Systémy produktivního obrábění

První expozice demonstrovala možnosti systému Run MyVirtual Machine. K digitálnímu dvojčeti obráběcího centra MCG 1000 z produkce Tajmac-ZPS je integrováno dvojče průmyslového robotu. Nejedná se však o klasický obslužný robot, ale CNC robot řízený systémem Sinumerik One. Zajímavostí je, že daná aplikace dosud fyzicky neexistuje, nyní je ve fázi vývoje, na němž se spolupodílí Jan Procházka, doktorand FSI VUT v Brně.

„Využití digitálního dvojčete spočívá jednak v přípravě výroby a školení obsluhy, dále jej lze využít například pro diagnostiku poruch. Stav stroje je možné reprodukovat na digitálním modelu a v naší ukázce i na dvojčeti robotu. Není potřeba fyzicky u stroje být, jeden řídicí systém Sinumerik One zvládne společně se strojem řídit až čtyři roboty,“ vysvětluje Jan Procházka.

Adam Koncer, vedoucí technického oddělení jednotky Motion Control Siemens ČR, doplňuje: „Jelikož má robot plnohodnotné CNC řízení, lze jej vedle manipulačních úloh využít také k CNC obrábění, jako například ke sražení hran nebo závitování.“

„Robot se v podstatě stává druhým obráběcím strojem v rámci jednoho systému řízení. Výhodou je, že se uživatel nemusí učit obsluhu dalšího řídicího systému,“ říká Elvíra Zajícová, ředitelka obchodního úseku Motion Control společnosti Siemens ČR.

Základní myšlenka spočívá v tom, že si provozovatel stroje pořídí robotické rameno od kompatibilních výrobců robotů (v současnosti firmy Comau, Mabi a Autonox), které realizátor projektu následně osadí servomotory, výkonovými moduly a řídicím systémem Sinumerik One.

V odborných kruzích se opakovaně diskutuje nedostatečná tuhost robotu, která může způsobovat nepřesnosti při obrábění. Výhodou systému Sinumerik One je možnost aktivovat kompenzace, které dokážou nepřesnosti způsobené nedostatečnou tuhostí vedení robotů minimalizovat. Aktuálně na brněnské univerzitě připravují experiment, při kterém budou měřit a srovnávat kruhovitost a přímost obrábění robotem a strojem.

Druhým stanovištěm, kterým se Siemens ve Zlíně prezentoval, byla ukázka aplikace Protect MyMachine/3D Twin, a to přímo na stroji.

„Tato aplikace, která běží na zařízení Industrial Edge pro obráběcí stroje, slouží k zabránění kolizím na stroji,“ vysvětluje Karel Kozumplík, technický expert jednotky Motion Control Siemens ČR, a dodává: „3D model stroje si výrobce či uživatel nahraje do této aplikace, která běží na serveru, a pomocí rychlého přenosu dat se z řídicího systému předávají do aplikace informace o poloze. Na základě informací uložených v bufferu probíhají výpočty pohybů virtuálních strojních součástí. V případě, že model zaznamená riziko kolize, aplikace zpětně ovlivní řídicí systém stroje, který pohyb zpomalí nebo v případě potřeby stroj zastaví.“

Do aplikace se kromě modelů stroje nahrávají i 3D modely obrobků a nástrojů, což umožňuje předejít kolizi všech pohyblivých komponent stroje. Konkurenční výhodou tohoto řešení je především skutečnost, že nedochází k zatížení řídicího systému stroje, ale výpočetní zátěž se přenáší do Industrial Edge.

„Myslím si, že uvedené řešení představuje tu správnou cestu, protože prostřednictvím Industrial Edge je možné využívat celou řadu dalších aplikací, včetně uživatelských. Je to praktické, efektivní a produktivní řešení,“ uzavírá Karel Kozumplík.

Tomáš Kopeček, technický poradce jednotky Motion Control Siemens ČR, navazuje s další ukázkou, jejíž hlavní hvězdou je systém Adaptive Control and Monitoring.

„O systému ACM neboli Adaptive Control and Monitoring mohu mluvit jen v superlativech. Je to nový systém adaptivního řízení, který vyvinuli ve firmě Omative, s níž v současné době intenzivně spolupracujeme,“ objasňuje.

Výhoda tohoto nového systému proti předchozím verzím, a i proti verzím konkurenčních výrobců, podle Tomáše Kopečka spočívá především v tom, že pro jeho zprovoznění není nutné upravovat technologické programy, protože adaptivní řízení, kterým je systém vybaven, umožňuje okamžitě začít pracovat.

„Příprava je samozřejmě obdobná jako u většiny systémů adaptivního řízení. Nejprve proběhne přípravná část, kdy se systém při načtení NC programů automaticky přepne do režimu učení a spuštěním alespoň jednoho programu se vytvoří takzvané technologické operace. Každá z nich je spojená s názvem programu, nástrojem a s otáčkami. Tyto parametry pak určují technologické vlastnosti dané operace,“ přibližuje Tomáš Kopeček.

Po vytvoření operací následuje druhá fáze, kdy se technolog může rozhodnout, jestli některé z nich vyřadí z adaptivního řízení. Příkladem může být dokončovací operace v případě, kdy není vhodné, aby se měnily technologické podmínky. Po fázi učení již po spuštění systém běží v režimu nazvaném „operating“, kdy ACM řídí posuvy tak, aby bylo dosaženo referenčních hodnot zjištěných v průběhu učení.

„Produkt ACM je připraven pro plnohodnotné použití v praxi a představuje další užitečný nástroj pro využití přínosů digitalizace,“ uzavírá Tomáš Kopeček.

Podle slov Elvíry Zajícové je cílem společnosti Siemens oslovovat jak výrobce obráběcích strojů, tak koncové zákazníky. Akce Zákaznické dny společnosti Tajmac-ZPS byla pro posílení stávajících vztahů a navázání nových kontaktů ideální příležitostí.

Vysoce sofistikované stroje prezentované na zákaznických dnech inspirují k otázkám, kudy se vydá obor obráběcích strojů. Jak budou vypadat obráběcí stroje budoucnosti? Ve většině případů se bude jednat o stroje s vysokou přidanou hodnotou. Co to znamená?

Je to nová dimenze, kterou strojům přináší digitalizace a která umožňuje realizovat dříve nemyslitelné nápady nebo obchodní modely. A právě systém Sinumerik One tuto hodnotu přináší. Díky bezproblémovému propojení virtuálního a reálného světa umožňuje snadno inovovat a vdechnout život neotřelým myšlenkám.

Systém Sinumerik One je připravený pro vysoce výkonné stroje budoucnosti. Spolu s digitálním dvojčetem od společnosti Siemens umožňuje vytvořit virtuální obraz výrobního stroje i výrobku a otestovat všechny funkce ještě před spuštěním výroby, či dokonce před tím, než stroje fyzicky vzniknou.

Systém vznikl nejprve ve virtuálním prostředí a teprve po odladění všech technologických funkcí byl vyřešen hardwarový koncept. Oproti předchozí, velmi úspěšné verzi řídicího systému 840D sl je Sinumerik One postaven na vícejádrové platformě. Každé úloze je v rámci systému určeno samostatné procesorové jádro, což razantně zvyšuje výkon. Vedle vyšší produktivity přináší i vyšší uživatelský komfort pro obsluhu: ovládací obrazovky reagují na uživatelské pokyny a velmi promptně se skloňují pojmy jako flexibilita a modularita. Bez bližšího vysvětlení se jedná pouze o prázdné kategorie.

Sinumerik One je flexibilní tím, že je technologicky absolutně nezávislý. Robustně navržený systém parametrů umožňuje přizpůsobit jej jakékoli technologii: frézování, soustružení, broušení, výrobě ozubení, pálení laserem, řezání vodním paprskem či plazmatem. Již existují i stroje využívající aditivní technologie, které jsou řízené systémem Sinumerik One. Ten navíc umožňuje kombinovat obrábění s aditivní výrobou, což nazýváme hybridní technologií.

Modularita systému má základ v široké nabídce variant. Zatímco model NCU (PPU) 1740 je určen pro stroje základní komplexity, složité high-tech stroje mohou využít model s centrálou NCU 1760. To umožňuje optimalizovat náklady na hardware podle složitosti stroje.

Pro návrh, konstrukci a oživování řídicích systémů jsou k dispozici návody, příklady použití, instruktážní videa a spousta dalších užitečných informací. Školicí středisko Siemens Sitrain nabízí řadu kvalitních školení. Uživatelé obráběcích strojů mají navíc k dispozici webináře a videa s praktickými ukázkami řešení jednotlivých technologických úloh. Více než 200 ukázek, tipů, triků a odborných informací pomůže nejen obráběčům, ale i pedagogickým pracovníkům a zájemcům z řad studentů a žáků technických škol.