System for monitoring the status of the machining process and tool life
The result's identifiers
Result code in IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21220%2F24%3A00381013" target="_blank" >RIV/68407700:21220/24:00381013 - isvavai.cz</a>
Result on the web
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternative languages
Result language
čeština
Original language name
Systém monitorování stavu procesu obrábění a životnosti nástroje
Original language description
Jedná se o funkční vzorek automatického systému pro monitorování zatížení a opotřebení nástroje využívající data z CNC řídícího systému a virtuálního modelu pro simulace obrábění. Systém je vyvinut pro stroje značky AXILE s řídícím systémem Heidenhain a umožní komunikaci s nadřazenými systémy (ART+). Na základě CNC dat a on-line simulace virtuálního obrábění jsou během procesu frézování automaticky vyhodnoceny koeficienty měrných řezných sil, jejichž nárůst v čase je projevem nárůstu opotřebení nástroje. Po dosažení stanované hranice relativního nárůstu koeficientů měrných řezných sil je možno automaticky identifikovat nutnost výměny nástroje. To umožňuje efektivnější správu nástrojového hospodářství a optimální využití nástrojů na základě jejich skutečného stavu.
Czech name
Systém monitorování stavu procesu obrábění a životnosti nástroje
Czech description
Jedná se o funkční vzorek automatického systému pro monitorování zatížení a opotřebení nástroje využívající data z CNC řídícího systému a virtuálního modelu pro simulace obrábění. Systém je vyvinut pro stroje značky AXILE s řídícím systémem Heidenhain a umožní komunikaci s nadřazenými systémy (ART+). Na základě CNC dat a on-line simulace virtuálního obrábění jsou během procesu frézování automaticky vyhodnoceny koeficienty měrných řezných sil, jejichž nárůst v čase je projevem nárůstu opotřebení nástroje. Po dosažení stanované hranice relativního nárůstu koeficientů měrných řezných sil je možno automaticky identifikovat nutnost výměny nástroje. To umožňuje efektivnější správu nástrojového hospodářství a optimální využití nástrojů na základě jejich skutečného stavu.
Classification
Type
G<sub>funk</sub> - Functional sample
CEP classification
—
OECD FORD branch
20301 - Mechanical engineering
Result continuities
Project
<a href="/en/project/TM03000039" target="_blank" >TM03000039: Smart Flexible Manufacturing Planning and Monitoring System</a><br>
Continuities
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Others
Publication year
2024
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.
Data specific for result type
Internal product ID
TM03000039-V1
Numerical identification
V-24-033
Technical parameters
Systém umožnuje vyčítat z CNC řídícího systému inprocesní informace (počátek, resp. konec simulace, polohy strojních os, výkon na vřetenu), publikovat tato data na OPC UA serveru v jednotném, předem definovaném formátu, provádět na základě těchto dat v reálném čase simulaci úběru materiálu a počítat na základě takto získaných simulačních údajů proměnlivé koeficienty měrných řezných sil, které lze následně využít pro detekci stavu opotřebení nástroje. Představené řešení kombinuje pokročilé metody simulace úběru materiálu s nově vyvinutými matematickými modely identifikace řezných sil. Pro úspěšné fungování systému je zásadní schopnost provádět simulaci v reálném čase, čehož bylo dosaženo díky implementaci algoritmů metodami paralelního programování v jazyce C++. Systém zároveň umožňuje publikovat výsledky simulace v reálném čase na OPC UA server a zprostředkovat tak tyto výsledky externím aplikacím s využitím průmyslového komunikačního standardu. Toto unikátní řešení představuje digitální dvojče procesu, které je schopno vyhodnocovat stav opotřebení nástroje v reálném čase univerzálně pro libovolné procesy frézování bez nutnosti vybavení stroje externími senzory. Podmínky využití výsledku zahrnuje Smlouva o využití výsledků dosažených při řešení projektu výzkumu a vývoje číslo TM03000039 ze dne 31. 12. 2024, uzavřená mezi ČVUT v Praze (IČ 68407700), a TGS nástroje-stroje-technologické služby spol. s r.o. (IČ 64833500). Kontaktní osoba pro jednání: Ing. Matěj Sulitka, Ph.D., ČVUT v Praze, FS, Ú12135, Horská 3, 128 00 Praha 2; tel: 221 990 944; m.sulitka@rcmt.cvut.cz.
Economical parameters
Na trhu není v současnosti obdobné řešení, které by umožňovalo vyhodnocovat stav opotřebení nástroje bez nutnosti vybavení stroje externími senzory a pro libovolné procesy frézování. Vyvinutý systém je unikátní a přináší významný potenciál pro průmyslové využití. Nástroje jsou v běžné praxi vyřazovány z obrábění předčasně, jejich odhadovaná reálná doba využití může být delší o cca 20 - 30 %. Podle velikosti firmy a obratu spotřeby nástrojů mohou úspory ve spotřebě nástrojů dosahovat řádově stovky tisíc a jednotky mil. Kč za rok.
Application category by cost
—
Owner IČO
68407700
Owner name
České vysoké učení technické v Praze / FS / ústav výrobních strojů a zařízení
Owner country
CZ - CZECH REPUBLIC
Usage type
V - Výsledek je využíván vlastníkem
Licence fee requirement
A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek
Web page
—