Témata
Reklama

CAM při výrobě malých vodních turbín

01. 10. 2013

Obnovitelné zdroje založené na energii vody jsou nedílnou součástí enviromentálně šetrného energetického systému. Švýcarská společnost Bunorm AG dodává turbíny pro malé vodní elektrárny využívající pro práci malé množství vody. Veškeré potřebné komponenty si vyrábí firma sama a následne je kompletuje do výsledného výrobku.

Původně dodával Bunorm jenom jednotlivé součásti turbín. Jednoho dne nebyl subdodavatel schopen vyhovět požadavkům a dodat v termínu odlitek lopatky Kaplanovy turbíny. Bunorm tedy dostal objednávku na vyfrézování lopatky z objemu. Později se objednávka rozšířila na dodávku a instalaci celých turbín, jejichž konstrukce a výroba si vyžádala také řešení speciálních inženýrských a strojařských postupů.

Reklama
Reklama

Zavedení CAM systému TopSolid

Pro programování výroby na CNC strojích byly k dispozici digitální modely ve formátu 3D STEP. Nejnáročnější částí turbíny je lopatka, která musí být frézována ve třech až pěti osách. Pro jejich programování firma Bunorm používá CAM systém TopSolid od firmy Missler Software, který byl dodán ve spolupráci švýcarského a německého prodejce, přičemž švýcarský prodejce TopSolid dodal a německý zabezpečil postprocesor a školení uživatelů. K základnímu školení nabídl ještě školení pro pokročilé se zaměřením na volbu a použití frézovacích strategií pětiosého frézování v TopSolidu. Operátor a programátor CNC strojů společnosti Bunorm Roger Knobel v rámci této spolupráce vytipoval vhodné obráběcí metody a ověřil je na modelu lopatky vyfrézované z hliníku.

Frézování turbínových lopatek

Pro výrobu lopatky z tvrdého materiálu je nutné odebrat většinu materiálu hrubováním ve tříosém cyklu. S ohledem na omezený pracovní prostor u pětiosého frézovacího stroje DMU 100T od DMG muselo tříosé hrubování probíhat v deseti různých pracovních rovinách. Zde sehrálo programování v TopSolidu hlavní roli – byly rychle nadefinovány pracovní roviny a hrubovací cykly a systém se postaral o stálý dohled nad odebíraným materiálem a aktuálním stavem polotovaru. Programování a kontrola vytvořených drah s ohledem na pracovní prostor a omezení stroje probíhaly výlučně na počítači. Barevně zvýrazněné oblasti přitom operátorovi velmi přesně ukazují, kde je následně potřeba odfrézovat materiál a jak navrhnout další frézovací operace.

„Bez Top Solidu bychom nebyli schopni tuto lopatku naprogramovat a vyfrézovat,“ vysvětluje operátor a programátor CNC strojů pan Knobel.

Na závěr byla celá lopatka vyhlazena pomocí pětiosého dokončování tažením nástroje podél plochy tak, aby byl povrch co nejhladší a následné leštění se zkrátilo na minimum. I tady bylo nutné postupovat krok za krokem s různým náklonem frézy k materiálu s ohledem na omezený pracovní prostor stroje.

Bezpečné frézování bez kolizí

V průběhu všech pracovních kroků nabídla realistická simulace stroje v TopSolidu nezbytnou bezpečnost při frézování bez kolizí s dílcem nebo polotovarem. Programátor se mohl spolehnout na kontrolu potenciálních kolizí provedenou TopSolidem, který sleduje situaci v celém stroji, kolem upínek nebo sklíčidel apod. „Bez obsáhlé simulace a testovacích funkcí Top Solidu bychom nebyli schopni tuto lopatku naprogramovat a vyfrézovat,“ vysvětluje pan Knobel. „S TopSolidem, který umožňuje přesně řídit a definovat chování stroje při změně obráběných hladin, takovou definici uložit a znovu použít, bylo možné programovat reálné pohyby a vzdálenosti při přejíždění, příjezdech a odjezdech nástroje v souladu s realitou a tak se všem kolizím předem vyhnout.“

Také všechny ostatní dílce turbíny byly programovány v TopSolidu a frézovány nebo soustruženy na obráběcích centrech ve společnosti Bunorm. Nakonec byla turbína smontována a dodána k instalaci do elektrárny. Tam se ukázalo, že tubus – pouzdro turbíny, do něhož měl být vložen rotor – byl zákazníkem nesprávně zkonstruován a musel být dodatečně upraven obrobením. Toho se opět ujala společnost Bunorm. V praxi se tak projevila výhoda dodávky celé turbíny od jednoho dodavatele.

Bunorm používá TopSolid CAM na programování svých CNC strojů od roku 2006. Nejdříve vyráběl poměrně jednoduché dílce, které bylo možné obrábět do pěti indexovaných os. Rok na to pak přišla první aplikace pětiosým simultánním obráběním. Od roku 2009 byly už ve společnosti vyráběny kompletní turbíny. TopSolid tak společnosti pomohl otevřít nové obchodní příležitosti. Strategií firmy je vedle jednotlivých dílců dodávat sestavy a kompletní zařízení, neboť takové dodávky představují značnou přidanou hodnotu. Díky práci v TopSolidu a výrobě ve vlastní továrně může společnost Bunorm uspokojovat větší počet objednávek.

Jaroslav Čapek

Centersoft, umístění na MSV: pavilon P, stánek 58
centersoft@centersoft.cz
www.centersoft.cz

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 131032
Datum: 01. 10. 2013
Rubrika: Trendy / MSV 2013
Autor:
Firmy
Související články
Nové prostředí automatizuje tvorbu NC programů

Uplynulo již 30 let od prvního spuštění Edgecamu a jeho vývojáři mají zákazníkům stále co nabídnout. V době představení Edgecamu šlo o tradiční CAD/CAM systém založený na drátové a plošné geometrii. Nicméně s vývojem Mechanical Desktop a ProEngineer, následované SolidWorks, Solid Edge a Inventor, se CAD systémy střední třídy na objemové bázi začaly stále více rozšiřovat. Vývojáři Edgecamu se tedy jako první na trhu CAD/CAM systémů rozhodli vydat se jedinečnou cestou podporující všechna hlavní 3D objemová jádra namísto vývoje svého softwaru založeného na vlastním objemovém jádru.

Virtuální kontrola obrábění

Kvalita obrobeného povrchu a čas obrábění při dosažení požadované přesnosti jsou nejběžněji sledovanými kritérii obrábění. Prostředkem pro optimalizaci a rychlou kontrolu výsledků obrábění se stávají simulace virtuálního obrábění s vizualizací obrobeného povrchu.

Zvýšení hodnoty díky softwaru

Vybavit se tím správným softwarem se vyplatí, jelikož zvýší produktivitu i zisk společnosti. Tady je důkaz.

Související články
900 000 nástrojových datových záznamů navíc

Nové rozhraní výrazně rozšiřuje datovou nabídku pro uživatele systému TDM. Ti mají nově k dispozici nástrojová data od více než 40 výrobců, tedy téměř pro každou obráběcí operaci.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Alternativa k aditivním technologiím

Kdo rychle potřebuje nějaký prototyp, tomu doporučuje výrobce strojů Röders z německého Soltau místo výroby s následným leštěním vyfrézovat model z celého bloku hliníku. "To jde mnohem rychleji," říká vedoucí prodeje Dr.-Ing. Oliver Gossel. Jak lze tímto způsobem vyrobit držák na mobil za 30 minut - a to dokonce s vysoce lesklým povrchem - demonstruje Röders na svém stroji RXP601 s použitím 6 mm diamantové frézy od firmy Horn.

Ověřování koncepčních návrhů

Nyní v říjnu je to právě rok od okamžiku, kdy americká společnost Altair získala do svého portfolia revoluční výpočetní nástroj SimSolid, který se svým použitím zaměřuje především na konstrukční oddělení, jimž nabízí možnost snadno provádět překvapivě rychlé pevnostní analýzy koncepčních návrhů.

Ultra lehké komponenty vyráběné 3D tiskem

V posledních letech se do širšího povědomí dostávají aditivní technologie, neboli 3D tisk, kde je součást tvořena přidáváním materiálu nikoliv jeho odebíráním, jako je tomu u klasického obrábění. Jejich využití je zkoumáno napříč nejrůznějšími obory od strojírenství přes architekturu až po medicínu a módu. Pokud se omezíme na 3D tisk kovů, zjistíme, že aditivní technologie jsou brány jako prostředek pro výrobu tvarově složitých a občas konvenčními způsoby zcela nevyrobitelných dílů. Jsou brány jako jakási ideální výrobní technologie pro výrobu čehokoliv. V posledních letech se navíc stále více skloňuje spojení aditivní technologie a topologické optimalizace, což je způsob návrhu tvaru dílu na základě matematické optimalizace. Jak lze tušit, navržený tvar je značně složitý a často bývá označován jako organický. Takové díly jsou údajně vhodné pro 3D tisk, ale není tomu tak. Ve většině případů je realita daleko prozaičtější. Použití aditivní technologie je pouze jediná možnost, jak takový díl vyrobit.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

CNC řízení pro rychlostní a multifunkční obrábění

Výsledek obráběcího procesu v parametrech přesnost/rychlost/povrch je dán mnoha faktory na straně stroje, nástrojů, způsobu programování a upínání, přičemž může existovat i více cest k jednomu stanovenému cíli. V tomto článku bychom se chtěli zaměřit na CNC řídicí systém, který je dnes bezpochyby podstatnou a nenahraditelnou složkou tohoto procesu. Řídicím systémem přitom většinou rozumíme jak vlastní řídicí počítač, tak i pohony os a vřeten a systémy odměřování polohy.

Velmi rychlá dvojčata

SolidCAM a InventorCAM jsou jeden a tentýž CAM program integrovaný v různých CADech (SolidWorks a Autodesk Inventor), proto má smysl mluvit o obou najednou. Neliší se funkčně totiž opravdu vůbec, pouze je uživatel ovládá ve svém oblíbeném CADu.

Virtuální stroj pomáhá vyhnout se poškození

Kolize během obrábění jsou vždy nákladnou záležitosti. Tím, jak se výroba vybavuje stále vyšší úrovní automatizace a s rozšiřováním aplikací internetu věcí (IIoT) nabývá prevence chyb na složitosti i časové náročnosti. Japonský výrobce CNC strojů Okuma , který si jako jediný na světě vyrábí veškeré klíčové komponenty obráběcích strojů sám, vyvinul digitální řešení, které slouží k přípravě, simulaci a otestování celého procesu obrábění před jeho zahájením. Během vlastního obrábění provádí systém Collision Avoidance Systém (CAS) velmi přesnou virtuální simulaci s předstihem v řádu milisekund před vlastním řezáním. Jakékoli kolize, které by mohly nastat, jsou tak zablokovány předtím, než mohou způsobit vážná poškození - šetříc čas a peníze provozovatele stroje.

Automatizace lidem práci nebere

Automatizaci se ve firmě Kovosvit MAS věnují od roku 2013. Z původního projektu vznikla samostatná divize MAS Automation a na letošní rok má plánované téměř dvojnásobné tržby oproti roku 2017. V porovnání s plánovaným obratem celého Kovosvitu jsou tržby divize zatím nevýznamné, ale průměrný růst divize o dvě třetiny ročně dokládá, že automatizace má v podniku ze Sezimova Ústí zelenou.

Digitalizujeme svět obrábění

Digitalizace v oblasti obráběcích strojů je poměrně nový fenomén. Svět digitalizace se stává svébytným ekosystémem a Siemens jako jediný má pro jeho vytvoření a fungování potřebnou škálu nástrojů – od simulačních programů pro plánování a virtuální zprovoznění strojů, výrobků i procesů přes řídicí systémy a další prvky průmyslové automatizace po monitoring a sběr dat, cloudová úložiště i manažerské nadřazené systémy. Jaké výhody digitalizace přináší, ukázal Siemens na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně mimo jiné také na prototypu multifunkčního obráběcího centra MCU450 společnosti Kovosvit MAS.

Propojené systémy ve výrobě

Ekonomická síla firmy, její produktivita a úspěch na trhu závisí do značné míry na tom, jak chytře a efektivně společnost využívá data, která má k dispozici, a na tom, jaká data vůbec má k dispozici. Sběr a vyhodnocování dat umožňují procesy neustále monitorovat a vylepšovat. Digitalizace všech částí výroby a následná chytrá analýza dat tak zvyšuje produktivitu a efektivitu výroby, umožňuje rychlejší uvedení výrobku na trh, energeticky účinný provoz a ekonomickou výrobu velkého množství individualizovaných výrobků. Společnost Siemens nabízí komplexní portfolio softwarových a hardwarových řešení, která už dnes pomáhají digitalizovat celý vývojový a výrobní proces.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit