Státní podpora vědy a výzkumu v oboru obráběcích strojů v ČR

Svaz strojírenské technologie společně s redakcí časopisu MM Průmyslové spektrum připravil a v pěti posledních vydáních otiskl nový seriál na téma „Využití finančních prostředků na výzkum a vývoj z Ministerstva průmyslu a obchodu členskými podniky SST“..

V tomto seriálu představilo celkem osm členských podniků SST své inovované výrobky, které vznikly právě za podpory MPO ČR a které významně zvýšily konkurenční schopnost těchto firem a tak i celého oboru obráběcích strojů na evropském i světovém trhu. Na přípravě a realizaci všech projektů v různé míře spolupracovalo Výzkumné centrum pro strojírenskou výrobní techniku a technologii (VCSVTT) při Fakultě strojní ČVUT v Praze. Bylo to umožněno zejména díky tomu, že toto Centrum vyrostlo v letech 2000 až 2004 na ČVUT za významné státní podpory z programu „Výzkumná centra“ Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy a dále díky jeho pokračování programem „1M – Výzkumná centra“ v letech 2005–2009, ve kterém ČVUT opět uspělo a řeší státem podporovaný projekt s názvem „Výzkum strojírenské výrobní techniky a technologie“.

Profesor Jaromír Houša se již 44 let věnuje vědecké a pedagogické činnosti na Fakultě strojní ČVUT v Praze, kde donedávna přednášel a vyučoval v konstrukčních a laboratorních cvičeních, v seminářích, dosud vede diplomové práce a školí vědecké pracovníky a doktorandy. Je autorem mnoha publikací, výzkumných zpráv a patentů. Je zakladatelem Výzkumného centra pro strojírenskou výrobní techniku a technologii, kde od roku 2000 působí jako vedoucí. Současně je spoluzakladatelem České technologické platformy STROJÍRENSTVÍ, Společnosti pro obráběcí stroje v ČR, kde působí také jako předseda a spoluzakladatel Technologické platformy Strojírenská výrobní technika. Podílí se na pravidelných mezinárodních konferencích Výrobní stroje, automatizace a robotizace ve strojírenství – Matar Praha.

VCSVTT – platforma pro výzkum

Oba tyto programy MŠMT daly v oboru obráběcích strojů vzniknout novému subjektu, který se zabývá především výzkumem a který v tomto oboru po zániku VÚOSO Praha a dalších strojírenských výzkumných institucí v devadesátých letech citelně chyběl. Tak bylo umožněno tomuto u nás významnému strojírenskému sektoru rozvinout skutečnou spolupráci výrobních podniků s výzkumem, která probíhala a probíhá jak v projektech MPO (Impuls, Tandem, Trvalá prosperita, Pokrok apod.), tak v hlavním projektu VCSVTT, ve kterém musí Centrum získat 10 % uznatelných nákladů právě z komerční sféry, tedy spoluprací s průmyslem. V současné době pracuje ve VCSVTT celkem 80 osob (70 výzkumných pracovníků + 10 pracovníků technických a administrativních). Hlavní pracoviště je na fakultě strojní ČVUT v Praze (65 osob), které má 3 detašovaná pracoviště na VUT Brno (6 osob), TU Liberec (4 osoby) a ZČU Plzeň (5 osob).

Participace na projektech MPO

V seriálu uveřejněných příspěvků je vždy krátce uveden podíl spolupráce VCSVTT na příslušném projektu. Když si však nyní některé podíly VCSVTT na řešení projektů MPO připomeneme, uvidíme teprve, že podíl VCSVTT v těchto projektech není vůbec malý.

Větší rozsah spolupráce byl např. na vývoji stroje SP 430 s firmou Kovosvit – MAS, kde jsme prováděli topologickou optimalizaci nosných dílů stroje, optimalizaci teplotně-mechanického chování vřeteníku, vytvořili jsme a při vývoji stroje použili FEM modely pohybových os a rovněž i jejich komplexní dynamické modely a provedli jsme rovněž i modální výpočty chování celé struktury stroje. Na tento soustružnický poloautomat byla rovněž pracovištěm VCSVTT na VUT Brno zpracována analýza rizik a bezpečnosti práce.

K velkému rozsahu spolupráce Centra došlo také s firmou TOS Varnsdorf na projektu „Zrychlení výrobního procesu u horizontálních obráběcích center vyráběných v TOS Varnsdorf, a. s.“, který byl řešen v rámci programu Impuls a jehož výsledkem je obráběcí centrum SPEEDtec. Úkolem Centra byla zejména podpora v konstrukční a výpočtové fázi projektu. Ve výzkumném centru byly nejprve provedeny počítačové simulace zatížení a deformací pomocí vyspělých výpočtových metod (metoda konečných prvků, teplotní simulace apod.) uvažovaných komponent stávajících strojů, jako jsou zejména stojan, vřeteník, smýkadlo, ale třeba i konzoly uložení kuličkových šroubů apod. Některé z těchto výsledků výpočtů byly experimentálně ověřeny. Poté byly provedeny konstrukční úpravy příslušných dílů.

V případě portálového obráběcího centra s přestavitelným příčníkem FRPQ 300 výrobce TOS Kuřim se pracovníci Výzkumného centra nejen podíleli na jeho vývoji, ale také na prototypových zkouškách.

Ve VCSVTT proběhla rovněž optimalizace konstrukce stroje TOSTurn (TOS, a. s., Čelákovice) s využitím metody MKP. Bezpečnostní hlediska a analýza rizik u tohoto stroje byla řešena ve spolupráci s brněnským pracovištěm VCSVTT na VUT v Brně.

K velkému objemu spolupráce dochází i v současně řešeném projektu firmy Tajmac-ZPS „Seismicky vyvážený obráběcí stroj“. V programu tohoto projektu je stavba dvou prototypů s označením H 80 Standard a H 80DD.

Vývoj obou těchto strojů a především stroje H80DD probíhá v úzké spolupráci s VCSVTT a společnosti Tajmac-ZPS, a. s., přičemž VCSVTT je spoluřešitelem tohoto projektu. Hlavní myšlenka konceptu seismicky vyvážených strojů pochází od Ing. Jaromíra Zeleného, CSc., pracovníka VCSVTT. Při vývoji odlitku vřeteníku a svařence stojanu byla užita velmi moderní a perspektivní metoda topologické optimalizace, umožňující hledat optimální tvar dílců a jejich žebrování. Návrh a následná optimalizace pohonů pohybových os byla na obou strojích provedena s využitím pokročilých komplexních modelů pohybových os, spadajících do oblasti virtuálních prototypů. VCSVTT bude hrát významnou roli i ve fázi realizace prototypu H80DD v oblasti ladění pohonů, měření charakteristik stroje a implementace metody pokročilé teplotní kompenzace.

Toto byl jen podrobnější popis obsahu spolupráce VCSVTT na některých v seriálu uvedených projektech, podporovaných MPO. Od roku 2004 však naše Centrum spolupracovalo celkem na osmnácti takových projektech, jejichž přehled je uveden v tabulce.

Výzkum a výroba ruku v ruce

Podíváme-li se nyní zpětně, jak v oboru strojírenské výrobní techniky v posledních letech rostl objem výroby (viz modré sloupce v doprovodném grafu), můžeme konstatovat, že za posledních 5 let tomu bylo více než dvojnásobně. Lze tedy říci, že na tomto významném vzrůstu měla svůj podíl i státní podpora výzkumu a vývoje tohoto sektoru. Uvážíme-li dále, že za tuto dobu vzrostla spolupráce VCSVTT s tímto sektorem asi pětinásobně (viz červené sloupce), má i VCSVTT bezesporu svůj určitý podíl na tomto růstu.

Závěrem je tedy možné konstatovat, že státní prostředky vkládané v posledních letech na podporu výzkumu a vývoje do oboru strojírenské výrobní techniky byly a jsou efektivně využívány. Proto je třeba v tomto nastoupeném trendu dále pokračovat, zvláště nyní v době překonávání důsledků světové finanční krize, a tuto podporu využít pro maximální inovace výrobních programů podniků, a tak se dobře připravit na budoucí období opětného růstu, které zákonitě přijde pravděpodobně již v r. 2010.

PROF. ING. JAROMÍR HOUŠA, DRSC.
VEDOUCÍ VCSVTT


Ke stažení: Rozhovor - Profesor Jaromír Houša (PDF, 660kB)

Zpět do přehledu článků

Partneři

[LOGO] České technologické platformy STROJIRENSTVÍ [LOGO] MM Průmyslové spektrum
[LOGO] Výzkumné centrum pro strojírenskou výrobní techniku a technologii [LOGO] Svaz strojírenské technologie