikaci a řezání ozubení podle špičkových standardů v tradici švýcarského a jihoněmeckého strojírenství. To se samozřejmě neobejde bez příslušné administrativy, návrhu, programování a zajišťování kvality a shody. Ve výrobě se zhruba z 80 % využívají standardní materiály: nerezová ocel různých tříd, titan, bronz, niklová mosaz a hliník. Výčet procesů: soustružení, frézování, vrtání, superplastické tváření, broušení, honování, tepelné zpracování, otryskávání korundem a sklem, moření, výroba zápustek, elektrojiskrové řezání a výroba ozubených převodů (zejména pro motorem poháněné nástroje). A to byl jen stručný výtah z kompletních výrobních možností, které zahrnují i kompletaci produktů jako jsou přímé nebo lomené násadce (poháněné elektromotorem), turbíny (pneumatické) a další zubařské nástroje jako ultrazvukové škrabky, endodontické lomené násadce a stříkací nástroje.
Nástroje, které stojí za dokonalými zuby: výměna nástroje během 1,6 sekundy
Stefan Gibbert, který řídí plánování procesů, má vysokoškolský titul ze strojní fakulty. Stalo se, že se na program jednání dostala investice do nového CNC obráběcího centra. Mělo být menší, flexibilnější, snadněji ovladatelné, rychlejší, hospodárnější, spolehlivější a současně nejméně tak přesné jako „ten předchozí stroj“ středoevropské značky. „Řídicí systémy FANUC známe z mnoha našich obráběcích strojů. Stejnou značku robotu používáme jako non-stop obsluhu jednoho stroje. O obráběcích centrech FANUC jsem se vlastně dozvěděl od svého nadřízeného Jürgena Schreibera (Dipl. Ing. - FH). Ještě týž den jsem telefonicky kontaktoval zástupce firmy, p. Wernera Kaligu. Za hodinu už byl u nás ve firmě s prezentací stroje FANUC ROBODRILL α-T21iFa a o týden později jsme mu zadali objednávku. Osm týdnů po prvním kontaktu odfrézoval ROBODRILL svou první třísku. Bylo to v září 2012, šlo o nejrychlejší objednávku stroje v historii společnosti Sirona a současně můj první investiční projekt,“ chlubí se Gibbert, když popisuje průběh událostí.
Upínací bloky stroje svírají celkem šest nebo deset ultratenkých, mimořádně robustních titanových pouzder – každé váží 2 gramy, je 100 mm dlouhé, má vnější průměr 20 mm a tloušťku stěny 0,2 mm, přičemž specifikace přesnosti překračují 30µm. – Obrábění na čtyřosém centru ROBODRILL α-T21iFa začíná na obou čelech pouzder. Je třeba vyvrtat a vyfrézovat výstupní otvory pro světlovody a přípojky jednotlivých dílů, které se upevňují po obou stranách pouzder – 15 různých modelů neboli sedm různých vnějších geometrií. Současně se snímá a monitoruje šest kontrolních rozměrů. Nakonec jsou díly (stále ještě ručně) vytaženy: „Doba cyklu činí pouhých 60 sekund! Doba výměny nástroje 1,6 sekundy (chip-to-chip) vzhledem k počtu bloků s pouzdry znamená neuvěřitelný nárůst produktivity oproti předchozímu stroji,“ pochvaluje si nástrojářský specialista. „FANUC přitom zabírá jen třetinu místa a je dokonale připraven na kompletní automatizaci – za mimořádně atraktivní cenu.“ Zmiňuje také podstatně rychlejší kinematiku v osách X, Y, Z a A (rotační osa), uživatelskou přívětivost, spolehlivost a jednodušší údržbu centra ROBODRILL. Souběžně s primárním zpracováním zvládá operátor Nils Klöss odstraňovat otřepy z hotové sady pouzder a ručně vrtat otvory s barevným značením: „Postupně chceme tento krok integrovat do základní doby zpracování stroje. Chceme taky vyvinout inteligentnější řešení pro manipulaci s pouzdry, což je vzhledem k proměnné geometrii součástí složitější než obvykle,“ říká Gibbert s ohledem na budoucí potenciál robotu. Společnost by pak mohla naběhnout z jedno- nebo dvousměnného provozu na jinak obvyklý třísměnný. Nulové vady a prakticky nulový odpad. Obojí je přesně ve shodě s požadavky „nejpřísnějšího“ systému zajišťování jakosti a mezinárodními normami – DIN ISO EN 13485 a FDA, ale také všemi standardy platnými v různých částech světa, které tento přední dodavatel dentální techniky splňuje.
Efektivita rázně zasahuje proti zbytečným nákladům
Hlavice pneumaticky poháněného zubařského nástroje se točí rychlostí až 450 000 otáček za minutu. To vyžaduje, aby všechny součásti byly dostatečně robustní a precizní – včetně pouzdra. Odchylky od tolerancí jsou naprosto nepřípustné. Případné negativní důsledky si dovede představit každý, kdo na svých zubech někdy cítil vrtačku. „Prestižní díl,“ na výstupu procesu, tedy pouzdro, je nejpřesnější strojírenskou součástkou v nástrojářské divizi společnosti Sirona. Vyrábí se z ultratenkého titanu, formuje jako standardní díl technologií superplastického tváření, v několika krocích obrábí a nakonec je zapracován do nástrojů: „Praktikujeme efektivní výrobu v menších sériích, abychom dokázali flexibilně a včas reagovat na požadavky zákazníka. Nedisponujeme velkými skladovými zásobami ani nevyrábíme příliš široké spektrum dílů, takže při zakázkové výrobě a kompletaci dosahujeme velmi krátkých časů zpracování,“ vysvětluje Gibbert (Dipl.-Ing.) strategii nástrojářské divize.
Podle informací Stefana Gibberta disponuje ROBODRILL i dalšími funkcemi (např. monitorováním vřetena, kontrolou deformace, nanointerpolací, přípravou pro automatizaci), aby brzy dokázal zvládat mnohem složitější procesy i bez přítomnosti obsluhy. „FANUC α-T21iFa je v provozu od září 2012. Dosahuje předpokládaných výsledků a dosud nenastaly žádné problémy. Teď už víme, že toho zvládne více, než jsme očekávali: je příjemné pracovat s takovým strojem, protože na rozdíl od toho předchozího nejsou žádné problémy s údržbou. A dokonce i když jednou bude zapotřebí vyměnit vřeteno, je náhradní vložka nejlevnějším a nejrychlejším řešením, které se obejde bez dramatických výpadků. To bude hrát roli v budoucích projektech, u nichž hodláme preferovat jediný zdroj pro všechny potřeby – automatizaci, manipulaci, systémy řízení i CNC obrábění,“ vysvětluje Stefan Gibbert a nakonec uzavírá heslem skupináře údržby provozu: „stroj, který nejméně znám, mám nejraději, protože mě neustále nevolají kvůli řešení problémů.“
Přeřazení na vyšší stupeň budoucích úspěchů na trhu
Asie představuje jeden z nejrychleji rostoucích trhů v odvětví dentální techniky. Čína spustila vládní program každoročního školení 60 000 zubařů. Evropa a Amerika jsou pro společnost Sirona tradičními stabilními trhy s nižší, ale udržitelnou úrovní růstu. Krize z roku 2009 se společnosti Sirona nedotkla – firma i nadále najímala specialisty a investovala do výrobních závodů (nové centrum výzkumu a vývoje) i vybavení. Přeřadila tak na vyšší stupeň a byla připravena na růst ekonomiky, který se vrátil v roce 2010. Na rok 2013 panovaly dobré vyhlídky: společnost i nadále investuje. Probíhá výstavba nového závodu přesného strojírenství (o ploše přibližně 3000 m²). Uvažuje se i o vybavení technologií CNC a částečně také investicích do expanze.
Sirona – výrobce dentální techniky
Sirona je na čele technologií a výroby dentální techniky a partnerem zubařských ordinací, dentálních laboratoří a autorizovaných prodejců na celém světě. Zabývá se vývojem a výrobou kompletního sortimentu dentální techniky, včetně systémů CAD/CAM pro počítačem podporované výroby keramických náhrad (CEREC), digitálních zobrazovacích systémů pro intraorální a panoramatické rentgeny a objemovou topografii (3D), center zubní péče, nástrojů a hygienických systémů. Od vynálezu první elektrické zubní vrtačky (1887) je na špici technologického pokroku a průběžně přináší inovace do všech oblastí dentální techniky. Inovace společnosti Sirona staví laťku moderní zubní péče a mají rozhodující vliv na téměř již 30 let probíhající digitalizaci dentální techniky. Ve 25 pobočkách firmy Sirona na celém světě pracuje 3000 zaměstnanců a produkty se dodávají do více než 135 zemí všech světadílů. Největším trhem pro společnost Sirona jsou USA, následuje Německo a Asie. Společnost vznikla v roce 1997 oddělením od divize zdravotnické techniky Siemens a od roku 2006 působí na americké burze NASDAQ (kód: SIRO). V posledním fiskálním roce (1. října 2011 až 30. září 2012) vykázala tržby ve výši 979 milionů USD. Většinu svých produktů Sirona vyvíjí a vyrábí v německém Bensheimu, který je předním světovým vývojovým a výrobním centrem dentální techniky. Momentálně Sirona zaměstnává přes 260 vědců a techniků a za posledních 6 let investovala do výzkumu a vývoje přes 250 milionů USD.
