TOS VARNSDORF a.s.

Podrobnosti

Kategorie: Exkluzivní rozhovory

TOScontrol – brána do světa konektivity

Snahou každého výrobce obráběcích strojů je uspět na trhu, ve kterém se pohybuje celá řada konkurentů. Všechny obráběcí stroje jsou svázány obecně platnými fyzikálními zákony, a proto se základní technické parametry obráběcích strojů různých výrobců v poslední době srovnávají – otáčky, posuvy, výkony... Co tedy navíc nabídnout zákazníkovi, aby se rozhodnul právě pro nás? V čem tkví vyšší přidaná hodnota našeho stroje oproti konkurenci?

TOS VARNSDORF a.s., se před několika lety rozhodnul, že se zaměří na oblast rozšíření funkcionality obráběcího stroje o další možnosti, které na první pohled přímo nesouvisí se samotným procesem obrábění. Klíčem k tomuto je komunikační rozhraní, které umožní obráběcímu stroji komunikovat s okolním prostředím (operátor, MES systémy, ERP systémy, a další). V případě firmy TOS VARNSDORF a.s., se jedná o systém správy stroje s názvem TOScontrol, který byl vyvinut a je rozvíjen spolu s ČVUT v Praze, Fakultou strojní, Ústavem výrobních strojů a zařízení (RCMT) a kterým je od roku 2020 vybaven každý prodaný stroj.

Součástí tohoto systému jsou různé aplikace, kdy základní částí je aplikace CNC – uživatelské prostředí vlastního řídicího systému stroje (integrovány systémy Heidenhain TNC640 a Sinumerik 840D sl). Ovládání celého systému je intuitivní, prostřednictvím dotykové obrazovky, obdobně jako u mobilních telefonů. Až potud se v zásadě nejedná o nic výjimečného. Další aplikace však již přináší zákazníkovi onu žádanou vyšší přidanou hodnotu, kterou se stroje TOS VARNSDORF a.s., odlišují od konkurence. Aplikace jsou navíc integrovány do jednotného prostředí a využívají standardizovaných komunikačních rozhraní v rámci ekosystému TOScontrol.

Aplikace na výběr

Při spuštění stroje a přihlášení uživatele je na ovládacím panelu zobrazena hlavní obrazovka s přehledem dostupných aplikací a uživatel stroje má následně možnost zvolit si aplikaci pro svou další činnost. Aplikace Status, CNC, Dokumenty a Kalendář jsou základní aplikace, které jsou automaticky součástí systému TOScontrol. Aplikace Status umožňuje uživateli získat rychlý přehled o aktuálním stavu stroje nezávisle na verzi řídicího systému. Jsou zde zobrazeny aktuální souřadnice stroje v jednotlivých osách, zvolené funkce systému, aktuální zvolený NC program, doba trvání NC programu, hlášení řídicího systému a další potřebné informace. Díky aplikaci Dokumenty je možno přímo na obrazovce ovládacího panelu stroje pracovat s libovolnými dokumenty ve formátu PDF, ale také zobrazovat obrázky nebo videa uložená v zadané adresářové struktuře. Při dodání stroje je v této aplikaci uložena veškerá dokumentace ke stroji, jako jsou návody, schémata, výkresy apod. Uživatel si tam dále může dle svých potřeb uložit další libovolnou dokumentaci. Aplikace Kalendář pak slouží pro plánování různých činností obdobně jako je tomu v Outlooku nebo mobilním telefonu.
Další aplikace popsané dále jsou volitelné dle požadavku a potřeb zákazníka. Trendem dnešní doby, a to napříč průmyslovými obory, je sběr dat. Jedněmi ze základních informací, které zákazníka zajímají, jsou stavy obráběcího stroje. Aplikace Monitor představuje komplexní systém pro sledování provozu strojů, jehož základním stavebním kamenem je integrovaný OPC-UA server vybavený specifickým datovým modelem. Jeho základním parametrem je proměnná definující aktuální stav stroje (Výroba, Výroba dokončena, Připraveno, Chyba, Vypnuto), která je v čase ukládána do databáze na serveru. Uložená data o provozu stroje je možné zobrazit přímo na panelu řídicího systému v aplikaci Monitor nebo pomocí webové stránky na jakémkoli počítači, tabletu nebo mobilním telefonu připojeném do příslušné sítě. Data mohou být zobrazena ve formě grafů stavu stroje v určitém časovém úseku, ale také ve formě reportů celkové efektivity provozu. Kromě základního stavu stroje jsou ukládána také další data o provozu stroje, jako jsou zatížení vřetene a jednotlivých os, teploty, názvy NC programů, rychlosti pohybu atd.

Na oblast výroby je zaměřena aplikace Zakázka. Jedná se o aplikaci umožňující systematické a „bezpapírové“ zajištění výroby. Aplikace umožňuje zobrazení uvolněných pracovních příkazů a příslušných operací z ERP pro daný stroj přímo na panelu řídicího systému. Operátor tak má všechny potřebné informace o výrobě na jednom místě včetně požadovaných termínů výroby a počtu zadaných kusů. U vybraného pracovního příkazu a operace jsou uvedeny informace o pracovním postupu, přiloženy výkresy, nástroje, přípravky a v neposlední řadě také příslušné NC programy, které jsou při spuštění dané operace automaticky navoleny v řídicím systému. Při spuštění vybrané operace operátorem jsou v systému zaznamenávány skutečné časy výroby a při dokončení každého kusu jsou do ERP systému automaticky odeslány informace o dokončené výrobě.

Jednou z dalších aplikací, kterou mohou být vybaveny stroje TOS VARNSDORF a.s., je aplikace CMM, neboli Inprocesní měření. Díky této aplikaci a dalšímu příslušenství stroje (obrobková sonda, Laser tracker, metrologický SW) je možné provádět na stroji mezioperační měření obrobkovou sondou a stanovovat korekce, avšak bez zanesení chyby stroje. Velkou výhodou tohoto řešení je uživatelský komfort při inspekci dílce (integrován metrologický software TouchDMIS) a odstranění nutnosti mezioperačního přesouvání obrobku mezi souřadnicovým měřicím strojem a obráběcím strojem, které je spojeno s náročným upínáním a ustavováním dílce. Nezanedbatelnou výhodou je také to, že v rámci tohoto řešení není nutné ručně psát korekční NC program, protože stroj si daný dílec změří a zjištěné odchylky automaticky zanese do řídicího systému jako korekce a následně dojde k obrobení s původním NC programem. Dochází tak k obrovské úspoře času v rámci výroby dané součásti.
    
Jedním z nejsložitějších úkolů v rámci provozu obráběcího stroje je dosažení jeho dlouhodobé vysoké přesnosti, zejména pak v kombinaci s možnou změnou okolních podmínek, nejčastěji pak se změnou teploty. Aplikace teplotní kompenzace přináší do stroje pokročilý systém identifikace a kompenzace teplotních deformací založený na metodě přenosových funkcí. Model oproti konvenčním způsobům kompenzací vyžaduje minimum přídavných zařízení, uvažuje historii teplotního zatěžování stroje, respektuje principy šíření tepla v mechanické struktuře a používá jednoduchý způsob kalibrace pouze na základě přechodových charakteristik teplotních jevů. Díky matematickému popisu nabízí kalibrovaný model vyšší přesnost kompenzace i mimo kalibrované oblasti. Hlavní výhodou tohoto systému teplotních kompenzací je tedy kromě vysoké přesnosti možnost kompenzace v průběhu obrábění, kdy není nutné proces přerušovat z důvodu identifikace teplotní deformace.

Mezi základní požadavky zákazníka při koupi obráběcího stroje patří kromě vysoké přesnosti a jakosti obrobené plochy daného dílce také spolehlivost stroje. Aplikace Údržba přináší do stroje systém pro monitorování stavu pracovního vřetene, které je jedním z klíčových uzlů obráběcího stroje. Stroj je v tomto případě vybaven čidly, které monitorují úroveň vibrací ložisek. Na základě vyhodnocení průběhu vibrací při referenčním běhu lze velmi přesně stanovit úroveň poškození ložisek, predikovat následný vývoj jejich životnosti a s dostatečným předstihem varovat zákazníka na nutný servisní zásah. To zásadním způsobem zkracuje čas, kdy je obráběcí stroj mimo provoz z důvodu výměny poškozených komponent.
 
Návrh vhodných technologických podmínek řezného procesu patří mezi klíčové aspekty spadající do úkolu přípravy výroby. Pro usnadnění tohoto úkolu byla vyvinuta a implementována aplikace Technologická kalkulačka. Tato aplikace umožňuje operátorovi nebo technologovi efektivně zjistit vhodné řezné podmínky pro vybranou konfiguraci stroje, zvolený nástroj a obráběný materiál a to přímo na panelu řídicího systému. Navržené parametry lze snadno přenést do NC programu. Kromě uvedeného je navržena také vhodná axiální a radiální hloubka řezu a stanoveno předpokládané využití nástroje z hlediska objemu odebíraného materiálu.

Systém TOScontrol je neustále rozvíjen a tým vývojářů kontinuálně pracuje na vývoji dalších aplikací, které uživateli obráběcího stroje nejen usnadní jeho ovládání, ale zároveň rozšíří možnosti využití obráběcího stroje a usnadní jeho plnou integraci do světa digitálního průmyslu.

Průmysl Dnes