CAD, konstrukce
3D tisk
CAM, CNC
Technologie 3D měření
PDM, MES
Architektura, stavebnictví
Mechatronika, robotika
Zpracování obrazu
Hardware
Předcházet kolizím, lépe využívat provozní čas strojů a zvýšit bezpečnost výrobních procesů.
„Nový díl, čerstvě naprogramovaný NC program a 5osý stroj. Programátor stojí u ovládacího pultu a čeká na první zkušební jízdu. Doufejme, že vše proběhne bez kolize.“
Výzva
Právě takové situace patří v mnoha výrobních podnicích k běžné praxi. V nejlepším případě stojí chyba jen trochu času stroje a jeden nástroj. V nejhorším případě dojde k poškození upínacích prostředků, vřetena nebo stroje a zakázka se zpozdí.
Simulace založená na NC kódu právě v tomto bodě přichází ke slovu: Program se virtuálně otestuje za podmínek, za kterých má později běžet i na stroji. Tak lze odhalit chyby ještě předtím, než ve výrobě způsobí ztrátu času a peněz.
Simulace založená na NC kódu se netýká pouze programování
V mnoha podnicích je simulace založená na NC vnímána především jako dodatečný kontrolní krok v rámci programování. Přitom má přímý vliv na výrobu. Složitější součásti, 5osé obrábění a rostoucí nároky na dodací lhůty a kvalitu činí spolehlivou kontrolu programů stále důležitější.
Pokud je možná kolize rozpoznána již při virtuální kontrole, není tato chyba odhalena až při skutečném náběhu na stroji. Přitom existuje významný rozdíl mezi kontrolou dráhy nástroje v systému CAM a simulací založenou na NC kódu. Při simulaci založené na NC kódu se kontroluje skutečně vygenerovaná dráha nástroje – včetně bezpečnostních poloh, výměny nástrojů a otočných pohybů.
Kolik může stát porucha stroje
Chybný NC program může způsobit mnohem víc než jen zmetky. V nejhorším případě dojde k poškození nástroje, upínacího zařízení nebo dokonce samotného stroje. K tomu se přidávají náklady na opravu, prostoje a případně zpoždění dodávky. Při vysokém vytížení stroje má taková porucha obzvláště závažné důsledky, protože dotčené zakázky nelze jednoduše přesunout na jiný stroj.
Pro vedení společnosti je proto nejdůležitější především jedna věc: Jak spolehlivě funguje celý výrobní proces a jaké náklady vzniknou, když se něco pokazí?
Výroba se stává složitější
V moderních výrobních podnicích se již téměř nepoužívají jednoduché 3osé stroje. Dnes v mnoha podnicích převládají:
- 5osá obráběcí centra
- Otočná frézovací centra
- Stroje pro multitasking
- automatizované výrobní buňky
- směny bez obsluhy
S každou další osou a každou další funkcí stroje roste i složitost výrobního procesu. Trajektorie nástroje může v systému CAM vypadat správně, ale za reálných podmínek na stroji přesto vést ke kritické situaci. Čím složitější je obrábění, tím důležitější je proto virtuální kontrola hotového NC programu.
Provozní doba strojů stojí peníze
O nedostatku kvalifikovaných pracovníků se hodně mluví. V mnoha podnicích je však omezujícím faktorem také dostupný provozní čas strojů. Pokud se nový program testuje přímo na stroji, není tento čas k dispozici pro samotnou výrobu.
Zejména při vysokém vytížení to může rychle představovat problém. Díky simulaci založené na NC lze část této kontroly provést již ve fázi přípravy výroby. To snižuje náročnost na zprovoznění a uvolňuje více času pro samotnou výrobu. Zejména u strojů s vysokým vytížením to může vytvořit dodatečnou kapacitu, aniž by k tomu bylo okamžitě nutné pořídit další stroj.
Simulace založená na NC kódu se v automatizované výrobě
Automatická výměna palet, robotické nakládání a bezobslužné směny kladou také vyšší nároky na programování. Pokud během bezobslužné směny běží chybný NC program, nikdo nemůže okamžitě zasáhnout. Simulace před schválením pomáhá takové chyby odhalit již předem.
Nejen předcházet kolizím – optimalizovat výrobu
Simulace NC však dokáže odhalit více než jen kolize. Při analýze celého průběhu obrábění lze například odhalit zbytečné pohybové dráhy, dlouhé vedlejší časy nebo nevhodné výměny nástrojů. Tyto aspekty lze následně optimalizovat.
Simulace tak neslouží pouze k ověření programu. Může také přispět ke zkrácení doby obrábění a k lepšímu celkovému využití kapacity stroje.
Závěr: Bezpečnost začíná ještě před strojem
Simulace založená na NC je dnes mnohem více než jen doplňková kontrola pro programátora CAM. Chyby lze odhalit ještě předtím, než se program dostane ke stroji a způsobí tam časové ztráty nebo škody. Kontrola se tak provádí tam, kde jsou opravy nejjednodušší a nejlevnější – v přípravě výroby.
Pro vedoucí výroby a vedení společnosti jsou důležité především dopady na běžný provoz: méně prostojů a zmetků, kratší doby záběhu a lepší využití strojů. Zejména u složitých 5osých obráběcích operací a automatizovaných procesů může virtuální kontrola znamenat výrazný rozdíl.
Ekonomické hodnocení
| Cíl společnosti | Přínos simulace založené na NC |
| Dostupnost strojů | Méně neplánovaných prostojů díky včasné detekci poruch |
| Minimalizace rizik | Rozpoznat kolize a nesprávné pohyby před spuštěním stroje |
| Automatizace | Vyšší bezpečnost u bezobslužných a automatizovaných procesů |
| Zvýšení kapacity | Zkrácené doby zprovoznění a testování |
| Zajištění kvality | Méně zmetků a oprav |
| Schopnost dodání | Stabilnější procesy a méně neplánovaných zpoždění |
