Software for efficient positioning and clamping of large workpieces on machine tools

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00008702%3A_____%2F19%3AN0000003" target="_blank" >RIV/00008702:_____/19:N0000003 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Software pro efektivní ustavování a upínání velkých obrobků na obráběcích strojích

Original language description

Byla navržena SW aplikace, která na základě naměřených souřadnic vybraných bodů na obrobku umožní určit potřebnou prostorovou transformaci. Což s využitím specifikovaných ustavovacích a upínacích pomůcek umožní ustavit obrobek na stole stroje do polohy vhodné pro obrábění. Hlavní přínos této SW aplikace spočívá v tom, že umožňuje velmi rychle a spolehlivě provést výpočet požadované prostorové transformace. Na základě výsledku tohoto výpočtu jsou obsluze bezprostředně předány kvantitativní údaje o potřebném nastavení ustavovacích pomůcek (podpůrné panenky a zadní dorazy). To přispívá ke zjednodušení a zrychlení celého procesu ustavování a upínání obrobků, což při hmotnosti a rozměrech velkých obrobků představuje nemalé zvýšení efektivity výroby. Problematika ustavování byla s ohledem na technická specifika daných obráběcích strojů rozdělena do dvou na sebe navazujících fází: 1. První upnutí polotovaru: V závislosti na typu obrobku se jedná o určení vhodného ustavení tak, aby všechny opracovávané plochy byly bezpečně obrobeny. To znamení upnutí polotovaru tak, aby geometrický tvar budoucího obrobku byl celý uvnitř upnutého polotovaru. K řešení této problematiky samozřejmě přispívá praxe, obvyklá u rozměrných a velmi hmotných součástí, kdy jsou na polotovaru realizovány dostatečné velké přídavky na obrábění. Přesto je potřebné transformaci požadovanou pro správné ustavení polotovaru určit (vypočíst) a provést kontrolu na dostatečnou velikost a vyhovující prostorové umístění přídavků na obrábění. 2. Přestavení obrobku pro další upnutí: Po obrobení potřebných geometrických prvků na obrobku při jeho prvním upnutí je nutné u strojů bez další rotační osy provést manuální přestavení (otočení) obrobku do další polohy, ve které obrábění pokračuje. Již opracované plochy musí být po přestavení přesně ustaveny do polohy definované k souřadnému systému stroje v souladu s prostorovou transformací vypočtenou při prvním ustavení polotovaru. Výsledek projektu byl řešen v rámci dílčích úloh: 1. Doplnění struktury databáze ArchVVO (Archivace dat z procesu Výroby Velkých Obrobků) o data z proměřování polotovarů a zajištění přenosu těchto dat. 2. Návrh a realizace SW aplikace pro vyhodnocování dat z proměření polotovaru a výpočet potřebných prostorových transformací a transformovaných souřadnic vybraných bodů na polotovaru. S tím souvisí výpočet souřadnic vybraných bodů pro ustavovací pomůcky (podpěrné panenky a zadní dorazy), zejména pro první upnutí polotovaru na stůl stroje. 3. Návrh a realizace uživatelského interface (HW i SW) pro předání vypočtených parametrů obsluze stroje.

Czech name

Software pro efektivní ustavování a upínání velkých obrobků na obráběcích strojích

Czech description

Byla navržena SW aplikace, která na základě naměřených souřadnic vybraných bodů na obrobku umožní určit potřebnou prostorovou transformaci. Což s využitím specifikovaných ustavovacích a upínacích pomůcek umožní ustavit obrobek na stole stroje do polohy vhodné pro obrábění. Hlavní přínos této SW aplikace spočívá v tom, že umožňuje velmi rychle a spolehlivě provést výpočet požadované prostorové transformace. Na základě výsledku tohoto výpočtu jsou obsluze bezprostředně předány kvantitativní údaje o potřebném nastavení ustavovacích pomůcek (podpůrné panenky a zadní dorazy). To přispívá ke zjednodušení a zrychlení celého procesu ustavování a upínání obrobků, což při hmotnosti a rozměrech velkých obrobků představuje nemalé zvýšení efektivity výroby. Problematika ustavování byla s ohledem na technická specifika daných obráběcích strojů rozdělena do dvou na sebe navazujících fází: 1. První upnutí polotovaru: V závislosti na typu obrobku se jedná o určení vhodného ustavení tak, aby všechny opracovávané plochy byly bezpečně obrobeny. To znamení upnutí polotovaru tak, aby geometrický tvar budoucího obrobku byl celý uvnitř upnutého polotovaru. K řešení této problematiky samozřejmě přispívá praxe, obvyklá u rozměrných a velmi hmotných součástí, kdy jsou na polotovaru realizovány dostatečné velké přídavky na obrábění. Přesto je potřebné transformaci požadovanou pro správné ustavení polotovaru určit (vypočíst) a provést kontrolu na dostatečnou velikost a vyhovující prostorové umístění přídavků na obrábění. 2. Přestavení obrobku pro další upnutí: Po obrobení potřebných geometrických prvků na obrobku při jeho prvním upnutí je nutné u strojů bez další rotační osy provést manuální přestavení (otočení) obrobku do další polohy, ve které obrábění pokračuje. Již opracované plochy musí být po přestavení přesně ustaveny do polohy definované k souřadnému systému stroje v souladu s prostorovou transformací vypočtenou při prvním ustavení polotovaru. Výsledek projektu byl řešen v rámci dílčích úloh: 1. Doplnění struktury databáze ArchVVO (Archivace dat z procesu Výroby Velkých Obrobků) o data z proměřování polotovarů a zajištění přenosu těchto dat. 2. Návrh a realizace SW aplikace pro vyhodnocování dat z proměření polotovaru a výpočet potřebných prostorových transformací a transformovaných souřadnic vybraných bodů na polotovaru. S tím souvisí výpočet souřadnic vybraných bodů pro ustavovací pomůcky (podpěrné panenky a zadní dorazy), zejména pro první upnutí polotovaru na stůl stroje. 3. Návrh a realizace uživatelského interface (HW i SW) pro předání vypočtených parametrů obsluze stroje.

Type

R - Software

CEP classification

—

OECD FORD branch

20302 - Applied mechanics

Project

<a href="/en/project/EG16_084%2F0008839" target="_blank" >EG16_084/0008839: Application of research results, focusing on the introduction of new technologies and techniques in the production of large workpieces</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2019

Confidentiality

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Internal product ID

ArchVVO, FixVO

Technical parameters

ArchVVO: Byla navržena, realizována a otestována databáze pro uchování relevantních provozních a technických dat z výrobního procesu výroby velkých obrobků – databáze ArchVVO. Současně bylo vytvořeno několik softwarových nástrojů pro sběr, ukládání a opětovné zobrazování daných provozních a technologických dat. Systém je testován v reálných podmínkách hlavního řešitele Slovácké strojírny a.s., kde kontinuálně probíhá měření podmínek obrábění na horizontálním vyvrtávacím a frézovacím stroji HCW 3–200 NC. Naměřená data jsou z průmyslového prostředí přenášena a ukládána do ArchVVO v serverovně společnosti a současně, z testovacích důvodů, do cloudové kopie ArchVVO u řešitele FAI-UTB. Struktura databáze ArchVVO je vytvořena tak, aby bylo relativně velmi snadné přidávat další data, která budou v databázi v požadované struktuře uchovávána. FixVO: Základní přínos této SW aplikace spočívá v tom, že umožňuje velmi rychle a spolehlivě provést výpočet požadované prostorové transformace. Na základě výsledku tohoto výpočtu jsou bezprostředně obsluze předány kvantitativní údaje o potřebném nastavení ustavovacích pomůcek (podpůrné panenky a zadní dorazy). To přispívá ke zjednodušení a zrychlení celého procesu ustavování a upínání polotovarů, což při hmotnosti a rozměrech velkých obrobků představuje nemalé zvýšení efektivity výroby.

Economical parameters

Vyvinutý SW je součástí komplexního řešení zvyšování efektivity výroby a zvyšování výrobní přesnosti v oblasti obrábění velkých obrobků pro stroje typu horizontální frézovací a vyvrtávací stroj. SW přispívá k úspoře nákladů na výrobní cyklus. Hodinová sazba velkých obráběcích strojů se pohybuje v rozmezí 2.500-6.500 Kč/hod. Hodnota obráběné součásti roste s každou hodinou. U 3osého obrábění se dílce orovnávají a rapidně narůstá vedlejší čas pro ustavení a přípravu - až do 500% času obrábění. Případová studie úspory nákladů: stroj obrábí 10 hod., práce s těžkým a složitým kusem trvá 50 hod., celkový čas obrábění činí 60 hod. při průměrné sazbě 3.500 Kč/hod. Díky SW aplikaci v kombinaci s využitím ostatních výsledků projektu dojde ke snížení vedlejších časů o 5 až 10 hodin na obráběnou součást a finanční úspoře 17 až 35 tis. Kč na jeden kus. Ve Slováckých strojírnách je k dispozici 16 velkých obráběcích strojů, na které lze technologii aplikovat. Finanční úspora by pak činila cca 280 až 560 tis. Kč měsíčně.

Owner IČO

70883521

Owner name

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně