Seminář o monitoringu obráběcích operací

Program semináře byl nabitý, účastníci vyslechli celkem 13 přednášek věnovaných sběru dat z výroby a jejich zpracování. Velký zájem ze strany firem prezentujících svoje řešení a plný sál posluchačů potvrdily, že toto téma je aktuální.

Po úvodním příspěvku Petra Koláře z  RCMT, FS, ČVUT, který se ve své prezentaci věnoval aktuálním trendům v moderní výrobě, čtvrté průmyslové revoluci, digitálním službám a datovým platformám, se slova ujal jeho kolega (z RCMT, FS, ČVUT) Jiří Švéda. Svůj příspěvek nazval „Monitoring stavu obráběcích strojů a jeho využití“ a zabýval se v něm sběrem takzvaných pomalých dat – jejich vyčítání z řídicích systémů obráběcích strojů. Tato data lze využít nejen pro reportování stavu stroje, ale i pro sledování stavu výroby ve vazbě na její řízení prostřednictvím firemní IT infrastruktury. V tomto ohledu jsou důležité otázky unifikace komunikačních rozhraní a datových modelů. Prezentace dále pojednávala o zajištění bezpečnosti a integrity dat prostřednictvím IT infrastruktury a o komunikaci systému s operátorem. Užitečnou informací byl rovněž doporučený postup při návrhu systému pro monitoring stavu obráběcích strojů.

Dalším příspěvkem byla prezentace Miroslava Duba, jednatele společnosti Sidat. Ten účastníkům semináře představil systém inteligentního monitoringu výroby Sidas. Jde o univerzální softwarové řešení, které umožňuje sbírat data z CNC strojů s různými řídicími systémy a tato data reportovat a vizualizovat. Toto řešení jednotné správy dat z různých zdrojů lze integrovat do existujícího ekosystému firmy. Projekt řešila společnost Sidat ve spolupráci s RCMT.

Dopolední blok pokračoval přednáškou technického ředitele společnosti Tajmac-ZPS Martina Machálky, jenž představil systém pro monitorování a správu strojů, nástrojů a montážních prací, nasazený v této firmě. Tento systém poskytuje jak on-line monitoring stavu 125 různých strojů, tak reporting včetně údajů o rozpracovanosti výroby, o plnění norem a plánu, o poruchách a prostojích a o docházce zaměstnanců. Systém je napojen na ERP a nabízí různé výstupy pro jednotlivé úrovně vedení od mistrů až po generálního ředitele. Nasazení do výroby firmě umožnilo významně zvýšit využitelnost strojů.

První sérii prezentací zakončila přednáška Pavla Procházky a Jiřího Cvrčka ze společnosti Yamazaki Mazak Central Europe. Jejich přednáška o možnostech monitoringu strojů Mazak zahrnovala představení systémů Smooth Link (pro monitorování obráběcích operací) a Smooth Monitor AX (pro sběr dat a jejich vizualizaci) a otevřeného komunikačního protokolu MT Connect, zajišťujícího sběr dat. Představili rovněž nástroj iConnect, určený pro vzdálenou podporu (včetně funkcí pro monitoring „pomalých dat“ a pro zálohování CNC dat) a umožňující využít brýle pro virtuální realitu.

Po přestávce na kávu dostal slovo opět Petr Kolář, který zahájil druhý blok prezentací přednáškou o možnostech a limitech monitoringu obrábění pomocí dat ze strojů. Tzv. rychlá data jsou snímána s frekvencí vyšší než 100 Hz a jejich získávání a rychlé zpracování v reálném čase je předpokladem pro řízení výroby v tzv. krátkém regulačním okruhu, tedy s možností automaticky okamžitě reagovat na změny aktuálního stavu stroje a procesu. Zdrojem těchto dat jsou jak interní signály výrobního stroje, tak senzorické komponenty strojů a nástrojů a senzory doplňkové. Pro praktické využití je třeba měřit velké množství dat a jejich kombinaci správně interpretovat – převést je na srozumitelné veličiny. Prezentace Petra Koláře zahrnovala také konkrétní příklady multisenzorického sledování výrobního procesu a jeho praktického využití a postup při návrhu automatického monitoringu.

V rámci další prezentace představil Karel Kozumplík ze společnosti Siemens systém Sinumerik Edge. Toto řešení pro digitalizaci obráběcího procesu je součástí platformy Siemens Industrial Edge a vyznačuje se vysokou rychlostí zpracování dat, zajištěnou prostřednictvím technologie edge computing (decentralizovaného zpracování dat v místě jejich vzniku). Zpracování dat mají na starosti průmyslové počítače, umístěné v blízkosti jednotlivých strojů. Systém podporuje různé standardní protokoly sběru dat a dokáže např. detekovat anomálie a zobrazit dráhu nástroje a jeho orientaci.

Eva Klocová a Boris Nouzák ze společnosti Heidenhain pak představili softwarová řešení této firmy, která umožňují monitorovat stav strojů a zpracovat data z výrobních procesů. Systém TNC 640 je určen pro získávání dat z jednotlivých komponent strojů a pro jejich zpracování a vizualizaci. Na základě sledování signálů systém dokáže zajistit ochranu stroje před přetížením, nastavit lze také reakce na dosažení mezních hodnot. Novinkou je systém TNC 7; ten je určen pro monitoring procesu obrábění a dokáže např. graficky vizualizovat zatížení os a porovnat aktuální chování stroje s chováním při obrábění referenčního obrobku. V případě rozdílů v chování stroje dokáže tyto rozdíly zobrazit a nastavit lze i reakci systému. Další novinkou je software Heidenhain State Monitor, určený pro sledování výrobních procesů a zahrnující funkce sloužící k vyhodnocení doby běhu programu, k vizualizaci údajů a ke zjištění nevyužitých časů strojů. K dispozici jsou i messenger, vizualizace dat v grafech a jejich export do souborů CSV.

Vyčítání dat z řídicího systému strojů byla věnována i poslední prezentace druhého bloku, kterou uskutečnili Jan Loos a Jacek Urbanowicz ze společnosti FANUC. Představili softwarová řešení, která zajišťují využití dat z CNC strojů a která jejich uživatelům umožňují zvýšit efektivitu, optimalizovat výkon a eliminovat neplánované odstávky.

Nástroj MT-Linki zajišťuje všechny potřebné operace od sběru dat z různých řídicích systémů stroje přes jejich zpracování a vyhodnocení až po zálohování. Generuje grafy, reporty i data pro údržbu. Dalšími představenými softwary byly FANUC Servo Viewer (pro sběr signálů z čidel), AI Servo Monitor (pro vizualizaci abnormalit na základě analýzy s využitím strojového učení) a DLL knihovna Focas2 (nástroj na tvorbu vlastních aplikací).

Po obědě následoval třetí blok prezentací, v nichž další výrobci představili své produkty. Nejprve se k semináři prostřednictvím internetového videopřenosu z Bavorska připojil Daniel Rempel ze společnosti Pro-Micron. V rámci své prezentace představil držák nástrojů Spike, vybavený senzory snímajícími řezné síly a bezdrátovým přenosem dat. Příslušný software naměřená data analyzuje a výsledek lze využít např. ke sledování opotřebení nástrojů, k monitorování procesu obrábění a k predikci kvality.

Další prezentace patřila společnosti Schunk CZ. Ondřej Bouzek představil upínač iTendo2. Upínač je vybaven zabudovaným akceleračním senzorem, schopným detekovat vibrace nástroje při rychlosti otáček až 30 000 min^-1. Přenos dat probíhá bezdrátově prostřednictvím technologie Bluetooth přímo do tabletu, výrobce však připravuje sadu upínače s přijímačem připojitelným k řídicímu systému stroje. Další připravovaná sada pak (díky plné integraci) dokáže stroj i řídit. I tato prezentace zahrnovala ukázky praktického použití, ukázala tedy, jak lze pomocí tohoto upínače sledovat opotřebení nástrojů a kvalitu povrchu a optimalizovat obráběcí proces.

Poslední dva příspěvky, věnované zpracování a vyhodnocení dat, přednesli opět pracovníci RCMT, FS, ČVUT. Nejprve Štěpán Chládek účastníky semináře seznámil s experimentem pro nepřímé sledování opotřebení nástroje (s využitím korelační analýzy) a pro predikci geometrické přesnosti obrobku (s využitím strojového učení). Následně Matěj Sulitka hovořil o využití digitálních dvojčat při zpracování dat z obrábění. Ve své prezentaci vysvětlil funkce různých úrovní procesního digitálního dvojčete a možnosti jejich využití pro různé úlohy (optimalizace jakosti obrábění, sledování opotřebení nástroje). Představil také experiment, který sloužil k porovnání měřených a simulovaných dat při inprocesní identifikaci zvýšeného opotřebení nástroje. Cílem experimentu bylo ověřit správnost zvoleného postupu zpracování dat.