Témata
Zdroj: TOS Varnsdorf

Softwarový systém
pro řízení obráběcích strojů

Snahou každého výrobce obráběcích strojů je uspět na trhu, kde se pohybuje celá řada konkurentů. Všechny obráběcí stroje jsou svázány obecně platnými fyzikálními zákony, a proto se základní technické parametry obráběcích strojů různých výrobců v poslední době srovnávají – otáčky, posuvy, výkony... Co tedy navíc nabídnout zákazníkovi, aby se rozhodl právě pro nás? V čem tkví vyšší přidaná hodnota našeho stroje oproti konkurenci?

Tomáš Kozlok

Vystudoval obor Konstrukce obráběcích strojů na Technické univerzitě v Liberci. Po dokončení studia nastoupil v roce 2001 do firmy TOS Varnsdorf jako konstruktér a podílel se na vývoji obráběcích strojů. V současné době zastává ve firmě pozici vedoucího vývojových projektů a zkušebny, přičemž svěřené projekty vede v rámci projektových týmů od fáze návrhů až po zkoušky prototypů. Je zodpovědný za spolupráci s vysokými školami a výzkumnými centry a v neposlední řadě vede agendu dotačních projektů. Díky svému všeobecnému přehledu se podílí na směrování vývoje a inovací firmy. Na Technické univerzitě v Liberci, Fakultě strojní, je členem Státních zkušebních komisí v bakalářském i magisterském studiu.

Reklama

Společnost TOS Varnsdorf se před několika lety rozhodla, že se zaměří na oblast rozšíření funkcionality obráběcího stroje o další možnosti, které na první pohled přímo nesouvisejí se samotným procesem obrábění. Klíčem k tomu je komunikační rozhraní, které umožní obráběcímu stroji komunikovat s okolním prostředím (nejen s operátorem, ale také se systémy MES, ERP a dalšími). V případě firmy TOS Varnsdorf jde o systém správy stroje nazvaný TOS Control, který byl vyvinut a je rozvíjen spolu s  ČVUT v Praze, Fakultou strojní, Ústavem výrobních strojů a zařízení (RCMT) a kterým je od roku 2020 vybaven každý prodaný stroj. Součástí tohoto systému jsou různé aplikace; základní částí je aplikace CNC – uživatelské prostředí vlastního řídicího systému stroje (Heidenhain TNC640 nebo Sinumerik 840D sl). Ovládání celého systému je intuitivní, prostřednictvím dotykové obrazovky, podobně jako v případě mobilních telefonů. Až potud se v zásadě nejedná o nic výjimečného. Další aplikace však již přinášejí zákazníkovi onu žádanou vyšší přidanou hodnotu, kterou se stroje TOS Varnsdorf odlišují od konkurence. Aplikace jsou navíc integrovány do jednotného prostředí a využívají standardizovaných komunikačních rozhraní v rámci ekosystému TOS Control.

Na hlavní obrazovce systému TOS Control je přehled dostupných aplikací. (Zdroj: TOS Varnsdorf)

Přehled aplikací na základní obrazovce

Po zapnutí stroje a přihlášení uživatele s definovanou úrovní práv k danému stroji se na ovládacím panelu zobrazí hlavní obrazovka s přehledem dostupných aplikací a uživatel stroje má následně možnost zvolit si aplikaci pro svou další činnost. Aplikace Status, CNC, Dokumenty a Kalendář jsou základní aplikace, které jsou automaticky součástí systému TOS Control. Další aplikace jsou volitelné podle požadavků a potřeb zákazníka.

Reklama
Reklama

Aplikace Status umožňuje uživateli získat rychlý přehled o aktuálním stavu stroje nezávisle na verzi řídicího systému. Jsou zde zobrazeny aktuální souřadnice stroje v jednotlivých osách, zvolené funkce systému, aktuální zvolený NC program, doba trvání NC programu, hlášení řídicího systému a další potřebné informace.

Aplikace Status poskytuje rychlý přehled o aktuálním stavu stroje nezávisle na verzi řídicího systému. (Zdroj: TOS Varnsdorf)

Návody, schémata, výkresy a kalendář

Díky aplikaci Dokumenty je možno přímo na obrazovce ovládacího panelu stroje pracovat s libovolnými dokumenty ve formátu PDF. Dokumenty jsou oproti standardním řešením rozděleny do přehledných skupin, včetně možnosti vyhledávání, přidávání vlastních záložek, zobrazení obsahu nebo řízení uživatelského přístupu. Při dodání stroje je v této aplikaci uložena veškerá dokumentace ke stroji, jako jsou návody, schémata, výkresy apod. Uživatel si tam dále může dle svých potřeb uložit další libovolnou dokumentaci. Snahou firmy TOS Varnsdorf je eliminovat množství dokumentace v papírové podobě, a přispět tak k ochraně životního prostředí. Aplikace Kalendář slouží pro plánování různých činností, podobně jako je tomu v Outlooku nebo v mobilním telefonu.

Aplikace Dokumenty zprostředkuje nejen veškerou dokumentaci ke stroji, ale libovolné další dokumenty. (Zdroj: TOS Varnsdorf)

Záběry IP kamer

Další aplikace jsou volitelné podle přání zákazníka. Pokud je součástí dodávky stroje kamerový systém umožňující monitorovat libovolná místa stroje, obraz z těchto kamer je zobrazován přímo na ovládacím panelu v rámci aplikace IP kamera. Uživatel stroje tak může sledovat obraz až ze čtyř kamer současně nebo si zvolit libovolnou kameru a sledovat pouze obraz vybrané kamery zobrazený na celé obrazovce. Zároveň je však možné nadefinovat kameru, jejíž obraz je zobrazován ve zmenšeném měřítku přímo v aplikaci CNC. Uživatel tak má absolutní přehled o tom, co se právě na stroji děje. Integrovat je možné libovolnou IP kameru podporující RTSP, včetně motoricky polohovacích kamer využívajících komunikační protokol ONVIF.

Díky aplikaci IP kamera lze na ovládacím panelu stroje sledovat záběry IP kamer. (Zdroj: TOS Varnsdorf)

Mezioperační měření přímo ve stroji

Za zvláštní zmínku jistě stojí aplikace CMM neboli Inprocesní měření. Díky této aplikaci a dalšímu příslušenství stroje (obrobková sonda, Laser tracker, metrologický SW) je možné provádět mezioperační měření a korekce, avšak bez zanesení chyby stroje. Přímo ve stroji je instalován metrologický software TouchDMIS používaný u souřadnicových měřicích strojů. Po aktivaci této funkce se obráběcí stroj chová jako měřicí. Velkou výhodou tohoto řešení je, že odpadá několik operací: odepínání obrobku a transport na souřadnicový měřicí stroj a následně po změření transport obrobku zpět a jeho opětovné upnutí na obráběcím stroji, aby mohl být obroben podle výsledků měření. 

Aplikace CMM dokáže proměnit obráběcí stroj ve stroj měřicí. (Zdroj: TOS Varnsdorf)

Nezanedbatelnou výhodou je také to, že v rámci tohoto řešení není nutné ručně psát korekční NC program, protože stroj si daný dílec změří a zjištěné odchylky automaticky zanese do řídicího systému jako korekce a následně dojde k obrobení. Dochází tak k obrovské úspoře času v rámci výroby dané součásti.

Prostředí aplikace CMM při měření součástí v integrovaném metrologickém softwaru TouchDMIS. (Zdroj: TOS Varnsdorf)

Vývoj dalších aplikací pokračuje

Systém TOS Control se neustále vyvíjí a přibývají další aplikace, které zvyšují přidanou hodnotu stroje. V průběhu letošního roku bude uvedena na trh aplikace Teplotní kompenzace, která umožňuje automatické korekce obráběcího stroje na základě aktuálního stavu stroje a jeho okolí, čímž dojde ke zpřesnění již tak přesných strojů TOS Varnsdorf. To je umožněno díky verifikovanému matematickému modelu teplotního chování stroje, který využívá informace o aktuální teplotě v různých místech stroje a informace o zatížení stroje z řídicího systému.

Reklama

V reálném výrobním prostředí firmy jsou aktuálně testovány další aplikace, a to aplikace Zakázka a Údržba. Aplikace Zakázka umožňuje propojit obráběcí stroj s ERP systémem. Díky tomuto propojení lze přímo na ovládacím panelu stroje a v reálném čase zobrazovat plán práce a pracovních postupů, a odhlašovat výrobní operace. Aplikace Údržba umožňuje sledovat aktuální stav stroje a jeho klíčových komponentů, a predikovat chování obráběcího stroje v blízké budoucnosti. Jde zejména o stav vřetena, které je pro tyto potřeby vybaveno vibrodiagnostickým systémem a sledováním přesnosti chodu. Tyto informace umožňují uživateli i výrobci stroje, aby se s dostatečným předstihem připravili na případný servisní zásah, a minimalizovali tak prostoje obráběcího stroje. Aplikace Údržba v kombinaci s aplikací Zakázka bude pro uživatele silným nástrojem na optimalizaci a zefektivnění výroby.

Kromě zmíněných aplikací umožňuje systém TOS Control sdílení klíčových informací pomocí rozhraní OPC-UA, které poskytuje možnost propojení s monitorovacími systémy třetích stran.

Obráběcí stroje TOS Varnsdorf tak jsou plně začlenitelné do konceptu Industry 4.0 a připravené na novou éru digitalizace průmyslu, která nás čeká.

Související články
CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Chytré brýle pro průmysl

Chytré brýle a rozšířená realita se v posledních letech staly dalším trendovým tématem v průmyslovém prostředí. Na rozdíl od umělé inteligence, která je založena na strojovém učení a u které jsou stroje určeny k dlouhodobému nahrazení lidského faktoru, sleduje rozšířená realita jiný cíl: podporovat člověka v průmyslových procesech. Zde vstupuje firma Ayes, která představuje jedničku v oblasti hands-free technologií pro průmysl, chytré brýle RealWear HMT-1.

Cesta k inteligentní výrobě

Existuje pádný důvod, proč je vytvářen globální tlak na rozvoj inteligentní výroby – díky důslednému propojování výrobních podniků a zajištění zásadních výrobních informací přináší výrobcům téměř neomezené příležitosti ke zlepšování provozních operací či vytváření přidané hodnoty a usnadňuje odpovědi na otázky, jak řešit nedostatek pracovníků s odpovídajícími schopnostmi.

Související články
Strojírenské fórum 2020: Průmysl v době postcovidové

Letošní podzimní, v pořadí již osmé Strojírenské fórum, se odehrálo 5. listopadu. Tentokrát však nikoli v prostorách některé z našich technických univerzit nebo na jiném inspirativním místě. Proběhlo virtuálně, z improvizovaného televizního studia vytvořeného ve společnosti Exponex v Brně. Přesto nebylo ani méně zajímavé ani méně navštívené, než akce předcházející.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
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.

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.

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.

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.

Další veletržní postřehy z EMO 2019

Z pohledu technika lze veletrh EMO v roce 2019 považovat za zdařilý, protože byl více o invenci, kreativitě, vylepšování stávajícího i hledání nových cest. Na veletrhu bylo možné vysledovat několik řekněme fenoménů, které se objevovaly napříč veletrhem. Přitom bych je přímo nepovažoval za trendy, protože obdobné počiny, technika, software i smýšlení byly (u asijských výrobců) k vidění o šest měsíců dříve na veletrhu obráběcích strojů v Pekingu. Nedávám tímto záminku k mezikontinentální diskusi o tom, kdo trendy určuje. V tomto textu zazní několik dalších veletržních postřehů.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

Automatizace od kusu po velké série

Ve společnosti Misan v Lysé nad Labem se pravidelně konají odborné semináře, které již po léta mají ustálený a účastníky kvitovaný scénář. Jedná se vždy o tematicky zaměřenou, třídenní akci - dva dny pro odbornou veřejnost, třetí den pak pro školy. Důležitým faktem z hlediska návštěvnického poznání a edukace je skutečnost, že se na obsahové náplni společně s firmou Misan podílí vždy jeden z jejich spolupracujících partnerů, především z řad výrobců a dodavatelů řezných nástrojů. Dopoledne přednášky, odpoledne ukázky na strojích. Nejinak tomu bylo i poslední květnový týden.

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.

Názorové fórum odborníků

Na tomto místě budeme pravidelně přinášet názory odborníků k tématům, která se objeví v aktuálním vydání MM Průmyslového spektra. V březnovém vydání jsme zástupcům firem položili následující otázku:

Trendy ve světě přesné měřicí techniky

Požadavky kladené na kontrolu kvality se rok od roku stále zvyšují. S tímto trendem se musejí vypořádat všichni výrobci měřicí techniky. Shodně je tomu i u firmy Mitutoyo, která se snaží šíří svého sortimentu maximálně vyhovět požadavkům pro dílenskou kontrolu, měrové laboratoře i procesní kontrolu, ale zároveň neopomíjí současný trend - Průmysl 4.0 a IoT - požadavek na inteligentní komunikativní měřidla a přístroje.

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