Technický týdeník č. 21/2019

Digitální připravenost firem vyrábějících obráběcí stroje a nástroje

Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly kromě špičkových výrobních strojů prezentovány také nové technologie a netradiční služby v oblasti digitalizace a sdílení informací po sítích, určené pro obráběče a nástrojaře.

Odborníci v oboru obrábění stále častěji používají novou terminologii. Výrobci nástrojů i jejich uživatelé nyní pracují s takovými pojmy, jako jsou digitální dvojčata, cloudy nebo Big Data. To vše zahrnuje pojem „průmyslový internet věcí“, který byl také jedním z klíčových témat veletrhu EMO.

Vývojáři a výrobci nástrojů si stále jasněji uvědomují, že digitalizace v kovoprůmyslu stojí a padá s inteligentními nástroji. Dokonce i sebe dokonaleji optimalizované výrobní stroje mohou fungovat jen pokud efektivně komunikují, a to jak interně, tak externě a při tom sehrávají právě nástroje rozhodující úlohu. Výrobci přesných nástrojů, upínací a měřicí techniky proto musí věnovat velkou pozornost digitalizaci a síťovému propojení – od generování dat v rotujících nástrojích až po řešení využívající cloudy, aby bylo možné maximálně integrovat servisní služby.

 Nové služby poskytované díky sdílení informací po sítích

Pro nejbližších pět až deset let předpokládají odborníci ještě užší součinnost mezi zákazníky a dodavateli v oboru výrobních strojů. V budoucnu budou uživatelé výrobků zapojeni do řetězce přenosu dat již v daleko ranějším stadiu. Příprava a podpora služeb, jako je prediktivní údržba, budou sehrávat důležitou roli prvků integrovaných do výroby.

Této myšlence se nyní věnují četné výrobní firmy nabízející například nejrůznější softwarové produkty na otevřené cloudové platformě určené pro řízení a správu zapojení nástrojů.

Příprava, expedice a optimalizace nástrojů zaberou spoustu času. Mnoho uživatelů generuje obrovské množství dat a tento proces s pomocí moderní techniky zvládá, ale řada z nich je stále ještě zpracovává manuálně.“

V mnoha případech potřebují různí účastníci stejná data, která tak bývají mnohonásobně generována a udržována v redundantních databázích. Jiná situace je při řešeních založených na cloudech. Pomocí této platformy jsou vytvářena digitální dvojčata, virtuálně zobrazující data o nástrojích a zahrnující mnoho klíčových parametrů, jako jsou údaje o řezu, životnost nástroje nebo počet jeho úprav.

Přístup partnerů na cloud

Díky centrálnímu sběru dat se generování redundantních datových záznamů stává nadbytečným. Cloud však nesoustřeďuje jen data o nástrojích, ale zlepšuje také jejich interakce. Pomocí cloudové platformy lze v konkrétních případech vzájemně propojit všechny obchodní partnery zabývající se obráběním. Jedná se o firmy využívající obráběcí stroje, dále o výrobce nástrojů a poskytovatele servisních služeb, jakož i firmy nabízející broušení nebo povlakování nástrojů.

Měřicí technika umožňuje rychlou kontrolu

Klasickými příklady digitalizace jsou inteligentní nástroje, které řeší nové úlohy pomocí nových, snadno integrovatelných senzorů. Poptávka je po takové měřicí technice, která umožňuje uživatelům bezprostředně kontrolovat procesy a vstupovat do nich, a tím redukovat míru opotřebení a předcházet možnému poškození nástroje.

Citlivé senzory indikují, zda se jednotlivé řezné prvky vysouvají nebo zasouvají. Tak je možno zabránit poškození obráběných dílů nebo samotného nástroje. Při výrobě nástroje nebo formy monitorují senzory zabudované v držáku nástroje jakékoli vznikající tlaky nebo vibrace. To pomáhá předejít chvění a jeho negativním dopadům. Takové inteligentní nástroje by v ideálním případě bylo možno využít v autonomním řídicím systému, který by v reálném čase přizpůsoboval řezné parametry při frézování.

Virtuální strojní obrábění s umělou inteligencí

Virtuální obrábění, které v rostoucí míře využívá metody umělé inteligence (AI) pracující v reálném čase na bázi počítačů a bezrizikové optimalizace probíhajících obráběcích procesů, je bezesporu na vzestupu. Uživatelé těchto technologií, si však také uvědomují jejich limity. Umělá inteligence je sice užitečný nástroj, ale musí být vždy nasazena a monitorována obezřetnými operátory. Průmysl výrobních strojů zaujímá rovněž kritický přístup ke zdánlivě všudypřítomnému využívání simulace. Přestože zbavuje operátory nutnosti nákladného testování, neodstraňuje plně potřebu validace.

Většina odborníků se nicméně shodne na tom, že nové řezné materiály, geometrie a povrchy způsobují, že klasické postupy obrábění zůstávají i nadále lukrativním druhem výroby.

Pokud jde o další vývoj procesu digitalizace, průmysl výrobních strojů zaujímá ambivalentní pozici. Týká se to například aditivní výroby, která je v médiích propagována pod názvem 3D tisk. Lze nepochybně souhlasit s tím, že aditivní procesy jsou zajímavým doplňkem, fungujícím jako obohacení, ale nemohou zcela nahradit strojové opracování, protože 3D tisk zatím neumožňuje dosáhnout nezbytné kvality povrchu. Zpravidla je stále požadováno finální obrábění, jako například hlazení nebo leštění.

Světová konference o obrábění (World Cutting Conference), pořádaná německou Asociací pro přesné nástroje, u jezera Tegernsee ve dnech 26. - 29. června 2019, zmapovala nejnovější vývoj procesu digitalizace. Další příležitostí pak byly odborné konference a fóra pořádaná v rámci doprovodného programu výstavy EMO Hannover. Agenda v bavorském Tegernsee i v Hannoveru se ovšem neomezovala pouze na technické aspekty. Zajímavá velice užitečná byla rovněž témata přesahující technický rámec, jako právní aspekty týkající se bezpečnosti práce a ochrany dat.