Zkušenosti Made in Siemens pro obráběcí stroje

Podívejme se nyní, kam se od roku 1960 vývoj posunul. Základní myšlenkou současné řady řídicích systémů Sinumerik je univerzálnost, multitechnologičnost, konektivita, schopnost integrace a vzájemná návaznost jednotlivých typů. Představme si jednotlivé systémy a jejich základní vlastnosti.

Řídicí systém Sinumerik je k dispozici ve třech výkonových úrovních:
- Sinumerik 808D – je určen pro jednoduché soustruhy a frézky;
- Sinumerik 828D – je určen pro střední třídu strojů pro technologie soustružení a frézování (midrange);
- Sinumerik 840D sl – špičkový řídicí systém pro komplexní obráběcí stroje pro všechny technologie (frézování, soustružení, broušení, laserové a elektroerozivní stroje, multitechnologické stroje, automatické linky).

Funkce Advanced Surface, High Speed Settings (nastavení pro vysokorychlostní obrábění), kinematické transformace, rozsáhlý sortiment technologických a měřicích cyklů, dílenské programování ShopMill nebo ShopTurn, 3D simulace, tvoří jedinečný celek funkcí pro frézování. Podívejme se nyní na jednotlivé funkce blíže.

Při obrábění velkého množství CNC bloků v krátkém čase, například při výrobě forem, je rychlost určována nikoli obráběcím procesem, nýbrž výkonností CNC systému. Pro tyto případy je zde řešení v podobě funkce Advanced Surface. Nejmodernější algoritmy pro generování dráhy při současném využití funkcí Look Ahead a inteligentní komprese bloků do polynomů pátého řádu přitom zabezpečují maximální rychlost při obrábění a současně nejvyšší jakost a přesnost povrchu – pro 3 osy, 3+2 osy i pro dynamické obrábění s 5 osami.

Období posledních několika let ve vývoji obráběcích strojů má jeden výrazný rys. Tím je integrace několika technologií do jednoho stroje. Zatímco kombinace soustružení–frézování má za sebou již mnoho aplikací na soustruzích, kombinace frézování–soustružení přináší novou kvalitu a nové požadavky na řídicí systémy. Tady je Sinumerik vedoucím jezdcem celého pelotonu systémů. Se svými technologickými moduly se řídicí systémy Sinumerik ideálně hodí pro řešení koncepce multitaskingu, tedy soustružení–frézování a frézování–soustružení.

Na ovládání řídicího systému jsou kladeny v důsledku bouřlivého vývoje výpočetní techniky velmi vysoké požadavky, jež jsou navíc ve většině případů v antagonistickém vztahu – integrovat na poměrně malou plochu ovládacího panelu informace o stavu obráběcího procesu, diagnostické informace o stavu stroje a popřípadě i poskytnout obsluze nápovědu k ovládání systému a stroje. Co se stalo? Vývojáři společnosti Siemens vyvinuli koncepci ovládání systémů Sinumerik, které sjednocuje všechny technologie, je nezávislé na hardwarové výstavbě systému, poskytuje obsluze přehlednou a graficky příjemnou formou potřebné informace, a navíc nabízí možnost uživatelské modifikace. Tato koncepce nese jméno Sinumerik Operate. Pojďme si ji v několika bodech charakterizovat.

Jednoduchá manipulace s daty, stejnou metodikou jako na PC díky aplikaci správce programů. Obsah různých médií je přehledně zobrazen, takže CNC programy z datového serveru je možné přenášet do paměti CNC systému prostřednictvím jednoduchého kopírování a vkládání. A jde to ještě jednodušeji. Obsáhlé programy pro výrobu forem mohou být zpracovávány také přímo ze správce programů prostřednictvím firemní sítě nebo z CF karty.

Režim JOG – ruční ovládání – zde je možno využívat interaktivní grafické podpory systému Sinumerik Operate pro všechny typické seřizovací funkce na soustruzích a frézkách. Jednoduchá výměna nástroje, základní opracování surového obrobku nebo soustružení měkkých upínacích čelistí na soustruzích se uskutečňují přímo v režimu JOG – tedy bez sestavování výrobního programu. Tímto způsobem jsou výrazně zkráceny neproduktivní časy. Inteligentní režim JOG poskytuje také optimální podporu pro měření nástrojů a obrobků. Snímání polohy hrany, rohu nebo díry postačuje k tomu, aby bylo možné zjistit polohu, ve které je obrobek upnut, a to včetně základního otočení (dokonce i na naklopených rovinách obrobku). Ani měření nástroje nepředstavuje v systému Sinumerik Operate žádný problém. Je jedno, jestli je geometrie nástroje zjišťována pomocí „naškrábnutí“ manuálně, nebo automaticky použitím měřicí sondy – stačí jedno stisknutí tlačítka a geometrie se převezme do paměti korekce nástrojů CNC systému.

Další vlastností, kterou je vhodné zmínit, je správa nástrojů, pro niž systém Sinumerik Operate nabízí dokonalou sadu. Parametry nástroje a informace o místu v zásobníku se zobrazují přehledně v jedné obrazovce. Volba vhodného místa v zásobníku se přitom uskutečňuje plně automaticky – stačí vybrat nástroj, stisknout tlačítko a Sinumerik již nabídne vhodné místo v zásobníku. Samozřejmě je monitorována také životnost nástroje a v případě potřeby se uskuteční výměna za vhodný náhradní nástroj

Jako zajímavost lze vyzdvihnout animované prvky v systému Sinumerik Operate, které nabízejí vysoký komfort při zadávání parametrů. Animované prvky zcela nově definují pojem grafického programování a obsluhy, a to díky jedinečnému zobrazení sekvence pohyblivých obrázků.

Zcela nově je řešena simulace CNC programů. Zaručuje maximální bezpečnost opracování, neboť se vždy používají reálné geometrie používaných nástrojů. Simulace samozřejmě ukazuje přesné vyobrazení požadovaného obrábění, nejen brilantní barevné obrázky. Ať už se obrábění realizuje na čele nebo na plášti obrobku, na naklopených rovinách obrobku nebo se jedná o zpracování ve více kanálech – CNC simulace systému Sinumerik simuluje jakékoli opracování. Obsáhlé programy pro výrobu forem mohou být zobrazeny díky funkci Quick View v několika sekundách.

Důležitou jsou také oblasti, které s vlastním obráběním souvisejí nepřímo – jedná se zejména o problematiku bezpečnosti a ochrany při práci. Společnost Siemens se zabývá oblastí ochrany osob a strojů již více než dvě desetiletí. Sinumerik Safety Integrated se ve své době stal průlomovým řešením a stále je měřítkem pro integrovanou systémovou bezpečnostní techniku u obráběcích strojů. Inteligentní systémové funkce přitom umožňují pohodlnou obsluhu stroje, například seřizování stroje při otevřených ochranných krytech, s nejvyšší možnou úrovní bezpečnosti jak pro obsluhu, tak pro samotný obráběcí stroj.

Jedinečnou vlastností systému Sinumerik 840D sl je i jeho otevřenost. Díky systému Sinumerik Integrate může být CNC systém optimálně přizpůsoben technologii stroje.

Sinumerik Integrate kromě toho přináší vysoký stupeň volnosti, pokud jde o automatizaci výroby. Mohou tak být například rozšířeny možnosti obsluhy nebo lze dokonce integrovat robotické a manipulační systémy. Díky otevřenosti jádra CNC systému a pohonu mohou být realizovány jedinečné mechanické koncepce – například pomocí upravených regulačních algoritmů nebo specifických kinematických transformací.

Sinumerik Integrate dokonale začleňuje řídicí systémy Sinumerik do IT prostředí moderních výrobních podniků. Pro tyto účely je k dispozici soubor výkonných softwarových aplikací:
• Manage MyPrograms – organizace a správa NC programů
v rámci celé sítě;
• Manage MyTools – síťová správa nástrojů;
• Analyze MyCondition – vyhodnocování stavových informací o strojích za účelem údržby orientované na tato data;
• Analyze MyPerformance – celopodnikový sběr a zobrazování dat o strojích a provozních stavech;
• Access MyMachine – dálková diagnostika – od peer-to-peer prostřednictvím LAN až po internet;
• Access MyBackup – rozhraní pro ukládání a zobrazování dat CNC systémů;
• Create MyInterface – komunikační rozhraní pro připojení řídicích počítačových aplikací.

Společnost Siemens se snaží také o podporu v oblasti energetické efektivity obráběcích strojů: Sinumerik Ctrl-Energy zahrnuje široké spektrum vysoce efektivních součástí pohonů/motorů, funkcí CNC systémů / pohonů, softwarových řešení a servisních služeb. Aplikace Sinumerik Ctrl-Energy tak nabízí energeticky efektivní řešení pro celý životní cyklus stroje: od jeho návrhu až po provoz. Uživatel má například k dispozici inteligentní funkce, jako je analýza energetických nákladů na obrobek. Stisknutím kombinace tlačítek Ctrl+E systém Sinumerik nabídne potřebné informace o energetické účinnosti stroje.

Co říci závěrem? Tento průřez nabídkou CNC řídicích systémů značky Siemens naznačil, jakou problematikou je nutno se zabývat při řešení řízení obráběcích strojů. Více než padesátiletá tradice ve vývoji a výrobě systémů Sinumerik je na jedné straně pro firmu společnost Siemens zavazující a na straně druhé je pro uživatele zárukou kvality, pokroku a spolehlivých produktů.

Ing. Jiří Urban

Siemens

Jiri.urban@siemens.com

www.siemens.cz