Chytrá kombinace systémů

Digitalizace již byla různými způsoby začleněna do CNC dílen v mnoha průmyslových odvětvích. Výrobci nástrojů se také snaží transformovat přínosy výměny digitálních dat do okamžitých výhod pro uživatele. Budoucnost spočívá v inteligentních nástrojích, které se mohou samostatně monitorovat a korigovat. Díky tomu je obrábění flexibilnější, bezpečnější, přesnější a nákladově efektivnější.

MM: Nová přesná vyvrtávací hlava Komflex umožňuje automatickou korekci průměru v režimu s uzavřenou regulační smyčkou (obrábění–měření–korekce). Jak je toho dosaženo?

J. Gryč: Nový inteligentní systém Komflex pro velmi přesné vyvrtávání komunikuje s rádiovým rozhraním Blum RC66. V kombinaci s dotykovou měřicí sondou Blum pak umožňuje systém plně automatickou korekci průměru. Ve výrobci přesných měřicích a zkušebních zařízení Blum-Novotest našla společnost Ceratizit ideálního partnera. Obě společnosti už úspěšně spolupracovaly před několika lety, tehdy ještě jako Komet, na projektu, kde představily mechatronický systém s U-osou, který byl zaměřen na optimalizovaný přenos energie a dat mezi strojem a nástrojem. To bylo na mezinárodní soutěži v Německu, která byla součástí výzkumného projektu BaZMod-Research. A právě během tohoto projektu se zrodil nápad na systém přesného vyvrtávání. Jeho speciální funkcí je integrovaná bezdrátová jednotka, která si může obousměrně vyměňovat data s řídicím systémem stroje prostřednictvím standardního bezdrátového rozhraní Blum. To umožňuje provoz v uzavřené smyčce, což zahrnuje obrábění pomocí vyvrtávací hlavy Komflex a měření dotykovou sondou Blum, která ve spojení s operačním systémem stroje automaticky koriguje polohu řezného břitu. Výsledkem jsou zejména minimální prostoje při manipulaci a žádná chybovost v porovnání s manuálním řešením. Dalšími prokazatelnými výhodami jsou zvýšená transparentnost, ekonomická efektivnost a hlavně unikátnost řešení, které splňuje parametry pro Průmysl 4.0.

MM: Společnost Komet tento systém sama využívá v jedné ze svých výrobních poboček v Besigheimu, jak přímo ve výrobě, tak i na moderním pětiosém obráběcím centru Heller v Technickém centru. Systém máte také nainstalován v Technickém centru ve Velkém Meziříčí. Možná proto se jej podařilo dotáhnout k dokonalosti. S čím bylo potřeba se vypořádat?

J. Gryč: Za vším byl zkušený vývojový tým a od nich vím, že pro tento koncept vyvrtávací hlavy nebyla integrace komunikační jednotky dostačující. To se projevilo již v počátečních předběžných diskuzích a CAD studiích. Kdyby se řešení sestavilo pouze ze standardních součástí, výsledkem by byl produkt, který by byl příliš velký a objemný. Proto společně oba týmy vypracovaly nový koncept, jak optimálně spojit nástrojové, rádiové a bateriové jednotky. Spolupráce byla opravdu cílená a produktově orientovaná s výsledkem, se kterým jsme všichni spokojeni.

Systém Komflex pro přesné vyvrtávání otvorů je nakonec velmi kompaktní nástroj s vnějším průměrem 63 mm a délkou 100 mm. Je o 20 mm kratší než v původních návrzích. Tento kompaktní design odlišuje náš systém od podobných produktů jiných výrobců, přičemž jeho největší výhodou je automatické řízení prostřednictvím bezdrátového rádiového rozhraní RC66. Díky provozu v uzavřené samoregulační smyčce může také provádět obráběcí operace s přesností mikrometrů v nepřetržitých provozech i na bezobslužných směnách. Automatizovaný provoz přesného vyvrtávání navíc zvyšuje bezpečnost obsluhy oproti vyvrtávání s manuální obsluhou, kde je nutné zohlednit čištění od kapaliny a třísek a zajistit bezpečný přístup k nástroji. Zejména u větších strojů se v praxi setkáváme s nepříjemným skapáváním kapaliny a kluzkým prostředím, kde mnohdy hrozí riziko pádu.

MM: To jsou báječné výsledky. Můžete vyvrtávací hlavu blíže popsat, shrnout její technické parametry?

J. Gryč: Hmotnost vyvrtávací hlavy je pouhých 1,5 kg. Vybavena je adaptérem ABS 50 směrem ke stroji, což poskytuje velkou výhodu, protože jej lze flexibilně přizpůsobit široké škále upínacích adaptérů, např. ABS50/HSK-63A apod. V přední části vyvrtávací hlavy směrem k obrobku je k dispozici kombinované rozhraní, které se skládá z otvoru pro válcové stopky o průměru 16 mm, ABS 32 a zubatého profilu pro nástroje „můstky“ pro větší průměry otvorů. Tato trojitá kombinace umožňuje pokrýt velký rozsah průměrů a širokého portfolia nástrojů z programu Komet a Ceratizit.

Komflex lze provozovat při rychlostech až 8 000 min^–1 a zaručuje polohování v krocích 0,001 mm na poloměru. Nastavení má rozsah ±0,25 mm. V závislosti na průměru otvoru a potažmo na typu nástroje mohou být obráběny otvory o průměru mezi 1 mm až 120 mm ve standardním programu. Větší průměry se řeší formou speciálu. Zařízení obsahuje 2 ks tužkových baterií se snadnou výměnou a bezproblémovou dostupností a jejich výdrž je vice než 2 000 korekčních cyklů. Utěsnění splňuje krytí IP67.

Díky svému bezúdržbovému pohonu je hlava extrémně robustní. Patentované centrické uspořádání motoru a obvodových kruhových desek plošných spojů umožňují upravit břit i za provozu. Vývojáři se záměrně vyhnuli kompenzaci nevyváženosti, protože by to bylo spojeno se zvýšenou hmotností a dalším klopivým momentem. Díky centrálnímu uspořádání vyvrtávacích tyčí není nutná kompenzace nevyváženosti. Kromě toho může být hlava v případě potřeby jemně dovyvážena.

MM: Jak se vyvrtávací hlava ovládá a jaké jsou výhody tohoto systému?

J. Gryč: Hlava je obvykle ovládaná prostřednictvím řídicího systému stroje. Pro tento účel slouží integrovaná jednotka Blum s dosahem až osm metrů, která komunikuje s bezdrátovým rozhraním RC66 instalovaným ve stroji. Komflex je vybaven i manuálním režimem nastavení, ve kterém lze vyvrtávací hlavu nastavit pomocí magnetického pera a dvou magnetických senzorů, a to ve shodné přesnosti jako v automatickém režimu. Jednotka je v místě senzorů obklopena nemagnetickým ocelovým kroužkem, který zajišťuje vysokou stabilitu celé vyvrtávací hlavy.

Bezdrátové rozhraní RC66 řízené rádiovým signálem bývá obvykle v obráběcích strojích už integrováno, neboť měřicí sondy a rozhraní RC66 od Blum jsou velmi rozšířené u OEM zákazníků (výrobci strojů) a koncových zákazníků. Pokud je již nainstalováno vybavení od jiného výrobce, může hlava komunikovat i s jinými sondami. Jediné, co se k provozu potřebuje, je bezdrátové rozhraní RC66, které lze velmi jednoduše do stroje doinstalovat.

Další důležitou předností systému Blum je, že bezdrátové rádiové rozhraní RC66 je schopno ovládat až 16 různých nástrojů Komflex, tzn. že na jednom stroji s jedním rozhraním je možné provozovat až 16 vyvrtávacích hlav Komflex. Tato přednost se projeví zejména při výrobě s požadavkem na více vyvrtávaných otvorů různých rozměrů.

MM: Jaké jsou tedy zkušenosti s vyvrtávací hlavou? Osvědčila se v praxi?

J. Gryč: Ve výrobním závodě v Besigheimu je hlava využívána k přesnému obrábění otvorů ABS rozhraní našich adaptérů. Zaměstnanci výroby potvrdili, že jsou nyní schopni spolehlivěji a rychleji splnit stanovené požadavky na kvalitu. Už není nutné zastavovat stroj kvůli manuálnímu měření na obrobku a manuálnímu nastavování vyvrtávací hlavy na požadovaný rozměr.

Zájemcům můžeme výhody přesné vyvrtávací hlavy Komflex demonstrovat také ve zkušebním a předváděcím centru v Besigheimu, protože pětiosé obráběcí centrum Heller HF5500, které bylo nedávno uvedeno do provozu, je vybaveno všemi příslušnými komponenty Blum. Tento vysoce přesný stroj je ideálním základem pro prokázání schopností tohoto nástroje na různých zkušebních a zákaznických obrobcích. Stroj je také využíván k prezentaci dalších mechatronických nástrojů, jako je např. Komtronic s U osou.

Také v Technickém centru ve Velkém Meziříčí je už tento systém nainstalovaný a připravený k prezentaci. Instalace, odladění a zaškolení probíhalo ve spolupráci s techniky Blum CZ. Nyní obě společnosti na trhu ČR a SR působí jako partneři a společný produkt mohou prezentovat a nabídnout svým zákazníkům. Klíčovým prvkem při rozhodování o koupi je možnost toto unikátní řešení předvést a případně nastavit na konkrétní obráběný dílec u nás v centru na pětiosém stroji Hermle C32U. K prezentaci systému Komflex nabízíme ukázku řešení s Toolscope, kdy celý proces obrábění je monitoriváný a hlídaný, např. proti kolizím.

MM: Přeji vám mnoho úspěchů s novou vyvrtávací hlavou u vašich zákazníků a děkuji za rozhovor.

Vyvrtávací hlava Komflex s měřicí sondou Blum a rádiovým rozhraním Blum RC66 byla s pomocí techniků Blum CZ nainstalována také v Technickém centru Ceratizit na pětiosém obráběcím centru Hermle ve Velkém Meziříčí. Na doplňující otázky odpovídá Andrej Babka, obchodní zástupce společnosti Blum CZ.

MM: Co instalace systému obnáší? Jak dlouho zabere? A jak jste s výsledkem spolupráce spokojen?

V prvom rade to bude vôľa skúsiť niečo nové, čo možno konkurencia ešte nemá a popremýšľať nad tým ako zlepšiť svoju výrobu, aký inovatívny prvok použiť aby sme sa posunuli ďalej a zefektívnili výrobný proces. Jednou z odpovedí môže byť aj tento systém. Následná inštalácia meracích systémov v obrábacích centrách ako inštalácia rádiového prijímača RC66 s ktorým komunikuje Blum sonda a po novom aj Komflex nástroj s pripojením na riadiaci systém a doplnenie meracieho softvéru je pre nás už denná rutina. Konkrétne pri tomto systéme sa vykonáva prenos dát s využitím priemyselnej komunikačnej zbernice profibus alebo profinet a Blum rozhraním novej generácie. Inštalácia takéhoto systému u zákazníka zaberie asi dva dni. Spoluprácu s teamom Ceratizit si pochvaľujeme, pri inštalácii systému a spoločného zoznamovania sa s týmto produktom sme niektoré procesy vylepšili a zjednodušili ovládanie tandemu vyvrtávacej hlavy a meracej sondy.

MM: Byla nutná také instalace bezdrátového rozhraní RC66, nebo jsou jimi stroje Hermle vybaveny?

Nie v tomto prípade už stroj Hermle bol vybavený potrebným hardvérom s nastavenou komunikáciou so strojom. Zákazníci Hermle pri kúpe nového stroja si môžu vybrať z troch rôznych sond (v rovnakej cene) a Blum sonda je jedna z možností, u menších strojov je to však optické rozhranie. Systém Komflex si vyžaduje rádiové rozhranie RC66, takže je vhodné byť pripravený do budúcna a už od výrobcu stroja si zaobstarať rádiovú sondu Blum pre prípadné ľahké rozšírenie o špičkové technológie typu Komflex, Digilog, RG a iné.

MM: Co obnáší zaškolení obsluhy? Co se obsluha musí všechno naučit?

Je niekoľko jednoduchých úkonov ktoré bude obsluha musieť vedieť zvládnuť naviac oproti klasickej vyvrtávacej hlave. Zväčša sa realizujú na začiatku a v rámci školenia ako napríklad: párovanie Komflex s prijímačom RC66 pre nastavenie komunikácie, nastavenie východzej polohy vyvrtávacej tyče kam sa vracia  po výmene rezného plátku za nový, nastavenie limitnej hodnoty pre opotrebenie nástroja pri ktorom systém upozorní obsluhu na výmenu rezného plátku apod. Nie je to však nič zložité a po úvodnom nastavení si systém viac menej funguje svojím životom. Pri výmene rezného plátku následne odpadáva pracné a niekedy aj zdĺhavé nastavovanie, čo prináša obrovskú časovú úsporu a znižuje riziko chyby z dôvodu ľudského faktora.

MM: Bezdrátové rádiové rozhraní RC66 je schopno ovládat až 16 různých nástrojů Komflex v jednom stroji, uvádí pan Gryč. Dokáže ovládat také jiné nástroje? Již jste se s takto vysokým počtem nástrojů Komflex v jednom stroji setkal? Kolik nástrojů ovládá ve Velkém Meziříčí?

Áno, to je dôvod prečo sa používa rádiové rozhranie RC66 ktoré umožňuje komunikáciu s viacerými sondami prípadne nástrojmi. Konkrétne je k dispozícii 6 kanálov, ku každému kanálu sa môže priradiť jedna sonda z nášho širokého portfólia. Obrobkovú sondu môže zákazník rozšíriť o ďalšie špičkové meracie sondy ako nástrojová sonda ZX-Speed RC - takzvaný hríbik, sonda TC64-Digilog pre skenovanie obecnej kontúry, sonda TC64-RG na meranie drsnosti, sonda TG82 na meranie teploty obrobku alebo precízny dutinomer BG60. V prípade Komflex nástrojov je jeden takýto kanál určený práve im, na jeden kanál je možné použiť až 16 rôznych nástrojov a teda jednou sondou sa môže korigovať 16 automaticky nastaviteľných Komflex nástrojov.

V technickom centre Ceratizit vo Velkém Meziříčí je jedna takáto aplikácia s jedným Komflex nástrojom v rámci nášho spoločného regiónu Čiech a Slovenska. Tu je pripravená aj prezentácia pre ukážku zákazníkom. Je to novinka s ktorou prichádzame na trh a aj touto cestou chceme osloviť potenciálnych zákazníkov. Od Marca tohto roka je systém rozšírený aj pre nové operačné systémy Fanuc a Heidenhain. Spolu so Siemensom tak vieme touto technológiou pokryť najčastejšie používané operačné systémy.

MM: Jaké hlavní výhody tento systém uživateli přináší? A pro jaké aplikace byste jej doporučil?

Treba si uvedomiť, že systém v uzavretej slučke obrábanie -> meranie -> kompenzácia šetrí peniaze a maximalizuje pridanú hodnotu vyplývajúcu z in-procesnej kontroly. Medzi hlavné výhody by som zaradil automatizáciu výrobného procesu bez potreby zasahovania obsluhy do výrobného cyklu, zabezpečenie stability a kontroly procesu, veď sonda môže merať každý alebo každý n-tý diel aj s prípadným výstupom nameraných hodnôt do textového protokolu. Taktiež sa tu ponúka možnosť využitia rezného plátku až ku koncu svojej skutočnej životnosti.

Systém z pohľadu zabezpečenia a kontroly presnej výroby  je určený skôr pre veľkosériovú výrobu pri  požiadavkách na tesné tolerancie a tam kde dochádza k rýchlejšiemu opotrebeniu reznej doštičky. Ale viem si ho predstaviť aj pri menšej sériovosti vyrábaného komponentu, napríklad pri obrábaní drahých materiálov respektíve finálnych obrobkov.