Témata
Reklama

Nástroje v rámci čtvrté průmyslové revoluce

Abychom mohli vyrábět součásti hospodárně, je potřebné rozšířit proces o výměnu informací. Důležitou roli při tom hraje management nástrojů, neboť pokud chybí nástroj, výroba stojí.

Základními předpoklady pro uplatnění koncepce Průmysl 4.0 jsou vnitřní operativnost a komunikace mezi jednotlivými subjekty procesu. Bez rozsáhlé a bezbariérové výměny informací se koncept čtvrté průmyslové revoluce nemůže uskutečnit. Aby bylo možné obrobek vyrábět hospodárně, je důležité rozšířit výměnu informací. Data musejí být společně řízena, vyměňována a vyhodnocová-na. Heslem je zde „Big Data Analytics“.

Ve výrobním procesu ukrývají postupy, stejně jako dříve, velký potenciál optimalizace v oblastech energie, hospodárnosti a spotřeby času. Pro zvýšení produktivity se nabízejí různé možnosti. V konstrukci je možné v důsledku zlepšených výchozích údajů o nástrojích, materiálech atd. zvýšit produktivitu již ve fázi plánování. V přípravě výroby součásti může management zvolit optimální software a tím minimalizovat časy prostojů stroje a výrobního zařízení. Optimalizace procesu výroby vede také k nižší spotřebě energie, neboť stroj v běhu naprázdno může být vypnut nebo uveden do stavu „spaní“ (Sleep-Modus). Nevyužitým potenciálem jsou také data získaná samotným podnikem, která podnik uchovává, ale v daném okamžiku pro růst efektivity obrábění nevyužívá.

Reklama
Reklama
Pomocí správného managementu nástrojů je možné zhospodárnit výrobu.

Řešení vhodným softwarem

V teorii je potenciál optimalizace výroby snadno identifikovatelný. Obtížnější je tento potenciál, který se vztahuje na celý průběh cyklu životnosti výrobku, určit také v praxi. Především malé a střední podniky toto zjišťují obtížně, neboť je zajímá především konkrétní řešení a měřitelná nadhodnota existující infrastruktury. Pro optimalizaci výroby proto musí krok za krokem zavádět mimo jiné automatizaci procesu, zvyšovat kapacitu výroby, snižovat spotřebu energie a snižovat výrobní náklady. Vhodnou pomůckou pro optimalizaci jsou nejrůznější programy.

V třískovém obrábění hraje software velkou roli. Využívá se v jednotlivých výrobních krocích – od objednávky výrobku přes jeho konstrukci, simulaci až po výrobu a dodání hotového výrobku. Vy-soké přidané hodnoty lze dosáhnout pouze tehdy, je-li brán v úvahu celý výrobní proces se všemi daty. K tomu patří také údaje o používaných výrobních prostředcích, jako jsou řezné nástroje, měřicí zařízení a přípravky.

Zapojení nástrojů

Aby bylo možné výrobek vyrobit hospodárně, je od začátku nutná výměna informací. Začíná to již při objednávce. Jedná se o určení druhu a počtu výrobků, termínu a místa dodání. Nyní je ob-jednávka předána zpravidla na PLM/CAD systém a konstruktér začne řešit svoji úlohu. Aby bylo možné naplánovat hospodárné výrobní náklady, je nutné již v tomto výrobním kroku zvolit po-třebné nástroje. Mnoho známých výrobců nástrojů, jako např. Walter, poskytuje 3D modely a důležité parametry svých nástrojů, což umožňuje naplánovat již v konstrukci potřebné nástroje pro následnou výrobu. V tomto okamžiku je také možné zjistit, zda požadované nástroje jsou k dispozici, nebo zda jsou v zásobníku nástrojů u stroje nebo ve skladu. U numerického NC programování jsou nástroje uloženy v programu současně s obráběnými materiály a simulací procesu obrábění. Následně začíná výroba.

Řada výrobců nástrojů nabízí software pro použití svých nástrojů. Jedním z nich je TDM Systems, sesterského podniku Sandvik-Gruppe a pracovníků z Tool Data Managementu (TDM) v oblasti třískového obrábění. Software obsahuje data o nástrojích, jakož i data z výroby a další potřebné údaje. Navíc je připojitelný k různým on-line platformám.

Strategie tool lifecycle management

Pomocí IT strategie TLM (tool lifecycle managemegent) se koncentruje TDM Systems především na optimalizaci procesu pomocí plánování a přípravy (seřízení) nástrojů. Software řeší organizaci nástrojů ve všech fázích plánování a výroby. Přitom funguje mimo jiné jako spojovací člen mezi ERP, PLM a MES. Eviduje a zpracovává data o nástrojích, příslušné grafiky a předává je do systému CAD, kde probíhá simulace. Současně přebírá organizaci cyklu použití nástrojů. To znamená, že předává informace o zásobě a stavu veškerých nástrojů ve stroji a v zásobníku. Tím jsou drženy zásoby používaných a uskladněných nástrojů na malém počtu a objednávky vyladěny podle potřeby a výrobní situace.

V softwaru jsou formou seznamu obsaženy všechny nástroje, které budou podle provedení ob-robku použity při výrobě a simulaci. Na základě tohoto seznamu je stanovena potřeba nástrojů, přičemž je vzata v úvahu trvanlivost břitu nástroje, jakož i jeho aktuální stav.

V následujícím kroku je zvolen obráběcí stroj, na kterém jsou všechny nebo většina nástrojů již k dispozici. Chybějící nástroje jsou ve skladu, případně je nutné je objednat u výrobce nástrojů a náklady zanést do příslušného nákladového střediska.

V systému TLM je také zahrnuto seřizování nástrojů. Zde spolupracuje TDM Systems s výrobci seřizovacích přístrojů. Tyto měřicí systémy se vztahují na každý kompletní nástroj. Provede se uložení předepsaného parametru a zpět do softwaru se zapíše reálná, skutečně naměřená hodnota. Tím jsou již v procesu plánování k dispozici skutečné hodnoty z reálné výroby. Naměřené hodnoty jsou také předány do programu obráběcího stroje. Tímto přehledem o stavu nástrojů lze zkrátit vedlejší časy na minimum.

Struktura Lifecycle Managementu C-Teilen c-Com firmy Mapal

Spolupráce s výrobci nástrojů

Výhoda takového systému řízení je nasnadě: pomáhá udržet stav nástrojů podle stálé reálné potřeby a dává přehled o skutečném stavu nástrojů a o nutnosti objednání nástrojů chybějících. Pro účinnou podporu uživatelů spolupracují výrobci nástrojů se specialisty z oblasti softwaru. Taková kooperace probíhala v rámci TDM Systems s firmou Mapal. Spolupráce umožnila spojit systém výdajů a systém seřizování přesných nástrojů do Tool lifecycle managemegentu.

Firma Mapal poskytuje nový logistický systém, nový výkonný servis a vrací se na kompetence TDM Systems. Oba podniky společně umožnily uživatelům vstup do profesionálního nástrojového ma-nagementu. Rozhraní umožňuje výměnu předepsaných dat a zpětné zapsání hodnot skutečně naměřených na nástroji.

Data o nástroji jsou pomocí různých managementů nástrojů předána také na seřizovací pří-stroj. Na obrázku je jednotka C firmy Mapal.

Vedle kooperace s výrobci softwaru vyvinul Mapal spolu se SAP a dalšími partnery vlastní lifecycle management. Výrobce přesných nástrojů s c-Com vyvinul vlastní řešení pro účinnou manipulaci s nástroji a příslušnými daty založené na SAP-Hana-Cloud-Plattform. Verzi beta systému c-Com představil Mapal loni na veletrhu AMB.
Uživatel i dodavatelé mohou na otevřené platformě, založené na jasně definovaných pravidlech a přístupu, ošetřit a sdílet všechna svá důležitá data o nástroji. Data pro spolupráci jsou vždy na nejnovější úrovni. Patří pouze vlastníku dat, nezávisle na počtu uživatelů. Tak jsou potřebné infor-mace vždy a všem oprávněným aktérům zpřístupněny. Platforma umožňuje podnikům mimo jiné použít a porovnat technická řešení uvnitř vlastního zázemí, například nástroje a parametry obrábění (řezné podmínky) pro stejné obrobky. Mohou optimalizovat množství zásob, strategii nákupu po-třebných nástrojů a zařízení, sledovat vzájemné působení mezi nákupem a výrobou, jakož i zjedno-dušit vazby mezi nákupem a dodavatelem. Kromě toho mají dodavatelé pomocí c-Com možnost využít nové služby.

Zesítění a komunikace dat mezi Tooldirector VM systému Coscom a seřizovacím přístrojem jako mechanicko-digitální měřicí jednotkou.

Nástroje v koncepci Průmysl 4.0

Další výrobce softwaru pro nástrojový management je Coscom. V rámci digitalizace výroby integrují podniky do hospodaření s nástroji Tooldirector VM jako vyšší centrální databanku rovněž zařízení pro seřizování nástrojů. Při NC programování se vytvářejí grafiky kompletů nástrojů, odpovídající parametry pro jejich použití a základní referenční bod pro najíždění souřadnic stroje. Referenční bod pro najíždění souřadnic stroje se často mění podle použití konkrétního programu CAD/CAM. Aby nástroj na CNC stroji správně pracoval, je nutné pro seřízení nástroje zadat požadovanou polohu referenčního bodu pro najíždění souřadnic stroje. Pro vlastní měření na seřizovacím přístroji dodá centrální banka dat údaje o nástroji a o uspořádání kompletu nástrojů, dodatečné specifické informace o měřicím programu a specifické hodnoty měřítek a přesnosti měření. Všechny parametry je možné zpracovat jako konkrétní kompletní informace o nástroji a předat je na seřizovací přístroj, aby bylo možné obrobek správně obrobit. Pouze tak může být vyzkoušený výsledek simulace z virtuálního stroje předán na konkrétní obráběcí stroj.

Při řešení pomocí Coscom slouží Tooldirector VM jako centrální zdroj dat pro seřizovací přístroj. Po-mocí spojení LAN jsou všechny potřebné seřizovací i měřicí informace předány na měřicí zařízení.

Všechny systémy mají jediný cíl – uspořádat tok informací v digitalizované výrobě od objednávky až po výrobu součásti efektivně a přehledně. Data jsou centrálně uchována, zpřístupněna uživatelům a je zabezpečen tok informací. Taková je realita koncepce Průmysl 4.0 ve výrobě.

MM Das Industriemagazin č. 5, 2017, str. 26–29

Jaroslav Řasa

jar.rasa@seznam.cz

Reklama
Vydání #7,8
Kód článku: 170718
Datum: 27. 06. 2017
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Závěrečné oponentní řízení CK-SVT

V dubnu 2012 byl na půdě Fakulty strojní ČVUT v Praze oficiálně zahájen osmi letý projekt Centrum kompetence - Strojírenská výrobní technika v rámci dotačního programu Technologické agentury ČR. Projekt byl úspěšně ukončen ke konci roku 2019 a v červnu 2020 proběhlo Závěrečné oponentní řízení ve firmě TOS Varnsdorf, jednoho ze spoluřešitelů.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Cena MM Award na EMO

Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.

Související články
Technologie pro firmu s dobrou tradicí

Společnost Jihlavan je tradičním výrobcem letecké i pozemní hydrauliky. Má vlastní vývoj leteckých hydraulických přístrojů. Navíc vyrábí pro významné evropské společnosti přístroje dle jejich dokumentace. S jeho výrobním ředitelem Liborem Babákem jsme si povídali zejména o technologiích a trendech a „vychytávkách“ v této oblasti výroby.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Léčivá mračna

Oftalmologie je lékařský obor, který se zabývá anatomií, fyziologií a nemocemi očí. V Indii je šedý zákal nejčastější příčinou slepoty, jíž by šlo zabránit, a jistá firma vyrábí potřebné zařízení, které oční lékaři potřebují a používají k léčbě postižených.

EMO 2011 Hannover, Část 7 - Soustružnické stroje

Veletrh EMO konaný v září 2011 v Hannoveru přinesl v oblasti soustružnických strojů širokou prezentaci mnoha různých řešení. Představila se kompletní světová špička i mnoho menších výrobců. Hlavními tématy v konstrukci soustružnických strojů jsou produktivita a přesnost. Především požadavek na vyšší produktivitu vede na integraci automatizace do všech typů soustružnických strojů a růst možností frézování poháněnými nástroji v revolverových hlavách.

EMO Hannover 2011 - Part 2. MM Award - ocenění pro nejlepší exponáty

MM Award, udělovaná časopisem MM MaschinenMarkt, je již mnoho let doprovodnou akcí řady veletrhů pořádaných na území Německa. Protože MM je značka s celosvětovou působností, jsou obdobná ocenění udělována na veletrzích i v dalších zemích, kde si časopis vydávaný s tímto logem vydobil renomé. V domovském Německu, mezi místními strojírenství znalými lidmi, MM Award udělovaná na EMO má rozhodně velkou prestiž, stejně jako EMO samotné.

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.

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.

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.

Nástroje ve znamení podnikové mantry

Tento článek si klade za cíl představit zajímavé nástroje, z nichž některé se dokážou sami ohlásit k údržbě, některé se dokážou třeba i samostatně nastavit. Vše je inspirováno dnešní podnikovou mantrou jednoduché obsluhy, procesní spolehlivosti a úspory vedlejších časů a tím i nákladů.

Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Vítejte v továrně budoucnosti

Závod na výrobu nástrojů, který provozuje společnost Sandvik Coromant ve švédském městě Gimo, byl Světovým ekonomickým fórem zařazen mezi vyspělá zařízení Průmyslu 4.0.

Optimalizované obrábění tvrdokovů

Tvrdokovy se skládají z jemných zrn velmi tvrdých materiálů - zpravidla karbidu wolframu - s kovovým pojivem, jako je např. kobalt. Jsou vytvářeny metodou práškové metalurgie a po sintrování dosahují vysokých hodnot pevnosti a tvrdosti. Tvrdokovy se přednostně používají pro výrobu obráběcích nástrojů, přesto také u řezných a tvářecích nástrojů vede jejich vynikající životnost k rostoucí poptávce. Pro tento účel vyžadované třískové obrábění přináší vysoké náklady. V rámci semináře u jednoho výrobce obráběcích strojů prezentují odborníci z oblasti technologií, obráběcích strojů, nástrojů a softwaru CAD-CAM své zkušenosti i řešení využitelná v praxi.

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