06. června 2017 00:31

Nová kvalita v řízení, obsluze a programování obráběcích strojů

Sinumerik 840D SL se sofwarem 4.7

V prosinci 2015 po relativně dlouhém a rozsáhlém testování u pilotních zákazníků uvolnila společnost Siemens k všeobecnému prodeji dlouho očekávaný software 4.7, a to ve verzi 4.7 SP2 HF1. Tento software s sebou přináší řadu nových funkcí, které usnadňují a rozšiřují operátorské a programátorské možnosti řídicího systému.

Inzerce

Mnoho novinek přináší tento software i pro výrobce strojů, kterým by nové funkce měly pomoct usnadnit a zkrátit oživování strojů a zvýšit kvalitu vyráběného obráběcího stroje. Software 4.7 umožňuje naplno využít vlastností nových NCU jednotek 710.3 B, 720.3 B a 730.3 B. V tomto článku samozřejmě vzhledem k omezenému rozsahu nelze popsat všechny nové funkce. Naším cílem je upozornit na z našeho pohledu nejvýznamnější vývojové změny v oblastech obsluhy, programování a uvádění strojů do provozu. Jaké zásadní nové funkce přináší software 4.7 pro výrobce strojů:

• rozšíření funkcí nástrojového hospodářství,
• funkční rozšíření automatické optimalizace posuvů a hlavních pohonů,
• modernizace oblasti uvádění do provozu – grafické zobrazení topologie v prostředí Sinumerik Operate, zjednodušený NCK reset a další.

Inovace v softwarové verzi 4.7 jsou ale především zaměřeny na potřeby koncového zákazníka. Je to jistě správné, neboť společným cílem dodavatelů a výrobců je vždy spokojenost koncového zákazníka. Co tedy software 4.7 přináší pro koncového uživatele:

Obr. 1: Volitelné nastavení velikosti znaků, dá se měnit v úrovních automatické, normální (24), malé (20, 16 nebo 14)

• rozšíření funkcí nástrojového hospodářství,
• rozšíření paměti pro NC programy, zjednodušení programování rozsáhlých programů,
• integrace CAD readru do prostředí HMI operate,
• vylepšené zobrazení technologického programu,
• ovládání stroje pomocí Smart Operate.

1. Rozšíření funkcí nástrojového hospodářství

Každý výrobce CNC obráběcího stroje musí řešit, jak nakládat s nástroji. V dnešní době je téměř samozřejmostí automatická výměna nástroje ze zásobníku nástrojů do obráběcího místa. To může být vřeteno nebo držák nástroje např. u soustruhu. Většina CNC řídicích systémů je vybavena softwarovou podporou, nástrojovým hospodářstvím, která ulehčuje práci výrobcům obráběcích strojů. Sinumerik má nástrojové hospodářství téměř od svých prvních řídicích systémů. Dochází však k vývoji a současná úroveň nabízených služeb s podporou vizualizace se nedá porovnávat s tím, co řídicí systémy nabízely ve svých počátcích. V maximální konfiguraci dnes Sinumerik umožňuje obsluhovat 64 zásobníků, 1 500 nástrojů, 3 000 ostří a 64 tzv. multitoolů. Multitool je nástroj, který na sobě nese několik nástrojů různého typu. Výhodou multitoolu je kratší doba výměny nástroje, kdy se nemusí nový nástroj přenést ze zásobníku, ale stačí udělat posunutí rotační nebo translační a obrábí se dalším nástrojem v rámci multitoolu.

NC software 4.7 nabízí nové rozšíření a funkce pro usnadnění práce technika výrobce stroje. Do prostředí HMI Operate se opět dostal „wizard“ pro vytváření konfigurace zásobníku. Aby bylo možné pracovat v nástrojovém hospodářství se zásobníky, je potřeba vytvořit zásobníkovou konfiguraci. Zde se určuje, kolik zásobníků je k dispozici, popis jednotlivých míst v zásobnících a další záležitosti. Zásobníková konfigurace má formu souboru, který obsahuje systémové proměnné. V těchto proměnných je konfigurace zapsána. Je možné vytvořit tento soubor ručně, ale je to pracné. S Tool management wizardem je práce mnohem jednodušší. Dialogovým způsobem se nadefinují příslušná data a následně je vygenerován výsledný soubor s konfigurací. Tato užitečná pomůcka byla součástí dřívějšího operátorského prostředí HMI Advaced a od SW 4.7 se stává součástí HMI Operate.

Pro naložení většího množství nových nástrojů do zásobníku má operátor k dispozici novou funkci „Load all“. Tato funkce vybere ze seznamu nástrojů ty, které mají nastaven příznak „k naložení“ a provede celou sekvenci naráz.

Někdy je potřeba rychle přenést data nástroje z jednoho stroje na druhý. K tomu se dá využít nová funkce umožňující nahrání a vyhrání jednotlivého nástroje z/do souboru umístěného např. na USB paměti. Poslední příjemnou změnou týkající se nástrojového hospodářství je možnost mít až dva reálné zásobníky nástrojů bez licence. Do SW 4.7 bylo v případě víc jak jednoho reálného zásobníku nutné zakoupit licenci.

2. Funkční rozšíření automatické optimalizace posuvů a hlavních pohonů

Kvalitu obráběcího stroje v podstatné míře ovlivňuje úroveň jeho seřízení. I špičkově navržený stroj nemusí plnit dobře svoji funkci, pokud není správně seřízen. Seřízení je důležité především v oblasti mechaniky, stále většího významu nabývá však elektrické seřízení, a to zejména v oblasti posuvů a hlavních pohonů. Správné elektrické seřízení má vliv nejen na stabilitu stroje, ale u určitých technologií i na rychlost obrábění. Vývojáři společnosti Siemens se samozřejmě snaží technikům výrobce stroje proces seřizování maximálně usnadnit. V oblasti nastavování pohonů dochází k vylepšování s každou novou verzí softwaru. U softwarové verze 4.7 jsou především dvě podstatné změny:

1. možnost automatické optimalizace pohonů a posuvů ve vazbě master -slave a gantry,
2. rozšíření počtu rychlostních filtrů ze čtyř na deset.

Obr. 2: Možnost automatické optimalizace pohonů a posuvů ve vazbě master-slave a gantry

3. Modernizace oblasti uvádění do provozu

Pro techniky výrobce stroje je určitě velmi příjemná inovace v oblasti uvádění do provozu. Software 4.7 přinesl tyto významné změny:

1. grafické zobrazení topologie přímo v prostředí Sinumerik Operate. Zobrazit lze jak požadovanou topologii, tak skutečnou. Pokud se skutečná topologie liší od požadované, jsou v místech odlišností graficky vyznačené odchylky – viz obrázek.

Obr. 3: Zobrazení topologie s označením chyby

1. Při přepsání parametrů, které vyžadují změny rozložení statické paměti, docházelo k přeskládání dat v této paměti (formátování). Pokud se neudělala po změně takového parametru záloha s následným obnovením zálohy, hrozila ztráta dat. Tento postup podstatně prodlužoval proces uvádění do chodu. Nyní není nutné tuto zálohu dělat, systém si poradí s formátováním paměti sám (změna paměťových dat v oblasti statické paměti je ve většině případů platná po NCK resetu. Již není nutno vytvářet a nahrávat NC sériovou zálohu stroje).

4. Rozšíření paměti pro NC programy, zjednodušení programování rozsáhlých programů

Další důležitou částí řídicího systému je úložný prostor pro programy. Díky novým technologiím a možnosti generování programů z CAM systémů nabývají programy na velikosti. Tomu se musí přizpůsobit velikost paměti, případně způsob zpracování programu. Od softwaru 4.7 došlo ke změnám v této oblasti, které dále představíme.

V současné fázi vývoje hardwaru NCU jednotek je v základu k dispozici 10 MB zálohované statické NC paměti. Tato paměť se dá pomocí opčního rozšíření D00, které přidá 2 MB, rozšířit až na velikost 16 MB u NCU 710.3 B a až na 22 MB u NCU720.3 B a 730.3 B. To ale ještě není vzhledem k paměťovým nárokům dnešní doby řešením. Od SW 4.7 přibylo nové opční rozšíření P77, které zvětší interní úložiště dat na 100 MB. Pokud i to je málo, tak je k dispozici další volitelná možnost s označením P12. Potom ve spojení s předchozí P77 systém využije nezaplněné místo na CF kartě, kde je uložený NC software, a uzpůsobí ho jako interní úložiště pro NC data. Tím se dá získat až 6 GB místa pro programy. Systém se zde uloženými programy zachází, jako by byly v NC RAM paměti. Pokud by ani 6 GB místa nedostačovalo, tak je k dispozici další možnost. Volitelné rozšíření P75. Jedná se o spouštění programu z externího úložiště. P75 v sobě automaticky zahrnuje P77. Někdo může namítnout, že spouštění programu z externího úložiště bylo na Sinumeriku možné odjakživa. Je to pravda, ale program byl zpracováván, jen pokud se dodržely určité předpoklady pro stavbu takového programu. S těmito programy systém zacházel ne zcela běžným způsobem. Externí programy nemohly obsahovat zpětné skoky (skoky směrem k začátku programu). Nemohly obsahovat dlouhé skoky směrem ke konci programu a nemohly ani obsahovat rozsáhlé programové smyčky. Pokud se z hlavního programu volal externí podprogram, musel se volat speciálním příkazem EXTCALL. Od SW 4.7 všechna tato omezení padla. S programem z externího úložiště se zachází stejně jako s programem z interního úložiště. Tím ovšem padl i limit na velikost programu. Velikost programu je pouze omezena kapacitou externího úložiště, přičemž externím úložištěm se rozumí např. USB paměť, externí harddisk nebo file server na síti. Obrázek níže ilustruje možnosti rozšíření paměti vzhledem ke kapacitě v GB.

Obr. 4: Možnosti rozšíření pamětí vzhledem ke kapacitě v GB

5. Integrace CAD readeru do prostředí HMI operate

Další důležitou inovací je integrace CAD readeru do prostředí HMI Operate. CAD reader využívá DXF formátu souboru. DXF je označení pro datový formát, který slouží pro výměnu souborů mezi CAD systémy od různých výrobců. CAD reader ale není určen jenom k pasivnímu prohlížení DXF souborů. S jeho pomocí se dají jednodušeji vytvářet programy. Můžete totiž výkres součástky, kterou máte obrobit, načíst do systému, potom pomocí myši vyznačit konturu, která vás zajímá, a tuto konturu přenést do programu. Zde se vám vygeneruje sled dráhových elementů. Kromě kontur se dají takto přenášet i poziční vzory pro vrtání. CAD reader při importu zohledňuje čáry, body, křivky a vrstvy výkresu. Programový výstup z CAD readeru je určen pro Jobshop cykly, ProgramGuide cykly, pro kontury a poziční vzory.

6. Vylepšené zobrazení technologického programu a R parametrů

Software 4.7 přináší příjemné změny i do oblasti zobrazení technologických programů a R parametrů. Na první pohled se možná zdá, že toto funkční vylepšení není až tak důležité. Pro operátory strojů to však je jedna z nejpodstatnějších změn. Co je tedy nového:

1. barevné rozlišení funkcí v technologickém programu – umožňuje na první pohled rychlejší orientaci obsluhy v technologickém programu,
2. volitelné nastavení velikosti znaků – dá se měnit v úrovních:
   • automatické,
   • normální (24),
   • malé (16),
3. možnost vložení komentářů k R parametrům,
4. možnost zjednodušeného zadávání parametrů cyklů,
5. zobrazení doby trvání jednotlivých bloků vykonaného technologického programu.

Změny jsou názorně vidět v obrázcích 5, 6 a 7.

7. Efektivní ovládání Smart Operate

Tak, jako je to dnes běžné i v ostatních odvětvích, dochází v oblasti ovládání Sinumeriku 840D SL k přechodu na ovládání pomocí dotykových ovládacích panelů. Společnost Siemens v posledním roce uvedla do všeobecného prodeje dotykové panely OP015 black a OP019 black. Nasazení dotykových panelů samozřejmě přináší nové možnosti v ovládání. U softwaru 4.7 je možnost nasazení opce Smart Operate, která umožňuje efektivní jedno až tříprsté ovládání v řadě provozních režimů. Velký význam to má u grafického ovládání, jako je např. oblast simulace technologického programu. Pomocí prstového dotykového ovládání lze simulační obraz velmi snadno natočit, zmenšit či posunout. Ovládání Smart Operate ale pomáhá obsluze stroje např. i při editaci programů možností rychlejšího ovládání nebo servisním technikům zrychleným hledáním v oblasti strojních dat.

Obr. 5: Barevné rozlišení funkcí v technologickém programu umžňuje na první pohled rychlejší orientaci obsluhy v technologickém programu

Obr. 6: Zobrazení doby trvání jednotlivých bloků vykonaného technologického programu

Obr. 7: Možnost vložení komentářů k R parametrům

Závěr

Uvolnění softwarové verze 4.7 vylepšuje možnosti ovládání, programování, seřizování a uvádění obráběcího stroje do provozu. Společnost Siemens poměrně dlouho testovala tento software u pilotních zákazníků. V současnosti máme k dispozici stabilní a funkčně velmi dobře vybavený software, který plní požadavky i nejnáročnějších zákazníků.

Ing. Karel Kozumplík, ing. Tomáš Kopeček

Siemens, s. r. o.
Tel.: +420 800 909 090
siemens.cz@siemens.com
www.siemens.cz