Témata
Reklama

Inteligentní obrábění

01. 09. 2010

S odcházejícím létem tradičně přichází nová verze 3D CAD systému SolidWorks 2011 a v těsném závěsu následuje integrovaný CAM systém SolidCAM 2011. Každá nová verze vždy přináší mnoho novinek, vylepšení a užitečných funkcí. Jednou z klíčových inovací, která udělá radost mnoha programátorům CNC strojů, je inteligentní způsob obrábění – iMachining – vyvinutý společností SolidCAM Ltd.

Rychlost, efektivita, snížení cen - v dnešní dosud rozkolísané ekonomice často skloňované požadavky, které se promítají do každodenní činností výrobních firem. Ať jde o zakázkovou výrobu nebo produkcí vlastních výrobků, tlak na vyšší efektivitu výroby je stále větší a větší.

Reklama
Reklama
Reklama
Porovnání klasických CAM drah kapsování a obrábění otevřené kapsy technologií iMachining

iMachining

Technologové a programátoři CNC strojů jsou téměř na konci procesů ve firmě a aktivně se účastní výrobního cyklu. Okamžiky těsně před výrobou bývají z hlediska dodržení termínu zakázky kritické. Je třeba dořešit technologii, naprogramovat stroje, přitom podklady do technologie přišly pozdě... Dochází k typickým problémům: obráběné dílce jsou plné zapeklitých tvarů, materiál je houževnatý, nástroje se lámou, a vůbec - ta CNC centra jedou nějak pomalu. „Co s tím?" ptají se technolog, programátor, vedoucí výroby i ředitel. Jedno řešení by tu bylo. SolidCAM s inteligentním obráběním iMachining umí v takto vypjatých chvílích velmi elegantním způsobem pomoci. Jak to dokáže? Velmi jednoduše - obrábění zoptimalizuje a zrychlí.

Základní myšlenky vzešly z pečlivé analýzy požadavků zákazníků a dlouholetých zkušeností s vývojem CAM funkcí. Cíle inteligentního obrábění iMachining lze vyjádřit poměrně stručně: jednoduché použití, optimální dráhy nástroje, konstantní zatížení nástroje v řezu, zachování trvale vysokého úběru materiálu.

Co nejvíce materiálu v co nejkratším čase

Sebelepší systém ztrácí v očích uživatele své kouzlo, pokud se nesnadno používá nebo má komplikované a obtížně ovladatelné funkce. Funkce iMachiningu se v SolidCAMu ovládají prostřednictvím srozumitelného průvodce. Stačí základní seznámení s funkcemi, aby uživatel velmi rychle získal kvalitní výstup v podobě efektivnějšího obrábění. Tvar drah nástroje je optimalizován s ohledem na co nejefektivnější způsob odebírání materiálu a s ohledem na kontrolu zatížení nástroje.

Klasické CAM dráhy s více úběry v ose Z ve srovnání s obráběním iMachining na jeden úběr v ose Z
Porovnání klasických CAM drah při obrábění obvodu a obrábění technologií iMachining na jeden úběr v ose Z

Na základě dlouholetých praktických zkušenosti se jako nejlepší jeví spirální dráha nástroje s rovnoměrným stranovým překrytím. Pokud spirála není s rovnoměrným překrytím nebo není možná vůbec, iMachining řeší situaci alternativním způsobem. Efektivita procesu obrábění vychází z průběhu dráhy nástroje a realizovaných řezných podmínek, které se v průběhu cyklu dynamicky mění podle zadaných parametrů s ohledem na aktuální pozici nástroje v materiálu. Výpočtový algoritmus zohledňuje množství vnitřních a zadaných parametrů. Vše je podřízeno cíli odebrat co největší množství materiálu v co nejkratším čase.

Kompletní obrobení iMachining s preferencí spirál
iMachining s preferencí paralelních drah

Databáze nástrojů a materiálů

Vstupních parametrů a okrajových podmínek, které ovlivňují průběh obrábění, je mnoho. Zohlednit naprosto všechny vlivy, které ve skutečnosti obráběcí proces ovlivňují, je prakticky nemožné. Proto je cílem SolidCAMu a funkcí iMachiningu harmonicky sladit co nejvíce podstatných popsatelných parametrů tak, aby to uživatele minimálně zatěžovalo. Po instalaci SolidCAMu je kromě srozumitelného průvodce nastavením přichystána také základní databáze nástrojů a obráběných materiálů. Systém je tak okamžitě připraven k velmi snadnému použití. Je však pravděpodobné, že uživatel brzy narazí na kombinaci nástroje, stroje a obráběného materiálu, která v systému dosud nebyla zadána. V takovém případě lze potřebné informace snadno doplnit zadáním několika klíčových parametrů a nová kombinace je zanesena v databázi systému. Potřebné údaje uživatel získá v každém dostupném katalogu nástrojů a materiálovém listu. Tímto způsobem programátor řeší aktuální úkol a zároveň pro firmu vytváří databázi znalostí pro pozdější opakované použití.

Okrajové podmínky obrábění

Okrajové podmínky ovlivňující obrábění řeší každý programátor CNC strojů dnes a denně. Do své práce intuitivně promítá zkušenosti, které nasbíral praxí. Výhodou iMachiningu je, že s velkým počtem zadaných okrajových podmínek počítá exaktně a rychle, s nevelkými nároky na nastavení ze strany uživatele. V úvahách o okrajových podmínkách se jako první nabízí vztah mezi materiálem nástroje a typem obráběného materiálu. Ve výpočtu jsou ale zohledněny i další důležité parametry. Tvar nástroje je třeba důkladněji definovat, kromě průměrů a počtu zubů algoritmus počítá s délkou řezné části a úhlem šroubovice. Na základě těchto parametrů jsou vypočítány kontaktní body nástroje v každém okamžiku obrábění a definovány optimální hloubky zanoření nástroje. V ideálním případě je tak využita celá řezná část nástroje a eliminovány potenciální vibrace. Dále je ve výpočtech na základě zadaných parametrů zohledněna i tuhost konstrukce stroje a výkon vřetena.

iMachining s rozdělením materiálu na příkopy a spirály

Volba parametrů obrábění

V konečném součtu získáme optimální návrh obrábění, který je doplněn o další volitelné alternativy. Systém uživateli umožňuje jednoduše vybrat z několika navržených variant tu, která mu bude nejlépe vyhovovat - například použitím ovládacího prvku, který ze všeho nejvíce připomíná ovládání hlasitosti na televizním ovladači. Jedním tlačítkem tak  může postupně „přidávat" podle toho, jestli chce obrábět agresivnějším způsobem, nebo „ubírat" směrem k mírnějšímu způsobu odebírání materiálu. Celý proces výběru probíhá v přiměřeném rozsahu s ohledem na životnost a možnosti soustavy nástroj - obrobek - upnutí - stroj. Generované dráhy nástroje budou preferovat ideální průběh v podobě spirálního obrábění s kontrolou ideálního opásání nástroje a dynamickou změnou řezných podmínek v každém bodu dráhy, přičemž tvar a průběh spirály je přizpůsoben geometrii obrobku. Pokud je tvar obrobku složitější a jedna spirála nestačí, je materiál rozdělen tzv. příkopem na několik částí, které jsou následně odebírány spirálním způsobem. Hluboké tvary, které je nutné standardním způsobem obrábět na několik přísuvů v ose Z, lze pomocí iMachiningu obrobit najednou, významně tak zkrátit obráběcí čas a efektivněji využít řeznou část nástroje.

iMachining kombinace příkopování, spirálního a paralelního obrábění

Závěrečné shrnutí

Zdaleka zde nebyly popsány všechny možnosti, ale důležitým je fakt, že SolidCAM iMachining umožňuje novým inteligentním a automatizovaným způsobem produktivně obrobit různé varianty velmi členitých dílců z obtížně obrobitelných materiálů, a to velmi rychle a navíc bezpečně. Rozsah kontrolovaných vstupních podmínek je mimořádný a zaručuje precizní provedení výsledného obrábění. To vše zastřešuje velmi přehledné a snadno naučitelné ovládání. Použití softwaru SolidCAM iMachining je možné významně zvýšit produktivitu v CNC výrobě již od prvního kusu.

Vladimír Grmela, Ing. Stanislav Vavřík

//www.solidvision.cz/

vladimir.grmela@solidvision.cz

Reklama
Vydání #9
Kód článku: 100955
Datum: 01. 09. 2010
Rubrika: Trendy / IMT 2010
Autor:
Firmy
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.

Kolaborativní roboty - potenciál automatizace v automobilovém průmyslu

Kolaborativní roboty, neboli koboty, vytvářejí další příležitosti pro automatizaci automobilového průmyslu. Jsou charakteristické svou schopností pracovat ve specifické výrobní oblasti, po boku pracovníků. Dále pak rychlou implementací a snadným přesunem na nové úkoly. V neposlední řadě i intuitivním programováním a obsluhou. Mohou pomoci v procesech jako je vstřikování, při obsluze strojů nebo při balení a paletizaci ve velkých i malých podnicích.

Aditiva s nanočásticemi a vlastnosti procesních kapalin

Myšlenka, že lze v různých výrobních procesech použít kovoobráběcí kapaliny - Metalworking Fluids (MWF), aby se zajistila kvalita obrobku, snížilo opotřebení nástroje a zvýšila produktivita procesu, je velmi stará. Už Leonardo da Vinci vytvořil několik testovacích sestav umožňujících analýzu tření za různých podmínek.

Související články
Budoucnost české výroby

Česká výroba prochází složitým obdobím. Naši výrobci musí každý den řešit složité úkoly a problémy, za které si z části ani nemohou. Doba už je taková, je potřeba se jí ale postavit čelem.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Edge computing pomáhá definovat podnikovou přeměnu

Edge computing už není jen vzdálený koncept. Jak podniky implementují flexibilní řešení pro hybridní cloud a jak se pokrok v open source systémech, jako je Kubernetes, a technologiích pro 5G stává realitou, tak se rozvíjí i edge computing. Kombinací těchto technologických sil vzniká rámec pro podnikové řešení edge computingu, které vezme moc z rukou několika a předá ji do rukou mnoha .

Digitalizujete výrobu? Nezapomeňte na pevné základy

ERP je tradičním podnikovým nástrojem, jehož cílem je podpořit a optimalizovat firemní procesy v rámci jednoho integrovaného řešení. Poskytuje jednotnou datovou základnu, jednotný pohled na dění ve společnosti a svým způsobem je nositelem jednotné verze podnikové pravdy, která je podkladem pro rozhodování managementu.

Cesta k budoucímu růstu vede přes investice

Rok 2020 by se dal přejmenovat na Rok černých labutí. Ekonomové k těmto původem australským ptákům přirovnávají události, které nikdo nečeká a které hluboce zasáhnou samotné základy hospodářství. Tak jako to dokázala pandemie nového typu koronaviru. Ze dne na den donutila vlády, aby vypnuly na několik měsíců nejen českou, ale také další klíčové ekonomiky pro české exportéry.

Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Doplňkový katalog nástrojů

Specialista na třískové obrábění, společnost Ceratizit, vydává svůj nový doplňkový katalog Up2date, v němž opět představuje inovované nástroje, produktové doplňky i zcela nová nástrojová řešení - mezi nimi i čtyřbřitý vrták WTX HFDS.

Platforma pro edgecomputing a průmyslový internet věcí

Systém FIELD (FANUC Intelligent Edge Link and Drive) je platforma určená pro propojení provozních zařízení, která umožňuje rychlý a spolehlivý přístup k výrobním datům s cílem využít je k naplnění koncepce chytré, propojené výroby. Dovoluje realizovat edge computing, tedy shromažďovat a zpracovávat data přímo v provozu, nikoliv až v cloudu, a umožňuje tak činit rozhodnutí, která se týkají jednotlivých strojů a zařízení, mnohem rychleji než u cloudových aplikací. Přitom zůstává zachována možnost, nikoliv povinnost, předem zpracovaná data přenášet k centralizovanému zpracování v informačním systému podniku nebo v cloudu. Účelem je nejen monitorovat, ale i aktivně zasahovat do výrobního procesu ve smyslu regulační smyčky se zpětnou vazbou.

Na cestě stát se globálním jazykem produkce

V loňském roce na veletrhu EMO se uskutečnila první "live" prezentace univerzálního rozhraní obráběcích strojů umati (universal machine tool interface), do které se na výstavě zapojilo na sedmdesát firem z deseti zemí se 110 stroji a 28 softwary. Tato inciativa vytvořit standardizované rozhraní, které uživatelům umožní snadnou a bezpečnou integraci nových strojů, softwarů a dalších zařízení do vlastních IT ekosystémů na principu plug and play, vznikla v roce 2017 pod záštitou VDW (Německá asociace výrobců obráběcích strojů). VDW nyní spojuje své síly s VDMA (Svaz německých strojírenských podniků), aby společně podporovaly šíření a používání standardů OPC UA v celém strojírenském sektoru pod značkou umati.

Čištění upínacích kuželů nástrojů

Při obrábění je zpravidla věnována značná pozornost kvalitě řezných nástrojů a také způsobu jejich upnutí. Již menší pozornost ale bývá věnována rozhraní upínací kužel - vřeteno stroje. Přitom právě upnutí nástrojové sestavy ve vřetenu obráběcího stroje výrazným způsobem ovlivňuje jak celý proces obrábění, tak i trvanlivost ostří, bezpečnost a v neposlední řadě také životnost upínačů i drahých vřeten strojů.

Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Modulární příprava vzduchu pro průmyslové aplikace

Stlačený vzduch je bezpečný a spolehlivý zdroj energie za předpokladu, že se správně používá a upravuje. Často je mylně pokládán za levný nebo dokonce "bezplatný" zdroj energie, avšak v místě použití má přibližně stejnou cenu jako zemní plyn. Proto je velmi důležité instalovat správné vybavení pro úpravu a regulaci přívodu vzduchu.

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