Témata
Reklama

Virtuální stroj pomáhá vyhnout se poškození

Kolize během obrábění jsou vždy nákladnou záležitosti. Tím, jak se výroba vybavuje stále vyšší úrovní automatizace a s rozšiřováním aplikací internetu věcí (IIoT) nabývá prevence chyb na složitosti i časové náročnosti. Japonský výrobce CNC strojů Okuma , který si jako jediný na světě vyrábí veškeré klíčové komponenty obráběcích strojů sám, vyvinul digitální řešení, které slouží k přípravě, simulaci a otestování celého procesu obrábění před jeho zahájením. Během vlastního obrábění provádí systém Collision Avoidance Systém (CAS) velmi přesnou virtuální simulaci s předstihem v řádu milisekund před vlastním řezáním. Jakékoli kolize, které by mohly nastat, jsou tak zablokovány předtím, než mohou způsobit vážná poškození - šetříc čas a peníze provozovatele stroje.

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. 

Předejití vzniku kolizí obvykle vyžaduje dostatek času a nemálo úsilí před vlastním procesem obrábění. Okuma neustále zdokonaluje svůj systém předcházení kolizi (CAS) s cílem podstatného zkrácení časů ověřování. Aplikací Inteligentní technologie s 3D virtuálním monitorem (3DVM) vyšla Okuma vstříc i novým požadavkům stále složitějšího výrobního prostředí.

Reklama
Reklama

Včasné ověření partprogramu a seřízení stroje

Pro omezení zbytečných prostojů potřebují uživatelé strojů dopředu prověřit co nejvíce výrobních kroků. 3DVM se systémem Windows propojuje virtuální stroj v počítači s CAS řídicího systému výrobního zařízení Okuma. Software se využívá pro modelování seřízení stroje a pro simulaci procesu obrábění před prvním řezem. Po ověření, že program může být provozován bez kolizí, je odeslán na skutečný stroj, který může zahájit proces bez dalších zkušebních běhů nebo testování. Tímto způsobem lze zkrátit seřizovací časy až o 40 %. Provedení kontroly simulace off-line zkracuje neproduktivní čas stroje a výrazně zlepšuje jeho využití. „Naším cílem je, aby se obsluhující mohli zaměřit spíše na řezné podmínky při obrábění dílů než na prevenci kolizí,“ říká Norbert Rückert, z oddělení FA Okuma Europe. „Kombinace 3DVM a CAS je schopna výrazně zvýšit bezpečnost a účinnost jak před, tak během obrábění.“

3D Virtual Monitor simuluje NC kód s využitím přesného virtuálního klonu stroje Okuma, čímž zajišťuje následné bezpečné a produktivní obrábění přímo na stroji.

Digitální klon stroje provádí velmi přesnou simulaci

Ve složitých výrobních systémech s několika stroji a roboty propojenými v IIoT je klíčová zejména konzistence dat. 3D virtuální monitor simuluje skutečný aktuální kód NC a využívá přesné specifikace stroje Okuma k identifikaci možných chyb při programování před obráběním – k ověření, že program obrobí požadovanou součást bezpečně a přesně. Všechny strojní součásti, jako je revolverová hlava, koník, vřeteno, sklíčidla, čelisti, držák nástrojů, řezné nástroje a upínky, jsou v digitální simulaci vytvořeny přesně. Standardní přípravky, stejně jako ostatní zařízení, jsou předdefinovány. Vzhledem k tomu, že Okuma si vyrábí sama všechny klíčové součásti obráběcího stroje od pohonů, motorů a snímačů přes vřetena až po CNC řízení, jsou veškeré parametry a data přesně zrcadleny v simulaci, která zaručuje bezkonkurenční přesnost, pokud jde o rozpoznání a blokování chyb a kolizí z činnosti. Provozovatel stroje si může být jist, že proces obrábění bude probíhat přesně podle plánu.

Speciální uživatelské zařízení lze mimo jiné implementovat importováním odpovídajících STL dat. Pro obsluhu se tím zjednoduší seřízení stroje a umožní velmi pohodlné zadání. Nejsou-li k dispozici žádná STL data pro sklíčidla, čelisti, nástroje a polotovary, mohou být tyto opce virtuálně modelovány pomocí funkce Easy Modeling 3DVM, aniž by bylo nutné importovat nebo obstarávat specifikace od třetích stran.

Upínače, řezné nástroje apod. mohou být vymodelovány přímo v prostředí 3DVM.

CAM rozhraní umožňuje rychlé a snadné importování dat

3DVM je schopen odvodit již vytvořená data obrábění přímo z CAM systému ve formátu STL. Požadavek na součinnost provozovatele se tak výrazně snižuje, aniž by byla ohrožena přesnost simulace. Toho lze dosáhnout prostřednictvím uživatelsky navrženého rozhraní, které bylo poprvé implementováno v závodě zákazníka pomocí programového řešení MAGNA VANC.

Simulace CAS probíhá v reálném čase těsně před vlastním procesem obrábění s minimálním časovým odstupem. Tímto postupem se kolize odhalí včas a pohyb stroje se zastaví předtím, než může nastat kolize. Aplikace prověřuje kontrolou povelů pro pohyb strojních os možnou kolizi s ohledem na polohu nulového bodu a korekce nástroje nastavené v NC. Je-li zjištěna hrozící kolize, pojezd se dočasně zastaví. Obsluha tak může bez obav nastavit plnou rychlost, aniž by snižovala produktivitu. Navíc se zlepšuje podíl činnosti vřetena v záběru, neboť není třeba ručně provádět kontrolu polohy nebo snižovat rychlost, jakmile se vřeteno nebo revolverová hlava přiblíží k obrobku. Pokud dojde k zastavení, jsou na displeji červeně zvýrazněny krizové prvky nastavení pro rychlou a snadnou analýzu a hledání příčiny problému.

CAS monitoruje činnosti stroje v reálném provozu s předstihem několika milisekund a zajistí okamžité zastavení v případě detekce hrozící kolize.

Bezpečné obrábění během ručního provozu a seřizování

Nejčastější příčinou kolize jsou ruční operace. Okuma CAS a 3DVM nabízejí obsluze nejvyšší možný stupeň zabezpečení. V ručním režimu chrání CAS obsluhu v průběhu seřizování a umožňuje přípravu rychlejšího obrábění. Simulace vždy přesně zobrazuje manuální pohyb strojních os. Pokud například hrozí bezprostřední kolize vřetena s čelistmi, může být sklíčidlo ručně pootočeno v ose C a nástroj lze přesunout z oblasti střetu, aby nedošlo k jeho poškození.

Okamžitá návratnost investice

CAS je standardní výbavou pro víceúčelové stroje řady Okuma Multus a může být dodatečně vybavena na většině ostatních modelů. Okuma sama používá CAS a 3DVM ve svých vysoce sofistikovaných inteligentních továrnách Dream Site, aby výrazně zvýšila produktivitu v přípravné technologické fázi. Obě aplikace se staly integrovaným prostředkem prevence kolizí pro mnoho výrobců: „Jsou i tací zákazníci, kteří aplikaci použili jako firemní politiku tak, že žádný stroj nesmí být provozován bez CAS,“ dodává Rückert. Mají k tomu mnoho dobrých důvodů: jediná srážka může snadno stát několik tisíc eur za opravu, CAS poskytuje okamžitou návratnost investice při první kolizi, které zabrání.

Misan

Ondřej Svoboda

o.svoboda@misan.cz

www.misan.cz

Reklama
Vydání #6
Kód článku: 180651
Datum: 06. 06. 2018
Rubrika: Trendy / Obrábění
Firmy
Související články
Digitalizujeme svět obrábění

Digitalizace v oblasti obráběcích strojů je poměrně nový fenomén. Svět digitalizace se stává svébytným ekosystémem a Siemens jako jediný má pro jeho vytvoření a fungování potřebnou škálu nástrojů – od simulačních programů pro plánování a virtuální zprovoznění strojů, výrobků i procesů přes řídicí systémy a další prvky průmyslové automatizace po monitoring a sběr dat, cloudová úložiště i manažerské nadřazené systémy. Jaké výhody digitalizace přináší, ukázal Siemens na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně mimo jiné také na prototypu multifunkčního obráběcího centra MCU450 společnosti Kovosvit MAS.

Silná geometrie s měkkým řezem

Existují prezentace produktů, které je potřeba přečíst si několikrát, než je člověk pochopí. Tato prezentace k nim ovšem nepatří. S-Cut SC-UNI je fréza, jejíž funkční princip lze přes její unikátní provedení, nebo právě proto, velmi snadno vysvětlit. Její břity ve tvaru S a extrémně nestejné dělení potlačující chvění vyvolané procesem obrábění vytvářejí z této frézy vysoce kvalitní nástroj, který v rámci veškerých srovnávacích testů poráží porovnávané frézy.

Je zaškrabávání nezastupitelná metoda?

V minulém vydání jsme uvedli 1. díl pohledu do minulosti i současnosti řemeslné výroby obráběcích strojů. Nyní vám přinášíme pokračování tohoto článku o unikátní metodě – technologii zaškrabávání.

Související články
Inovace na obou stranách výrobního sortimentu

Svislá dvoustojanová centra řady Genos prošla inovací technických parametrů, a to konkrétně u modelů M560R-V a M460R-VE. Současně zavádí firma Okuma i nové obslužné a komunikační rozhraní Okuma Suite do řídicích systémů svých sofistikovaných modelů. Inovace přicházejí z obou stran výrobního sortimentu – u standardních tříosých center i u vícerých víceúčelových strojů pro náročné aplikace.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Jaký byl Metav 2012

V Německu běží veletržní dění na plné obrátky. Hannoverské výstaviště je "sotva" uklizené od pozůstatků veletrhu EMO (viz. náš poslední díl profesního seriálu v tomto vydání na str. xx) a již byly o necelých 300 kilometrů na jihozápad otevírány brány výstaviště v Düsseldorfu. Je možné, aby německý trh vstřebal takovouto nadílku veletrhů týkajících se výrobních strojů a výrobní techniky, jejichž náplní jsou zejména obráběcí stroje?

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Velmi rychlá dvojčata

SolidCAM a InventorCAM jsou jeden a tentýž CAM program integrovaný v různých CADech (SolidWorks a Autodesk Inventor), proto má smysl mluvit o obou najednou. Neliší se funkčně totiž opravdu vůbec, pouze je uživatel ovládá ve svém oblíbeném CADu.

Inteligentní řešení pro hospodárné obrábění miniaturních dílů

Až do současnosti byla přesná mikroobráběcí centra stavěna především výzkumnými ústavy a některými výrobci obráběcích strojů – s jen malými ohledy na výrobní náklady. Aby byla uspokojena rostoucí poptávka po stroji, který je schopen vyrábět velmi jemné geometrie dílů s vynikající přesností a s přijatelnými úrovněmi nákladů, představila společnost Makino své přesné obráběcí centrum iQ300.

Pomocník pro plánování výroby

Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

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.

RCMT - 20 let ve výzkumu obráběcích strojů (2. část)

Před 20 lety se začaly psát dějiny novodobé tuzemské výzkumné základny strojírenské výrobní techniky. Tento příspěvek nahlíží na klíčové milníky na jeho cestě očima aktérů, kteří stáli a stojí po jeho boku. Vydejme se společně na cestu, která formovala dnešní podobu Výzkumného centra pro strojírenskou výrobní techniku a technologii RCMT (Research Center of Manufacturing Technology) při FS ČVUT v Praze.

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.

MSV představí svět budoucnosti

Mezinárodní strojírenský veletrh vstupuje do svého již 61. ročníku. Během let se z něj stal nejrenomovanější oborový veletrh. Je tedy jasné, že řídit jej tak, aby renomé neztratil, není nic snadného a vyžaduje to člověka nejen schopného, ale i zkušeného. Současný ředitel, Ing. Michalis Busios, bezesporu splňuje obojí. Dokladem je skutečnost, že pro veletrh úspěšně pracuje již od roku 2008.

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