Software pro efektivní ustavování a upínání velkých obrobků na obráběcích strojích

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Software pro efektivní ustavování a upínání velkých obrobků na obráběcích strojích

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

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

Popis výsledku anglicky

SW application was designed. Based on the measured coordinates of selected points on the workpiece, SW application will allow to determine the required spatial transformation. This, using the specified positioning and clamping aids, allows the workpiece to be positioned on the machine table in a position suitable for machining. The main benefit of this SW application is that it allows the calculation of the required spatial transformation very quickly and reliably. Based on the result of this calculation, quantitative data on the necessary setting of the positioning aids (support dolls and rear stops) are immediately handed over to the operator. This contributes to the simplification and acceleration of the entire process of setting up and clamping workpieces, which, given the weight and dimensions of large workpieces, represents a significant increase in production efficiency. With regard to the technical specifics of the given machine tools, the issue of alignment was divided into two consecutive phases: 1. First clamping of the workpiece blank: Depending on the type of workpiece, it is a matter of determining the appropriate alignment so that all machined surfaces are safely machined. This means that the semi-finished product is clamped so that the geometric shape of the future workpiece is entirely inside the clamped semi-finished product. Of course, the practice common to large and very tangible components, when sufficiently large machining allowances are made on the semi-finished product, contributes to the solution of this problem. Nevertheless, it is necessary to determine (calculate) the transformation required for the correct positioning of the workpiece blank and to perform a check for a sufficient size and suitable spatial location of the machining allowances. 2. Adjusting the workpiece for further clamping: After machining the required geometric elements on the workpiece during its first clamping, it is necessary to manually adjust (rotate) the workpiece to the next position in which machining continues on machines without another rotary axis. After adjustment, the already machined surfaces must be precisely set to the position defined for the machine coordinate system in accordance with the spatial transformation calculated at the first setting of the workpiece blank. The result of the project was solved within the partial tasks: 1. Addition of the structure of the database ArchVVO (Archiving of data from the process of Production of Large Workpieces) with data from measuring of semi-finished products and ensuring the transmission of this data. 2. Design and implementation of SW application for evaluating data from the measurement of a semi-finished product and calculation of the necessary spatial transformations and transformed coordinates of selected points on the semi-finished product. Related to this is the calculation of the coordinates of selected points for positioning aids (support dolls and rear stops), especially for the first clamping of the blank on the machine table. 3. Design and implementation of a user interface (HW and SW) for transferring the calculated parameters to the machine operator.

Druh

R - Software

CEP obor

—

OECD FORD obor

20302 - Applied mechanics

Projekt

<a href="/cs/project/EG16_084%2F0008839" target="_blank" >EG16_084/0008839: Aplikace výsledků výzkumu se zaměřením na zavedení nových technologií a postupů do výroby velkých obrobků</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2019

Kód důvěrnosti údajů

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.

Interní identifikační kód produktu

ArchVVO, FixVO

Technické parametry

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.

Ekonomické parametry

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.

IČO vlastníka výsledku

70883521

Název vlastníka

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně