Témata
Reklama

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.

Ondřej Svoboda

Jednatel a spolumajitel společnosti Misan. Vystudoval čtyřleté gymnázium. Z mimoškolních aktivit se věnoval prakticky denně sportu. Po ukončení doktorského studia na ČVUT a nástupu do zaměstnání si dálkovou formou doplnil vzdělání v elektrotechnice (výuční list) z důvodu získání oprávnění pracovat samostatně na zařízeních pod napětím (vyhláška 50). Jeho volba padla na Strojní fakultu ČVUT, specializaci „výrobní stroje a zařízení“. Po ukončení doktorského studia spojeného se zaměstnaneckým poměrem ve Výzkumném centru pro strojírenskou výrobní techniku a technologii RCMT na Fakultě strojní ČVUT v Praze pracoval po dobu jednoho roku ve výrobním závodě jednoho z japonských výrobců obráběcích strojů v Anglii. Poté přišel do rodinné firmy Misan, kterou jeho otec spoluzakládal. Věří, že směřování jeho firmy najde pozitivní odezvu v českém průmyslu, jehož budoucnost vidí právě v zaměření na složité a přesné výrobky vyráběné s nejvyšší produktivitou. 

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.

Reklama
Reklama
Reklama
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

Reklama
Související články
Řídicí systém z vlastní dílny, 4. díl: Tabletová filosofie OSP-Suite

Čtvrté pokračování seriálu o řídicím systému OSP-P300A japonské firmy Okuma přináší téma "OSP Suite". Pod tímto označením je prezentován soubor (suite) aplikací, které usnadňují operátorovi stroje zvládnout opracování obrobku bezpečně, co nejrychleji a přitom přesně. Okuma využila masového rozšíření tabletů a chytrých telefonů a na dotykové obrazovce řídicího systému poskytuje operátorovi stroje rychlý přístup k řadě aplikací stejným způsobem jako na tabletu.

CIMT a Čína v roce 2023

Počínaje Velikonočním pondělím se v Pekingu, téměř tradičně v tomto čase, po pět dnů konal další ročník veletrhu výrobních strojů CIMT 2023. Pro cizince byla poslední výstava jednoduše dostupná na jaře roku 2019. Od ledna 2020 se přestalo do Číny létat a události nabraly nečekaný spád. V tomto krátkém textu se podíváme na výstavu i před brány výstaviště.

Na cestě ke zrození stroje, část 5: Zakázka

Série deseti článků, jejichž autorem je konstruktér Michal Rosecký, popisuje proces výroby obráběcího stroje. Krok po kroku nás provází tímto náročným procesem, na jehož závěru je po stránce vývoje a výroby rentabilní moderní výrobní zařízení s inovativními prvky, o které trh projeví zájem a po uvedení do provozu přinese zákazníkovi deklarovanou profitabilitu, technické parametry a návratnost investic.

Související články
Zlatá medaile pro prof. Kassaye

Po dvouleté pauze, zapříčiněné hygienickými opatřeními ke snížení šíření pandemie koronaviru, se opět otevřely brány MSV v Brně, v rámci kterého se udílejí i ocenění Zlatých medailí. A to jak vystaveným exponátům, tak tradičně, již od roku 2006, díky iniciativě redakce našeho časopisu, také ocenění osobnosti za její celoživotní tvůrčí technickou práci a dosažené inovační činy.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

Výrobní technologie a automatizace na MSV

Jednoroční frekvence podzimního strojírenského veletrhu v Brně redukuje možnosti hodnotit proběhlé změny tradičně konzervativního oboru strojírenské výroby. Přesto se jich pár najde a stojí za to pozorovat jejich vliv na vývoj výrobní techniky.

Přehlídka obráběcích strojů na MSV

Výběr strojů pro brněnský strojírenský veletrh odráží každoročně situaci v oboru – letos se nese ve znamení využití příležitosti (pokud jsou objednávky od kompletátora a trvají dotace z EU). Vývoj českých výrobků postupuje pomalým tempem a výrobou dílů nás objednatelé drží v předem plánované oblasti. Tomuto zarámování odpovídá i výběr strojů pro expozice na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně.

Nová řešení pro české strojírenství

Společnost Misan připravila pro letošní Mezinárodní strojírenský veletrh v Brně soubor exponátů, které cílí na bolavá místa českého strojírenství, jež je pod velkým tlakem na zvyšování produktivity výroby. Představovaná řešení nabízejí zvýšení bezobslužnosti provozů a snížení nároků na kvalifikovanou obsluhu výrobních systémů.

Produktivita, automatizace, univerzálnost

Produktivita, automatizace a univerzálnost, to jsou témata, kterým se věnují letošní expozice firmy Misan na MSV v Brně. Skladba exponátů sahá od kusové (prototypové) přes malosériovou až po velkosériovou výrobu v technologiích třískového obrábění i v technologiích aditivních.

Přidaná hodnota
obráběcích strojů

Ve strojírenské výrobě neustále roste požadavek na zvyšování poměru mezi užitnou hodnotou stroje
a jeho prodejní cenou. Obzvláště toto platí v subdodavatelském sektoru, kde nízká výrobní marže bývá klíčovým kritériem uzavřeného kontraktu. Obráběcí stroje jsou ve velké míře používány v sériové výrobě, a proto jejich výrobci hledají způsoby, jak zvyšovat svou produktivitu a zároveň zkracovat vedlejší nevýrobní časy. Navyšování produktivity vylepšením konstrukce obráběcích strojů má své fyzikální limity, proto se nové cesty hledají například ve schopnosti stroje pracovat v bezobslužném režimu, a to díky automatizaci výrobního procesu. Jednou z možností je aplikace průmyslových robotů pro obrobkovou, případně i nástrojovou manipulaci.

Robot ve stroji:
Automatizace pro obráběče všech velikostí

Robotická řešení Armroid a Standroid japonské společnosti Okuma redukují manuální zásahy, zvyšují využití stroje a zpřesňují výrobu. Evropský zástupce japonského výrobce obráběcích strojů předvedl na EMO Milán, co tato inovativní automatizace nabízí strojírenským podnikům všech velikostí.

Ztráty možno odřezávat

Máme pro vás dobrou zprávu: na trhu je novinka ve třídě obráběcích center s kuželem vřetena velikosti 30 od japonské firmy Brother, kterou v ČR zastupuje společnost Misan z Lysé nad Labem. Aby zvýšila produktivitu nového modelu Speedio W1000Xd1, firma Brother doslova „odřízla“ každý ztrátový čas.

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.

Řídicí systém z vlastní dílny, 1. díl: Filozofie jednoho zdroje

V sérii navazujících článků se budeme zabývat systémem OSP - P300A, který v současné době završuje řadu řídicích systémů vyvinutých a vyráběných společností Okuma pro řízení CNC obráběcích strojů rovněž původem z Okumy.

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