Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Zjednodušuje práci, zkvalitňuje práci, zrychluje práci.
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Zjednodušuje práci, zkvalitňuje práci, zrychluje práci.

Již bezmála tři desetiletí se píše historie intenzivní spolupráce dvou velkých a úspěšných firem – společnosti Siemens a Škody Machine Tool. Letos představily další ovoce své spolupráce – zmenšený, ale funkční model horizontální vyvrtávačky ŠMT – HCW 4S a jeho virtuální dvojče.

U zrodu i celého průběhu spolupráce stáli – i když samozřejmě nejen oni sami – inženýři Tomáš Kopeček a Jiří Pomahač. První z nich pracuje ve společnosti Siemens (kam však přišel před pěti lety právě ze ŠMT), kde dnes zastává funkci vedoucího technické podpory prodeje NC řízení. Druhý po zhruba stejnou dobu pracuje jako vedoucí elektrokonstrukce ve Škoda Machine Tool.

„Už někdy v 70. a 80. letech se v tehdejším závodě Škoda – Obráběcí stroje vyráběly špičkové obráběcí stroje vybavené řízením Siemens. Obráběcí stroje z plzeňské Škodovky v té době již delší dobu patřily ke světové špičce, což dokládá mimo jiné i ocenění zlatou medailí na mezinárodním veletrhu v Bruselu v roce 1958,“ vzpomíná Tomáš Kopeček.

Spolupráce společnosti Siemens se Škoda Machine Tool je dlouhodobě oboustranně prospěšná. Během dlouhých let vznikla řada velmi zajímavých projektů, přičemž jejich iniciátorem byla ve většině případů Škoda Machine Tool na základě konkrétních požadavků koncových zákazníků.

„Jako příklad lze zmínit zajímavý projekt z roku 2002 přenosného stroje pro korejského zákazníka, jenž obsahoval samostatný přenosný stůl a samostatný přenosný stroj, které se dokázaly vzájemně propojit pomocí funkce NCU Link,“ říká Tomáš Kopeček a dodává: „Spolupráce Škodovky a Siemensu ukázala, že pokud spolupracují dvě silné firmy, dokáží vyvinout skutečně zajímavé technologie a stroje. Není to ale jen vývoj pro vývoj, aby to bylo pro nás zajímavé – vše samozřejmě téměř vždy vyplývá z určitých speciálních požadavků koncového zákazníka.“


Spolupráce společnosti Siemens se Škoda Machine Tool je dlouhodobě oboustranně prospěšná. Během dlouhých let vznikla řada velmi zajímavých projektů, přičemž jejich iniciátorem byla ve většině případů Škoda Machine Tool na základě konkrétních požadavků koncových zákazníků

Pro reprezentaci i pro praxi

Trochu paradoxně však jeden z posledních společných projektů nespatřil světlo světa na základě konkrétní zakázky. Vznikl na základě potřeby samotné ŠMT, která se chtěla na dvou letošních odborných veletrzích – AMB ve Stuttgartu a posléze MSV v Brně – zajímavě prezentovat. Model „horizontky“ HCW 4S a jeho virtuální dvojče společně slavily na obou prestižních akcích úspěch. Navíc firma potřebuje čas od času svým zákazníkům ukázat svůj produkt již u stolu v kanceláři, takže model i virtuální dvojče najdou výborné uplatnění i mimo veletrhy.

Koncem roku 2017 se sešli lidé vedení Siemensu s lidmi z vedení Škoda Machine Tool a začaly první diskuze na téma realizace společného projektu. Mimo jiné již bylo tehdy stanoveno i to, že ve Stuttgartu výsledek vystaví Škoda Machine Tool, zatímco v Brně bude umístěn na stánku společnosti Siemens. Obě firmy tak budou prezentovat nejen svou práci jako takovou, ale současně výsledek vzájemné spolupráce.

 

Tři v jednom

Pro zmenšení v poměru 1:25 byl vybrán skutečný stroj ŠMT – HCW 4S se stolem TDV 250 určený pro zákazníka, holandskou firmu Breman. Jde o největší horizontální vyvrtávačku čili „horizontku“, která se na světě vůbec vyrábí.

První prototypy těchto strojů se zde vyráběly zhruba před nějakými sedmi lety pro čínského zákazníka,“ vzpomíná Jiří Pomahač. „Dnes má Škoda Machine Tool i variantu s koaxiálním pohonem, což je právě případ tohoto stroje pro firmu Breman. Originál stroje má pojezd v ose X 26,5 m v ose Y je to 10 m a jeho součástí je i nezávislá plošina. Na modelu byla, na rozdíl od skutečnosti, z důvodu zjednodušení zvolena varianta pevného spojení s vřeteníkem. Stroj je pracovištěm, které umožňuje frézovací, vyvrtávací i karuselovací operace. To je tady naznačeno obrobkem vhodným pro karuselování. Důležité je, že stůl, přestože je dvěstěpadesátitunový, karuselování umožňuje. A právě z důvodu karuselování je i jeho model také vybaven speciální karuselovací hlavou.“


Pro zmenšení v poměru 1:25 byl vybrán skutečný stroj ŠMT – HCW 4S se stolem TDV 250. Jde o největší horizontální vyvrtávačku, která se na světě vůbec vyrábí.

Vzhledem k tomu, že většina strojů vyrobených v ŠMT funguje na bázi řízení Siemens, bylo nyní potřeba „jen“ zajistit, aby vše stejně fungovalo i u modelu, který je dvacetpětkrát menší než skutečný stroj. Lidé ze Siemensu však k myšlence modelu přispěli dalším krokem, který vychází ze současného trendu, myšlenky Průmysl 4.0 – nápadem na vytvoření virtuálního dvojčete stroje.

„Šlo nám o to dokázat, že panelem s reálným řídicím systémem dokážeme, stejně kvalitně jako stroj, řídit i jeho virtuální dvojče. Na něm pak můžeme dokonale předem otestovat, jak se stroj bude chovat, až bude skutečně vyrobený,“ vysvětluje Jiří Pomahač.

Na základě této myšlenky vznikly dva identické ovládací panely, přičemž jeden z nich je určen pro řízení modelu a druhý virtuálního dvojčete.


Na modelu byla, na rozdíl od skutečnosti, z důvodu zjednodušení zvolena varianta pevného spojení s vřeteníkem. U modelu zleva Jiří Pomahač a Tomáš Kopeček.

Dvacetpětkrát menší

Při pohledu na model si pozorovatel připadá trochu jako Gulliver v říši Liliputů. Jezdí zde vřeteníček, vysouvá se maličká pinola a miniaturní vřeteno. Maličký stůl se točí a jezdí. Najdete zde i malý rozvaděč či chladicí agregát...

„Je to samozřejmě lákadlo pro veletrhy,“ vysvětluje Jiří Pomahač, „ale pokud se k tomu přidá originální ovládací panel, může se na tom obsluha stroje učit programovat, testovat provoz a vidět z nadhledu, jak funguje celek. Model naznačuje obrábění v šesti osách, čtyři osy stroje plus pojezd stolu a otáčení stolu. Na modelu můžeme skutečně vidět, jak stroj běhá, včetně speciální technologické operace – karuselování.“

Samozřejmě ne všechny elektrické díly je možné dvacetpětkrát zmenšit, protože komponenty v takto malých rozměrech se prostě nevyrábějí. Realizátoři byli tedy postaveni před problém, které motory pro účely modelu využít.

„Je to nakonec trochu kombinace,“ říká Ing. Kopeček. „Dali jsme tam motory, které nepatří přímo k Sinumeriku 840Dsl, což je právě řídicí systém využitý v originálu tohoto stroje. Ale podařilo se to vyřešit a model dnes běhá na bázi obdobného řízení jako reálný stroj.“




Většina strojů vyrobených v ŠMT funguje na bázi řízení Siemens.

Za vším hledej schopné lidi

 „Při realizaci našeho projektu se spojily dvě pozitivní věci,“ pochvaluje si Ing. Kopeček. „Jednak podpora vedení obou firem, která velmi fandila myšlence vytvořit model i virtuální dvojče, ale současně i fakt, že to zaujalo lidi v konstrukci ŠMT. Škodováci si to vzali za vlastní a většinu práce na virtuálním dvojčeti provedli vlastními silami.“

„Realizovaly to vlastně dva týmy,“ doplňuje jej Ing. Pomaheč. „Jeden vyřešil rozpohybování modelu v rámci softwaru NXa Mechatronic Concept Designeru. Druhý tým dal dohromady část SIMIT čili simulace logického chování stroje. Siemens v tomto případě sám program netvořil, ale naši lidé fungovali především v roli konzultantů. Zdejší programátoři jsou v oboru velmi fundovaní, a navíc je to baví.“

Virtuální model znamená realizaci reálného stroje v počítačové podobě. Na scénu i zde vstupuje Mechatronic Concept Designer, což je programový produkt, který virtuální model rozpohybuje. K 3D modelu stroje je možné jeho prostřednictvím zadat také vlastnosti jako například hmotnost, rychlost, zrychlení, tření atd. Mechatronic Concept Designer tedy pracuje s fyzikálními veličinami a simuluje pak chování reálného stroje.


Stroj je pracovištěm, které umožňuje frézovací, vyvrtávací i karuselovací operace.

Pokud se k němu připojí skutečný NC systém, řídicí obrazovka a klávesnice, tak je pracovník schopen vše uvést do provozu, vyzkoušet si všechny na stroji možné situace, ověřit poruchové a kolizní stavy,“ říká Tomáš Kopeček. „Virtuálně. Nepotřebuje mít stroj vyrobený. Smyslem je eliminovat práci, která se dosud musela dělat fyzicky – vyzkoušet stroj, zjistit chyby, opravit je, vyrobit to znovu... Nyní se to vše udělá v počítači, a tím se ušetří spoustu času a problémů, a tím také financí. Pro první virtuální dvojče jsme zvolili horizontku, která je už dokonale vyvinuta, pro kterou bychom tedy nepotřebovali virtuální model, ale cílem bylo se projektování na bázi virtuálního modelu stroje naučit. A pokud budeme horizontku do budoucna upravovat, rozšiřovat, měnit, výborně to využijeme. Ale neděláme jen horizontky, nýbrž i soustruhy a speciální zařízení, u nichž má tato možnost velký význam. Prostřednictvím virtuálního dvojčete se dá vlastně odladit všechno. PLC program, vlastní technologické programy, nasimulovat veškeré kolize, bezpečnost stroje, jestli jsou správně nadimenzovány pohony atd. Nejedná se nám o konkrétní stroj, ale schopnost moderně a efektivně projektovat. Jakmile budeme vyvíjet nějaké nové zařízení – stroj nebo část stroje, tak už půjdeme touto cestou. Zjednodušujeme si práci, zkvalitňujeme práci, zrychlujeme práci. Zlevňujeme práci.“

Hana Janišová, Plzeň

hana.janisova@mmspektrum.com

Další články

Průmysl 4.0
Inovace
Informační technologie/E-business
Nekonvenční technologie
Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: