10. dubna 2017 00:43

Jak vytvořit dokonalé digitální dvojče

Digitalizace výběru nástrojů a vytváření nástrojových sestav přináší zvýšení efektivity obrábění

Stejně tak, jako lze s pomocí pokročilých strategií a technologií obrábění docílit efektivity vlastního obráběcího procesu, existuje celá řada možností, jak dosáhnout zlepšení už v předcházející fázi výrobního procesu, ve fázi konstrukce a plánování. Zde může digitalizace dříve manuálních procesů, jako je výběr jednotlivých nástrojů nebo vytváření nástrojových sestav, pomoci výrazně zvýšit efektivitu a bezpečnost obrábění. V praxi tak mohou být údaje o obráběcích nástrojích shromažďovány přesněji a následně využity pro vytvoření přesné podoby jejich digitálního dvojčete – funkce, která se u moderních pracovních postupů stala naprosto stěžejní z hlediska předcházení chybám ve fázi obrábění. V současné době mohou být tyto procesy plně integrovány s CAM softwarem uživatele a mohou být dokončeny pouhými několika jednoduchými kliknutími, jako součást snadno použitelného procesu ovládaného pomocí menu.

Přesná podoba digitálního dvojčete zvyšuje rychlost a kvalitu konstrukce a plánovacích procesů

Vpřípadě obráběcích aplikací stroje nevyužívají jednotlivé nástrojové položky, jako nástrojové držáky, frézy nebo břitové destičky, ale nástrojové sestavy. V řadě případů tak vzniká, pro CAM programátory poměrně pracný, úkol, kde existují různé možnosti chyby, v neposlední řadě i to, že se na první pokus nepodaří zvolit optimální nástrojové položky. Navíc vytvoření mnoha typických nástrojových sestav může trvat až 1 hodinu. U některých součástí je nutné použít 25 i více různých nástrojových sestav, což pro podnikání představuje enormní režijní výdaje jak z hlediska času, tak i nákladů.

Inzerce

Problém není vytvořit samotnou nástrojovou sestavu – v dnešní době ji lze bez jakékoliv vnější pomoci vytvořit během několika sekund doplněním popisu a příslušných parametrů, například průměru a délky, do CAM systému. Avšak, vytvoření přesné podoby digitálního dvojčete nástrojové sestavy už není ani zdaleka tak jednoduchým úkolem. Aby bylo možné vytvořit v CAM systému co možná nejpřesnější podobu nástrojové sestavy, musí její tvůrce nejprve prohledat katalogy různých dodavatelů, stáhnout soubory s 3D modely a navzájem je v CAD programu sestavit. Teprve potom z nich konečně lze vytvořit nástrojové sestavy v CAM systému, včetně všech technických parametrů.

Zefektivnění procesů

Je patrné, že existuje příležitost ke zefektivnění procesů předcházejících obrábění a ke zvýšení jejich agility, něco, čeho lze dosáhnout integrací doporučení pro volbu nástrojů a vytváření nástrojových sestav do platformy CAM software. Tímto způsobem lze dosáhnout zvýšení bezpečnosti a zkrácení časů potřebných pro konstrukci a plánovací procesy.

Pokud jde o doporučení a volbu jednotlivých nástrojů, optimalizovaná a integrovaná řešení umožní CAM programátorům vybírat si nástrojové držáky, nástroje a břitové destičky, např. pro frézování. Uživatelé mají v tomto případě možnost volby preferovaného zdroje, jako je např. lokálně uložený digitální katalog nebo cloudově uložený sortiment s průběžně automaticky aktualizovanými údaji. Potom, jakmile jsou zadány údaje, např. o obráběné součásti, typu obráběcí operace a materiálu, může uživatel jednoduše kliknout na „získat výsledky“ a obdrží potřebné řezné rychlosti a rychlosti posuvu pro zvolený nástroj.

Jedním z takových řešení je aplikace CoroPlus® ToolGuide z nabídky společnosti Sandvik Coromant, která pro připojení k CAM software využívá otevřené aplikační programové rozhraní (Application Programming Interface – API). Stručně řečeno, aplikace CoroPlus ToolGuide umožňuje uživatelům vyhledání vhodného obráběcího nástroje pro danou úlohu. Vytvoří seznam všech vhodných nástrojů, uspořádaný směrem shora dolů od nejhospodárnější volby. Zobrazí se také navrhovaný obráběcí proces a hodnoty řezných parametrů. Seznam je vytvořen algoritmem, který porovnává danou úlohu a podmínky s nástroji Sandvik Coromant. Algoritmus obsahuje informace o různých postupech obrábění, které lze pro různé úlohy použít, naproti tomu údaje o produktech, uváděné pro jednotlivé nástroje, obsahují informace o tom, pro které postupy obrábění je nástroj vhodný. Důležité je, že všechna data lze odeslat do knihovny nástrojů CoroPlus® ToolLibrary, kde lze ze standardních nástrojů vytvářet sestavy připravené pro export do CAM nebo simulačního software.

Snadný přístup k údajům o nástrojích

Má-li být CAM proces produktivní, programátor potřebuje přístup k údajům o nástroji, které jsou obvykle uloženy v tzv. knihovnách nástrojů. Avšak většina knihoven nástrojů je v současné době z mnoha důvodů prázdná, v neposlední řadě proto, že je obtížné najít údaje o nástrojích a udržovat je stále aktuální. Navíc až do nedávna neexistovala žádná průmyslová norma pro sdílení informací o nástrojích. Na světě je dnes přibližně 1,2 milionu výrobních jednotek a všichni dodavatelé CAM systémů a výrobci obráběcích strojů měli historicky svůj vlastní způsob označování a uspořádání údajů o nástrojích. To je důvod, proč byla vytvořena norma ISO 13399. Na vývoji normy ISO 13399, která je dnes celosvětově uznávaným způsobem zápisu údajů o nástrojích, se společně podílely společnost Sandvik Coromant, KTH Royal Institute of Technology a další subjekty působící v oblasti obrábění kovů.

Tato mezinárodní norma standardizovaným způsobem definuje atributy nástrojů – např. jejich délku, šířku nebo poloměr. Před tím, než byla tato norma vytvořena, třemi různými dodavateli mohl být průměr označován jako D3, D1 nebo DC2. Avšak platí-li ISO 13399, průměr bude vždy mít označení DCX, bez ohledu na dodavatele. Norma ISO 13399 rovněž zjednodušuje výměnu dat o obráběcích nástrojích. Pokud jsou pro popis veškerých nástrojů v daném průmyslovém odvětví používány stejné parametry a definice, sdílení informací o nástrojích se díky tomu značně zjednodušuje.

Knihovna nástrojů CoroPlus ToolLibrary, která využívá strukturu danou normou ISO 13399 a je otevřená pro všechny dodavatele nástrojů, se stará o to, že již není nutné dále převádět data z papírových katalogů a následně je ručně zadávat do systému.

Systém zabezpečený proti chybám

CAM programátorům knihovna nástrojů CoroPlus ToolLibrary umožňuje práci s normu ISO 13399 splňujícím katalogem libovolného dodavatele nástrojů a bezpečné vytváření nástrojových sestav s vědomím, že veškeré navrhované položky spolu budou navzájem lícovat. Výsledky lze okamžitě prohlížet ve 2D i 3D, přičemž uživatelé také mohou veškeré informace o nástrojích digitálně ukládat. Jednou uloženou nástrojovou sestavu mohou programátoři snadno importovat do svého CAM nebo simulačního software. Veškeré údaje o nástrojích jsou přednastavené a součástí je rovněž 3D model.

Uživatelé hlásí, že tento jednoduchý a efektivní proces umožňuje zkrácení času od vytvoření nástrojové sestavy až po provedení simulace minimálně o 50 %. Navíc se výrazně zvyšuje šance provedení správného výběru nástrojů už na první pokus. Mít přesné údaje o nástrojích samozřejmě také znamená, že lze odhalit případné kolize a předcházet používání rutinních postupů během simulace, protože je k dispozici skutečný tvar nástroje a přesná podoba digitálního dvojčete.

U procesů předcházejících obrábění mají přesné a dostupné údaje o nástrojích zcela zásadní význam pro to, aby bylo možné řešit problémy, se kterými se CAM programátoři setkávají na každodenní bázi. S využitím nejmodernějších digitálních řešení, jako např. aplikace CoroPlus ToolGuide nebo CoroPlus ToolLibrary, lze ukázat, o co rychleji a jednodušeji je možné provádět úlohy předcházející vlastnímu obrábění. Obě tato řešení jsou součástí obsáhlejšího souboru řešení s přímým síťovým připojením CoroPlus®, nabízeného společností Sandvik Coromant, jejichž smyslem je pomoci výrobcům připravit se na Industry 4.0.

www.sandvik.coromant.com/cz

Knihovna nástrojů CoroPlus^® ToolLibrary umožňuje vytváření nástrojových sestav na základě standardizovaných údajů o nástrojích. Nástrojové sestavy lze importovat přímo do CAM nebo simulačního software.

Využívání dat při konstrukci a pro plánovací procesy umožňuje zvýšení agility a stupně optimalizace výroby.