Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Řídicí systém z vlastní dílny,5. díl: Zákaznické aplikace, podpora automatizace
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Řídicí systém z vlastní dílny,5. díl: Zákaznické aplikace, podpora automatizace

V předchozích článcích této série o řídicím systému Okuma OSP-P300A jsme se věnovali nejprve základnímu popisu filosofie a architektury systému. Navázali jsme informací o inteligentních funkcích a ve třetím pokračování se mluvilo o pokročilých technologických funkcích podporovaných OSP. Čtvrté pokračování bylo o Suite aplikacích a na závěr se dostáváme k zákaznickým aplikacím. Ne všechny, o kterých budeme mluvit, jsou u nás k vidění. Přesto jsme je zařadili v naději, že časem se objeví i u českých uživatelů strojů Okuma.

Příklady zákaznických aplikací

Monitorování výroby

U uživatele je aplikován tzv. Connect Plan, který znázorňuje tok obrobků výrobním zařízením a stav strojů na „mapě“ dílny. Uživatel předem stanoví priority výroby, jako jsou např. bezpečnost, kvalita, termíny, produktivita. Použije připravený základ programu a doplní údaje podle svých místních podmínek. Monitor sleduje využití všech zapojených strojů a dosažené výsledky denně vyhodnocuje. Status každého stroje je vizualizován na tabuli v dílně, aby mohl každý zaměstnanec stav výroby vidět. Kromě přehledu stavu všech strojů poskytuje Connect Plan ukazatel plnění naplánovaných cílů, historii alarmů. Historii výroby a další informace. O výsledcích se vydává hlášení. Slouží k analýze a zlepšení výroby.


Connect Plan – tok výroby dílnou. (Zdroj: Misan) 



Tabule vizualizace stavu strojů v Connect Plan. (Zdroj: Misan)

Vedení je průběžně informováno o ukončení výroby jistého výrobku, o chybových hlášeních a předem i o potřebě údržby. Denní data jsou automaticky analyzována a výsledky a přehledy jsou vydávány ve formě názorných grafů. Aplikace je propojitelná i na smart telefony, takže vedoucí může sledovat výsledky i mimo závod nebo dokonce o víkendu. Důležitá pro přehled o využití strojů je historie výroby. Hlášení o historii alarmů a o příčinách odstavení strojů poskytují podklad pro operativní nápravu. U každého alarmu lze jediným kliknutím zobrazit jeho podrobný popis s návodem na nápravné opatření.


Grafika o historii výroby jednoho stroje. (Zdroj: Misan)

 


Hlášení o historii alarmů a o příčinách odstavení stroje. (Zdroj: Misan)

 
Monitor velikosti průtoku chladicího média. (Zdroj: Misan)


Program NC Gage


Pro OSP-P300 byl vytvořen software NC Gage určený k proměření úchylek tvaru a polohy obrobku přímo v pracovním prostoru multifunkčních center Okuma řad Multus, VTM a dále obráběcích center řad MB-V, MP-46V, MA-V a MILLAC V II. NC Gage je funkce, která pomocí přesné obrobkové sondy před obráběním nastaví nulový bod a po obrábění provede inspekci obrobku ještě před odepnutím, aby se zjistilo, je-li obrobek v tolerancích. Výsledky jsou ovlivněny přesností polohování NC os, teplotními deformacemi, elastickými deformacemi upnutého obrobku, rozdílem teplot při obrábění a při měření atd. Výsledky měření se tedy budou lišit od výsledků zjištěných kontrolou na souřadnicovém měřicím stroji. Nicméně je pomocí naměřených výsledků na prvním kusu možné zlepšit odchylky obrobku tím, že se výsledky měření použijí v NC partprogramu. Např. v hrotech upnutá (zejména velká) hřídel je ohýbána působením vlastní váhy. Díky tomu bude mít hřídel po obrobení odchylky naznačené na obrázku. Válcovitost hřídele zlepšíme tak, že změříme vnější průměr v několika řezech pomocí NC Gage, a odchylky při následném soustružení kompenzujeme pomocí funkce Taper Compensation – kompenzace kuželovitosti.

Měření na stroji Multus s využitím aplikace NC Gage. (Zdroj: Misan)

Odchylky obrobku po obrobení. (Zdroj: Misan)


Řízení průtoku chladicí emulze


Aplikační SW sleduje prostřednictvím průtokoměru úroveň chladicí kapaliny a hlídá její dostatečné množství. Jedná se o doplňující údaj k informaci o tlaku chladicí emulze, který může, v případě nedostatečného průtoku, zastavit výrobu a zachránit tak rozpracovaný dílec i řezný nástroj.

Management uživatele

Tato aplikace kontroluje přístupová práva na OSP-P300A. Každý operátor smí otevřít pouze NC programy ze svého vlastního „šanonu“. Přístup je chráněn osobním heslem. Rozsah přístupu je odlišný pro administrátora systému, pro mistra i pro operátora. Díky aplikaci se zamezí nevhodným změnám NC programů a posílí se bezpečnost provozu stroje.

 

User folder aplikace a tabulka přístupových práv. (Zdroj: Misan)

Monitoring upínacího tlaku

Monitor sleduje upínací tlak v každém sklíčidle a vydá chybové hlášení v případě, že tlak poklesne pod hranici stanovenou v NC programu.



Monitor upínacích tlaků. (Zdroj: Misan)

Jak OSP podporuje (robotickou) automatizaci

V dnešní době řada podniků hledá způsob automatizace, který by vyhovoval režimu malo- až středněsériové výroby s často se střídajícími typy obrobků. Důraz je přitom kladen právě na vysokou různorodost výrobků. Je to celosvětový problém. Mezinárodně se pro takový druh výroby vžil termín High–Mix–Low–Volume (HMLV) – výroba s velkým střídáním typu obrobků v malých sériích. Obvykle je velikost dávky malá, ale počet typů obrobků kolísá v širokých mezích od pouze několika typů až po velmi různorodé obrobky. 

High–Mix–Low–Volume. (Zdroj: Misan)

 

Aby byla taková výroba efektivní, musejí být automatizační zařízení velmi univerzální, s vysokou flexibilitou při přestavování na jiný typ dílce. S tím souvisí požadavek snadného seřizování i obsluhy zařízení. Vyžaduje se splnění parametrů geometrické přesnosti hned od prvního vyrobeného kusu, protože se předpokládají malé dávky, a v extrému se může vyskytnout i dávka o jednom kusu. Rovněž nepřichází v úvahu poškození dílu při manipulaci. Založení a upnutí dílu musí být velmi spolehlivé. Samozřejmostí je, že konstrukce automatizačního zařízení nesmí omezovat seřizování a opravy stroje. Kromě těchto technických požadavků musejí být splněny ještě požadavky ekonomické. Rozhoduje samozřejmě pořizovací cena, provozní náklady včetně mzdových nákladů na obsluhu zařízení a také předpokládaná životnost zařízení. Bez významu není ani nárůst zastavěné plochy stroje díky pořizované automatizaci.


Společnost Okuma, vědoma si požadavků zákazníků, ze kterých plynou výše uvedená kritéria, vyvinula systémy Armroid a Standroid podporované řízením OSP – P300A a určené právě pro HMLV. Stroje, kde jsou tyty roboty použity, jsou označeny např. jako Multus B250II Armroid, LB3000EXII Armroid nebo MB 46VB/56VB, MU-4000V, MU-S600V Standroid. Označení reflektuje velmi úzkou vazbu mezi strojem a robotem, kterou představuje hlavně jedno řízení – OSP-P300A.
Armroid je kloubový robot určený k podpoře obrábění soustružených obrobků. Je ovládán prostřednictvím řídicího systému stroje. Armroid je pozoruhodný tím, že je zabudován přímo do obráběcího stroje, takže je součástí pracovního prostoru stroje. Odpadá tedy ustavování robota ke stroji. Robot pracuje podobně jako jeden z nástrojů. Umístěním robota do pracovního prostoru přináší Okuma originální řešení prostorového uspořádání stroje a automatizačního zařízení.

Kinematika robota Armroid a závěs robota na vřeteníku. (Zdroj: Misan)

Kloubový vestavěný robot Armroid (parkování, manipulace s obrobkem, „luneta“). (Zdroj: Misan)

Zavěšením na hlavní vřeteník neomezuje robot pracovní parametry stroje ani pracovní prostor pro ruční obsluhu. Při bezobslužném provozu se ke stroji přistaví mobilní stohovací zásobník obrobků. Při ručním zakládání obrobků má operátor volný přístup do pracovního prostoru. Zásobník obrobků se jen odsune stranou a zůstává v pohotovosti u stroje.

Okuma LB300 EX II se zabudovaným robotem Armroid. (Zdroj: Misan)

 Sestava při automatické výrobě. (Zdroj: Misan)


Systém splňuje výše uvedené požadavky na automatizaci malosériové výroby typu HMLV. Robot se ručně ovládá JOG posuvem a ručním kolečkem z panelu OSP. Jednoduše se interaktivně programuje. Stačí zadat počáteční a koncový bod požadované dráhy obrobku. Celá dráha všech bodů robota se pak v režimu Teaching vytvoří automaticky, bez kolizí. Alternativně je možné ruční zakládání obrobků, např. při denní směně, a automatická obsluha robotem při noční směně. Čas vyjmutí a založení obrobku je krátký, založení trvá cca 8–10 s. Přeseřízení na jiný obrobek trvá cca 40 minut včetně ověření dráhy bez kolizí. Pro co nejdelší schopnost bezobslužné činnosti lze dodat několik typů zásobníků obrobků. Zásobník s dopravníkem má kapacitu 18 hřídelových polotovarů o celkové hmotnosti 90 kg. Zastavěná plocha stroje se zvětší pouze o půdorys zásobníku obrobků. Zaškolení obsluhy trvá asi jeden den. Jelikož robot je vyroben výrobcem stroje, je zaručen stoprocentně spolehlivý servis.

 

Obrobkový zakladač gravitační (vlevo), s dopravníkem (vpravo). (Zdroj: Misan)


Pro manipulaci s obrobky do 5 kg hmotnosti je robot vestavěn do CNC jednovřetenových soustruhů řady LB3000 EX II. Silnější verze určená pro obrobky s hmotností do 10 kg se dodává s multifunkčním obráběcím centrem Multus 250 II.


Multus B250II Armroid. (Zdroj: Misan)

NC soustruh LB3000 EX II Armroid a LB3000 EX II (MY) Armroid. (Zdroj: Misan)



Dalším příkladem podpory automatizace řízením OSP-P300A je systém Standroid. Robot je tentokrát umístěn vně pracovního prostoru a je ovládán stejně jako Armroid z řídicího systému stroje. Ovládání usnadňuje aplikace ROID Navi.

Aplikace Standroid a centrum Genos M 460-VE/560-V. (Zdroj: Misan) 

Svislé obráběcí centrum Okuma MB 46VA/56VA a MB 46VB/56VB Standroid. (Zdroj: Misan) 

Systém Standroid rovněž vyhovuje požadavkům kladeným na HMLV (low volume), případně na HMMV (middle volume). Umožňuje připojení periferních zařízení, jako např. čisticí stanice, měřicí stanice nebo stanice pro značení dílů. V systému je použit buď robot Yaskawa, nebo Fanuc. Robot je osazen buď jednoduchým, nebo dvojitým chapadlem. Jednoduché chapadlo unese díl o hmotnosti 5 nebo 10 kg. Dvojité chapadlo je stavěno na hmotnosti obrobku 2,5 kg a 5 kg. Zastavěnou plochu robot samozřejmě zvýší.

MU-S600V a Standroid. (Zdroj: Misan)

 

MU-4000V spolu s robotickým systémem Standroid. (Zdroj: Misan)

Závěr

OSP-P300A je řídicí systém nové generace, robustní a zároveň přizpůsobivý, kombinující tradiční funkce s novým přístupem. Poskytuje uživatelský komfort v základním nastavení a zároveň otevírá možnosti pro individualizaci. Systém umožňuje individuální nastavení zobrazení pro jednotlivé uživatele s možností přepínání zobrazovaných oken podle aktuálně vykonávané činnosti. Je též možná vizualizace 3D dat, zobrazení nástrojových dat, grafické monitorování stavu stroje a jeho zatížení. Systém obsahuje prostředky pro komunikaci a vzdálenou správu.

Dlouhý seznam Suite aplikací ulehčuje a urychluje operátorovu činnost. Inteligentní funkce přispívají k bezpečnosti provozu stroje a zvyšují přesnost obrábění i kvalitu obráběného povrchu. Do řídicího systému je implementována řada pokročilých technologických aplikací, jejich použití umožňuje provést jinak složité obráběcí operace. Zákaznické aplikace se sice tvoří na individuální přání zákazníka, ale společnost Okuma některé funkce připravila předem. Za všechny jmenujme výše popsaný Connect Plan. Jeho obecně použitelný základ si může každý zájemce rozšířit podle svých dispozic.
$$$
Podrobné informace o vlastnostech řídicího systému OSP-P300A poskytne společnost Misan. V předváděcí hale společnosti jsou k vidění praktické ukázky ovládání strojů Okuma.

Ondřej Svoboda

Misan
 

Další články

Automatizace, regulace
Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: