Kadar govorimo o digitalizaciji v proizvodnji se ne moremo izogniti ključnim besedam: Industrija 4.0, IoT (Internet of Things) in digitalni dvojček.
Da ostanemo konkurenčni na mednarodnem trgu morajo proizvodnja podjetja uvesti sodobne digitalne procesne verige. Običajno je takšen postopek tehnično zaplete in dolgotrajen. Potrebno je upoštevati internetno varnost, shranjevanje podatkov in procesne verige (CAD -> CAM -> CNC).
Dobro za prihodnost proizvodnih podjetij je, da bi obvladovali te procese. Da bi obvladovali te procese pa je potrebno obstoječe zaposlene usposobiti za nove izzive oziroma bodoči zaposleni morajo poznati orodja digitalizacije in imeti potrebna tehnična znanja.

Eureka Virtual Machine programska oprema, sodeluje s številnimi podjetji in šolami po vsem svetu, kjer uvajajo programsko opremo in načrte industrijskega razreda.
V današnjem času vse več podjetij programira CNC stroje s pomočjo računalniško podprto proizvodnjo (CAM). S tem zmanjšajo zastoje in izboljšajo produktivnost. Vse več pa se takšna podjetja zatekajo k CNC simulaciji in uporabi digitalnih dvojčkov, kjer lahko testirajo programirano NC kodo na enak način kot na pravem stroju.

Najprej razumimo procesno verigo v digitalni proizvodnji

Procesna veriga CAD + CAM –> CNC je pomembna komponenta digitalizacije v proizvodnji. Pri tem je mogoče obdelovalne poti za CNC obdelavo (CAM) ustvariti iz digitalnega modela (CAD) z uporabo programiranja brez povezave, oziroma neposredno na računalniku, kjer se programska oprema uporablja.

V našem primeru uporabljamo SOLIDWORKS + SOLIDWORKS CAM / CAMWorks.

Skoraj vsi CAM programi omogočajo simulacijo in vizualizacijo CNC stroja znotraj programa, kjer lahko programerji preverijo delovanje programiranih poti orodij. Vseeno pa pot orodja na CNC stroju ni enaka programirani v CAM programu, zakaj? CAM programi uporabljajo t.i. »cutter location« simulacijo programiranih poti orodij, kar pomeni, da programirana pot orodij ne vsebuje zelo pomembnih podatkov stroja kot so na primer: menjava orodja, razni cikli za premik koordinatnih sistemov, pravih ciklov za točkovne obdelave, funkcij za simultano obdelavo in še veliko več parametrov, ki vplivajo na gibanje CNC stroja.

Ugotovili smo da imamo pri tem pristopu kar nekaj težav, ki lahko povzročijo zelo drage kolizije med orodjem in obdelovancem ali strojnimi deli na CNC stroju. Ker so CNC stroji zelo zapletene in natančne naprave, so nadaljnji stroški nesreče lahko precej visoki.

Kako se izognemo takšnim težavam?

Za izogib dragim kolizijam malo razširimo digitalno procesno verigo tako, da vključimo digitalen dvojček obdelovalnega stroja.

Naša digitalna procesna veriga sedaj izgleda takole: CAD+CAM+DT (digital twin) -> CNC. Imamo CAD 3d digitalno obliko kosa za izdelavo, CAM – program za programiranje poti orodij in izvoz NC kode za CNC stroj ter digitalen dvojček, s katerim preverimo celoten digitalen proces virtualno.

Digitalen dvojček je virtualna prezentacija pravega CNC stroja, ki se nahaja v vaši proizvodnji. Vsebuje geometrijo CNC stroja in komponent, orodja, krmilnik s nastavitvami pravega krmilja, kinematiko CNC stroja in vse parametre ali komponente, ki še vplivajo na delovanje na CNC stroju.

Kaj je Eureka Virtual Machine

Eureka Virtual Machine program za digitalno simulacijo 3D virtualnega CNC stroja. Je edina prava virtualna simulacija, ki lahko simulira tako ISO kot tudi APT kodo. Na tem mestu sedaj nekateri mislite, »saj jaz to že imam v našem programu«. Odgovor je: verjetno nimate.

Kako je to mogoče, da lahko simuliramo enako kot stroj? Eureka Virtual Machine ima poseben digitalen modul za virtualizacijo CNC stroja, kar omogoča vnos raznih parametrov, makrojev in ostalih informacij, ki jih CNC stroj potrebuje za delovanje. Ostali simulatorji znotraj CAM programov, ki jih mogoče že imate ali pa ste jih videli, po navadi delajo po načinu t.i. CL (cutter location) in spremembe ne vplivajo na izvoženo NC kodo. Prav tako take simulacije ne morejo sprejeti ali uvoziti stare kode za simulacijo ali preverjanje že obstoječih CAM programov. C.L. simulatorji simulirajo točke v ozadju, ki jih je naredil sam CAM. Taka simulacija vsebuje največ kinematiko CNC stroja, ne vsebuje pa pravilnega delovanja stroja oz. post procesorja na podlagi katerega kasneje naredite oz. izvozite NC kodo.

S Eureka Virtual Machine preverjamo NC kodo, gibanje stroja,… Program preverja kolizije, meje obdelovalnega območja v normalnem načinu ali načinu, ko so vključene funkcije kot je na primer TCP, kontrola obremenitve, obratov, velikost odrezka, obstojnost in obraba orodja, singularnost, navor vretena, največji vstopni kot orodja, temperatura med obdelavo in še veliko več. Simulacija omogoča tudi funkcije kot je npr. optimizacija izpetega orodja, optimizacija pomikov in obratov za obdelavo, kontrola obdelanega kosa z konstruiranim/narisanim.

Eureka Virtual Machine za usposabljanje na CNC strojih.

Eurkea Virtual Machine je idealna aplikacija za virtualno simulacijo digitalnega dvojčka. S pomočjo realne kopije stroja lahko v Eureka Virtual Machine programiramo, pišemo, spreminjamo, optimiziramo NC kodo, ne da bi pri tem lahko poškodovali ali zasedali pravi CNC stroj. Tako Eureka Virtual Machine postane odlično orodje za učenje ali razvoj predvsem pa za optimizacijo že narejenega. Je odlično orodje za šole in podobne izobraževalne institucije, kot tudi za vse proizvodnje, kjer se uporabljajo kakršni koli stroji vodeni z NC krmiljem.

Enako kot CNC stroj je digitalni dvojček samostojno orodje in se izdela ter prilagodi na zahtevo stranke. Za zagotovitev čim natančnejšega delovanja je potreben natančen 3D model CNC stroja, vključno z vsemi fizično razpoložljivimi komponentami. Nato izdelamo predlogo za Eureka Virtual Machine.

Narejena predloga nam služi za uvoz vseh informacij, ki so potrebne za natančno simulacijo.

Uvoz informacij v Eureka Virtual Machine

Za uvoz vseh informacij v Eureka Virtual Machine lahko naredimo ročno (ročno pozicioniranje, nastavitev nultih točk, uvoz potrebnih elementov ipd…) ali pa samodejno preko vtičnika.

CAMWorks je CAM aplikacija znotraj SOLIDWORKS-a, ki že vsebuje vtičnik za prenos vseh informacij iz CAMWorks v Eureka Virtual Machine. Vtičniki pa so možni tudi pri večini ostalih CAM programov kot so na primer:

ALPHA CAM
CAMWORKS
CIMATRON
CREO
EDGECAM
FEATURECAM
ESPRIT
GIBBSCAM
GO2CAM
MASTERCAM
POWERMILL
PRO-MANUFACTURING
RTM
SOLIDCAM
SUM3D
TDM
TEBIS
TOPSOLID
VISI
WINTOOL
WORKNC
ZOLLER TMS
ZW3D

V primeru da CAM programa ni na zgornjem spisku pa ga je seveda možno razviti.

Optimizacija NC kode – Eureka Chronos

Zadnji korak pred zaključkom pa je lahko optimizacija NC kode. Predno zaključimo z virtualno kontrolo pa lahko s pomočjo Eureka Chronos NC kodo optimiziramo.

Kaj je Eureka Chronos?

Je aplikacija znotraj Eureka Virtual Machine, ki omogoča optimizacijo programov ISO in APT ob upoštevanju orodij in lastnosti obdelovanca s samo enim klikom!

Vsi premiki se analizirajo, da se zmanjša čas obdelave in poveča življenjska doba orodja z izračunom sil, navora med obdelovancem in orodjem, porabljeno močjo, debelino odrezka in odstranjeno prostornino materiala v enoti časa.

Dobimo:

Krajši čas obdelave
Zmanjšanje stroškov orodja
Zmanjšanje vibracij
Boljša kvaliteta površine
Nenehno odstranjevanje materiala
A.I. algoritem (umetna inteligenca)

Zakaj Eureka Chronos?

Trenutno CAM sistemi preračunajo poti z orodji, kjer hitrost obdelave ostane konstantna tudi ko se spremenijo pogoji rezanja orodja. Na osnovi algoritma A.I. (ki ga je patentiral Roboris) Eureka Chronos prilagodi hitrost obdelave glede na dejanske pogoje rezanja orodja, pri čemer se upošteva konstantna količina odstranjenega material (VR) v časovni enoti, kolikor je to mogoče.

Kdo lahko uporablja Eureka Virtual Machine in Eureka Chronos? Eureka Virtual Machine je na trgu podpira s skoraj vsemi CAM aplikacijami s katerimi programiramo poti orodja za naše CNC stroje. Na voljo je samostojna verzija, ki jo lahko uporabljajo vsi in kot dodatek k Eureka Virtual Machine.

Izvoz informacij iz Eureka Virtual Machine

V Eureka Virtual Machine se vsaka sprememba v NC kodi shrani neposredno v izvoženo NC kodo, ki je bila predhodno narejena skozi post procesor iz CAM programa.

Za proizvodnjo lahko izvozimo datoteke za predogled (Eureka Viewer) ali pa datoteke za predogled na pametnem telefonu ali tablici (Eureka Cloud), ki jih uporabljajo operaterji v proizvodnji.