Výběr vhodného CNC obráběcího stroje (1)

Seriál na téma Výběr vhodného CNC obráběcího stroje je připravován pro každé sudé vydání Technického týdeníku v roce 2012. První díl se věnuje CNC řídicímu systému CNC obráběcího stroje z pohledu technologa a vedoucího výroby.

CNC ŘÍDICÍ SYSTÉM JE SRDCE I MOZEK CNC OBRÁBĚCÍHO STROJE

Na jeho výkonu, rychlosti zpracování dat, snadnosti obsluhy a programování a pře devším spolehlivosti budete vždy při obrábění závislí. Jsou výrobci obráběcích strojů, kteří mají v nabídce např. 4–5 nejrozšířenějších typů CNC řídicích systémů na trhu dostupných a při vývoji stroje úzce spolupracují s dodavateli těchto CNC řídicích systémů a zájemci o nový obráběcí stroj mohou volit stroj s již dobře známým a v jejich výrobě osvědčeným CNC řídicím systémem. Toto se tyká nákupu dalších CNC výrobních prostředku do již zaběhlé výroby. Pro ty z vás, kteří hledáte vhodný první CNC obráběcí stroj: Je nutné si dát pozor na několik základních otázek, a ty si společně s dodavatelem vámi vytipovaných CNC obráběcích strojů a vaším konzultantem podrobně zodpovědět a ne chat předvést na konkrétních příkladech. Nejhorší zjištění je, když budete zklamaní vlastní nedůsledností při výběru vhodného CNC obráběcího stroje pro vaši výrobu.

CO BY MĚL CNC ŘÍDICÍ SYSTÉM UMĚT?

Při volbě CNC řídicího systému obráběcího stroje je dobré se zaměřit na následující témata:

• Pro jaký typ výroby požaduji CNC obráběcí centrum? Mám zkušenosti s CNC obráběním? S jakým typem výkresové dokumentace pracuji?
• Lze doložit spolehlivost řídicího systému?
• Jaký je komfort ovládání řídicího systému? Splňuje snadnost přípravy NC programů a správa programů vaše představy o moderním počítačovém systému?
• Umožní vám řídicí systém rychle, kvalitně a se zachováním předepsaných rozměrů obrábět všechny vaše obrobky?
• Mám k dispozici všechny programátorské možnosti, nebo jen vybranou, ořezanou část a ostatní si budu muset dokoupit? S jakými dodatečnými náklady musím počítat na rozšíření schopností řídicího systému např. o polární souřadnicový systém, matematické operace a proměnné, více korekcí pro obráběcí nástroje, pevné závitování?
• Mohu očekávat technologickou pomoc dodavatele řídicího systému, nebo se budu muset spokojit pouze s dílčími znalostmi dodavatele obráběcích strojů? Jaká je možnost zaškolení obsluh a technologů, kteří by měli stroj efektivně využívat hned po instalaci a neučit se z vlastních pokusů při seřizování nových obrobků? Mohu spoléhat na to, že moji zruční obráběči se dokážou snadno přeškolit na CNC obráběče?
• Jaká je dostupnost a kvalita servisu, a to nejen obráběcího stroje, ale především CNC řídicího systému? Jak je to se zárukou řídicího systému, jaká je dostupnost náhradních dílu? Jaká je kvalita a cena servisní organizace dodavatele CNC řídicího systému?
• V případě že již nějaký CNC obráběcí stroj vlastním, je pro mě důležitá jednotnost CNC řídicích systémů ve firmě, protože jsem se zvoleným dodavatelem spokojen nebo raději volím nového dodavatele, kterého si důkladně prověřím?

Komfort ovládání řídicího systému je věc neměřitelná, přesto velmi důležitá

SPOLEHLIVOST

Nejdůležitějším faktorem úspěšnosti pro každou výrobní společnost je čas. Tato stokrát opakovaná pravda se vždy potvrzuje, když se stroj zastaví a nevyrábí. Využitelnost stroje, úzce spojená se spolehlivostí jeho řídicího systému, je proto nejvyšší prioritou pro každého uživatele. Výrobci řídicích systémů disponují statistikami pro střední dobu bezporuchového provozu a vy můžete do těchto statistik nahlédnout, a zjistit tak potenciální poruchovost vám nabízeného řídicího systému. K tomuto tématu se úzce váže i kvalita a cena servisu CNC řídicího systému a dostupnost náhradních dílů a to nejen v záruční době, ale v celé předpokládané životnosti obráběcího stroje. Pakliže se nějaká porucha vyskytne, potřebujete mít garantovanou dostupnost náhradních dílů a ne čekat, že možná někdy vytipovaný díl přijde. Horší může být případ, že servisní pracovník vytipuje špatný díl, vy na něj 14 dní čekáte a následně se zjistí, že to není on a že to je možná jiný. I takovéto případy se stávají. Vše závisí na zkušenostech a schopnostech pracovníka servisní organizace a na kvalitě jeho zázemí.

Dodavatel nebo servisní organizace, která vám obráběcí stroj instaluje, by vám měl při přejímce stroje předat zálohu celé aplikace CNC řídicího systému pro případ ztráty dat. Jedná se o zálohování všech nastavení a parametrů CNC obráběcího stroje (pohony, kompenzace, technologické parametry), které jsou v paměti CNC řídicího systému. U řídicích systémů majících hard disk jako paměťové medium je nezbytné vyžadovat zálohu tohoto hard disku. Tato vaše „opatrnost“ se vám může vrátit zkrácením případného servisu na minimum času, protože budete mít kopii nastavení v kanceláři.

PŘÍPRAVA VÝROBY

Vlastní příprava výroby by měla vycházet z kvalitního zaškolení obsluh a technologů přímo na stroji. Tato etapa přichází na řadu hned po podpisu kupní smlouvy, ale nelze na ni při jednání zapomínat. Jen dobře a zcela připravení pracovníci dokážou zkrátit vlastní náběh výroby na novém CNC obráběcím centru na minimum. Osvědčila se předpříprava, tedy dodávka technologické dokumentace před vlastní instalací stroje a předzaškolení obsluh a programátorů na CNC obráběcím stroji u dodavatele. Bude-li vám někdo tvrdit, že na školení vašich technologů potřebuje jeden den, nevěřte mu, není to možné. Dvou až tří etapové školení po dvou dnech je informace mnohem serioznější. Komfort ovládaní řídicího systému je věc neměřitelná, ale po bližším seznámení s řídicím systémem si dokážete sami odpovědět, zda splňuje způsob ovládání, manipulace s NC programy i vlastní editace NC programů vaše představy o moderním počítačovém systému. Důležitá je pro vás i kapacita knihovny NC programů a také jejich přenos a zálohování, tedy mohu-li používat něco modernějšího než sériové rozhraní RS232. I toto komunikační rozhraní RS232 však vyžadujte, je to univerzální rozhraní pro možné zapojení stroje do DNC sítě.

RYCHLÁ TVORBA NC PROGRAMŮ

Každý výrobce CNC řídicích systémů má rozdílný přístup k vlastní tvorbě NC programů. Neplatí, že možnosti standardně využívané na osobních počítačích, např. připojení klávesnice, funkce najdi a zaměň, lze využívat i u CNC řídicích systémů. U některých ano, u některých ne. Snadnost editace NC programu, od vlastního založení nového programu přes možnost kopírovat, ukládat, ale i zaměňovat jednotlivé řetězce příkazu použitých několikrát v NC programu, ale i automatické číslování a přečíslovávání řádků jsou vlastnosti výrazně zkracující čas tvorby NC programů. Možnost editace a odladění nového NC programu v době, kdy CNC obráběcí stroj obrábí a obsluha má dostatek času se této činnosti věnovat, je vlastnost přispívající k velkým úsporám času prostoje obráběcího stroje nutného k seřízení stroje na novou práci. Kolik stojí strojní hodina kvalitního CNC stroje? Kolik stojí práce vašeho NC programátora? To jsou jednoduché počty, které vám umožní být konkurenční, nebo nebýt.

PŘESNÉ OBRÁBĚNÍ

Nelze zapomínat i na vlastnosti řídicích systémů, které nejsou na první pohled vidět, ale na kvalitu obráběného dílce mají velký vliv. Rychlost a přesnost polohování os jsou klíčovými pro zajištění krátké doby obrábění. Moderní řídicí systémy využívají funkce pro maximální efektivitu řízení procesu obrábění. Mezi takové funkce například patří inteligentní ovladač pojezdu s dopředným výpočtem optimálního rozložení rychlosti (lookahead), ovladač s omezením rázů (jerk control), ovladač s řízením rychlosti a zrychlení, ale i možnost využívání NURBS interpolací. Například při obrábění tvarových ploch pomocí využití dobře nastavených těchto funkci lze dosahovat vysoké kvality povrchů bez nutnosti provádět další dokončovací operace. Kvalitní řídicí systém se pozná podle počtu dopředu zpracovaných bloků (block lookahead). Zatímco jednoduché řídicí systémy zpracovávají dopředu 5 bloků, u nových řídicích systémů je to až 1000 bloků.

Na vlastní posuv nástroje při procesu obrábění nemá rozhodující vliv rozsah posuvů jednotlivých os, tedy pohonů. O reálné rychlosti posuvu os rozhoduje rychlost procesoru řídicího systému, který zpracovává bloky, jednotlivé úseky programované dráhy. Řádek po řádku. To je důvod, proč nástroj jede posuvem např. 1553 mm/min, i když v NC programu je vyžadováno 5500 mm/min. Toto jsou parametry CNC řídicího systému, jež rozhodují o jeho kvalitě a o přínosu pro majitele obráběcího stroje. Stále platí, že čas jsou peníze. Rychlost zpracování bloku, NC program vygenerovaný kvalitním CAD/CAM systémem a kvalita povrchu a přesnost výsledného dílce jsou na sobě přímo závislé.

Vlastimil Staněk

Příklady úloh CNC programování

Vítejte v nově založené rubrice, která se v jednotlivých volně navazujících kapitolách zabývá obráběním základních konstrukčních prvků. Jednotlivé příklady na sebe nebudou přímo navazovat, avšak postupně se zaměří na hlubší rozbor jednotlivých "problémů" (např. možnosti NC prográmování, problematika volby nástrojového vybavení, optimalizace řezných podmínek atd.). Nový díl:

26.díl Dálková diagnostika(.pdf)

Akademie CNC obrábění

Akademie CNC obrábění (76)

Dnešní informativní příklad soustřeďuje svou pozornost na jeden významný nástroj v programování obráběcích strojů a center. Jedná se o tzv. CAM, což je v dnešní době velmi často užívané označení i softwaru či softwarů, které umožňují importovat grafické soubory z různých CADů, ale především umožňují na tyto grafické modely obrobků aplikovat specializované obráběcí strategie. V tomto a několika následujících stručných příkladech se sice omezíme pouze na funkce a možnosti softwaru PowerMILL, ale právě jeho prostřednictvím můžeme nahlédnout na tzv. obrábění ve 2,5D, 3D, 3+2D i na souvislé frézování v pěti osách.

Nový díl:

Akademie CNC obrábění (76)

Manipulační technika

Manipulační technika (30): Bezuličkové skladování

Systém bezuličkového skladování nabízí nejefektivnější využití disponibilní skladové plochy i skladové výšky ve výrobních fi rmách, u distribučních společností i u logistických operátorů. Kolem 85 % objemu skladu je možné zaskladnit paletami umístěnými těsně u sebe. Například systém BT Radioshuttle poskytuje ale i další prostor pro razantní snížení provozních nákladů.

Nový díl:

Bezuličkové skladování (30)