Dirigent CNC orkestra

(kliknite za veću sliku)

Prilikom izrade nekog proizvoda, moderan proces mašinske proizvodnje zahteva izradu 3D modela pomoću CAD softvera. Ovako dizajniran model se potom obično proverava u nekom CAE programu koji simulira ponašanje još nepostojećeg proizvoda u uslovima koje će pred njega postaviti realno radno okruženje (testiranje opterećenja i slično), a zatim sledi određivanje parametara same proizvodnje pomoću CAM softverskih paketa. U današnje vreme podrazumeva se da barem deo praktične izrade obavi CNC mašina. Na osnovu projektovanog izgleda proizvoda CAM bira mašinske operacije (glodanje, bušenje itd.), odabira alate i generiše optimalne putanje kojima će se ti alati kretati tako da obrada što kraće traje. Na kraju se generiše tzv. G-kod, koji predstavlja uputstvo za CNC mašinu, na osnovu koga ona radi baš ono što je CAM „zamislio“. Do sada smo obično završavali priču otprilike kada stignemo do G-koda. Ipak, u praksi to nije baš tako jednostavno – za efikasno korišćenje CNC mašina poželjno je imati još neke softverske alate.

CNC mašine

Numerički kontrolisane mašine se često pominju kada se govori o CAD i CAM aplikacijama, ali njima do sada uglavnom nismo posvećivali previše pažnje, pa ćemo objasniti neke osnovne stvari. Pojam se odnosi na mašinu koja poseduje pokretne delove sa alatima koji služe za uklanjanje materijala sa dela koji se mašinski obrađuje. Na primer, iznad radne površine mašine kreće se glavno vreteno, a na njemu se nalazi pokretan alat (glodalo ili svrdlo) čijim položajem se može upravljati. U zavisnosti od konkretnog dizajna i složenosti obrade, odnosno broja osa po kojima se alat kreće, postoje različite konstrukcije mašina, ali svima im je zajedničko da poseduju računarski kontroler koji upravlja njihovim radom, čemu i duguju ime (Computer Numerical Control). Uvođenje CNC mašina je dramatično promenilo proizvodnu industriju – budući da kompjuter vodi računa o kretanju alata, pravljenje zakrivljenih formi postalo je isto toliko jednostavno kao rezanje pravih linija, što je omogućilo izradu složenih 3D oblika uz minimalno angažovanje ljudske radne snage.

Prethodnice današnjih mašina ovog tipa, poznate kao NC mašine, baš kao i prvi računari, koristile su bušene kartice da bi učitale neophodne podatke, koje je u obliku G-koda pripremao računar. Svojevremeno je fabrika „Ivo Lola Ribar“ napravila prvu domaću NC mašinu sa bušenom trakom, svega šest godina nakon Amerikanaca. Kasnije su se pojavile verzije sa flopi diskovima, RS-232 interfejsima i konačno, mrežnom komunikacijom.

CNC mašina je skupa sprava, pa za proizvođača predstavlja kapitalnu investiciju, što povlači dve vrlo važne stvari: prvo – one vrlo sporo zastarevaju i niko se neće lako odreći svoje stare mašine samo zato što ona nema mrežni adapter, i drugo – CNC mašine moraju da budu što produktivnije da bi isplatile svoju visoku cenu. Zbog svega ovoga, efikasno upravljanje radom CNC mašina, pogotovo ako ih ima više, nije nimalo jednostavno. Pomoć stiže u vidu softverskog paketa po imenu Predator (www.predator-software.com).

Vidite li Matrix?

(kliknite za veću sliku)

G-kod je tekstualni fajl sa nizom podataka koji predstavljaju koordinate položaja i brzine kretanja alata. Premda laiku deluje kao niz teško razumljivih alfanumeričkih znakova, uvežbano oko može mnogo toga da zaključi čitanjem koda. Stvar pomalo podseća na onu antologijsku scenu iz Matrix-a u kojoj zbunjeni Neo zuri u besmislene nizove zelenih znakova koji se slivaju preko ekrana, dok mu operater objašnjava kako je to, u stvari, žena u crvenoj haljini. Operater koji radi za CNC mašinom često ima potrebu da zaviri u G-kod, i to ne samo ako je nešto pošlo naopako. Nažalost, CAM softver koji je generisao kod obično se nalazi instaliran na nekoj radnoj stanici, podaleko od proizvodne hale, dok je ispravljanje koda na samoj mašini mučan i dugotrajan posao, pa ovakve intervencije zahtevaju puno šetanja i gubljenja vremena.

CNC Editor, koji čini sastavni deo Predator-a, jeste softver koji omogućava jednostavan pregled i editovanje G-koda, uz niz dodatnih funkcionalnosti koje donose udobnost u radu. Ovaj editor radi u okruženju koje nalikuje na Microsoft Word, pa pored inteligentnih CNC komandi poseduje i vrlo korisne Undo i Redo funkcije, kao i mogućnost upoređivanja fajlova. Ograničenja za maksimalnu veličinu fajla nema, a ako je memorija CNC mašine premala, CNC Editor nudi i mogućnost prenosa podataka „na kašičicu“ (tzv. dripfeeding), dok se za neke jednostavne poslove kod može generisati i na licu mesta, na osnovu šablona koje softver poseduje. Ova korisna alatka nudi i mogućnost iscrtavanja putanje alata na ekranu, pa proces može i grafički da se verifikuje.

Simulacije kretanja alata imaju tu manu da su rađene za virtuelno okruženje u kojem je prostor beskonačan – zbog toga one ne mogu da predvide probleme koji nastupaju zbog ograničenog kretanja alata na realnoj mašini. Predator Virtual CNC je softver koji pored kretanja alata modeluje i samu CNC mašinu, sa svim njenim delovima. U praksi nije retkost, posebno kada se radi sa kompleksnim 5-osnim CNC mašinama, da naizgled korektan proizvodni proces po pokretanju završi sudarom alata sa nečim, jer je pokretni deo pokušao da prođe nekuda gde mu put zaprečava nepokretni deo mašine. Ovo obično rezultuje lomom alata, a i neupotrebljivim proizvodom. U najboljem slučaju proces se prekida, a postupak vraća na reviziju. Virtual CNC blagovremeno otkriva potencijalne probleme i eliminiše mnogo skupih grešaka, drastično smanjujući škart, sprečava lomove alata i spasava mnogo vremena.

Sinergija kroz komunikaciju

Jedna od glavnih kočnica koja usporava rad sa CNC mašinama su komunikacije. U procesu proizvodnje obično učestvuje veliki broj raznovrsnih mašina i računara koji su po pravilu fizički udaljeni, a svi oni treba stalno da razmenjuju podatke. Ovakva konfiguracija sugeriše umrežavanje uređaja, ali dok se kod računara ovo izvodi jednostavno, upravljačke jedinice mnogih mašina imaju serijske ili paralelne interfejse, pa se ne mogu direktno povezati u Ethernet mrežu. Dodatna komplikacija je to što mašine u istoj radionici po pravilu potiču od nekoliko različitih proizvođača.

Problem sa nekompatiblnim interfejsima Predator rešava posebnim hardverskim adapterima, koji omogućavaju povezivanje raznovrsnih CNC mašina na uobičajene medijume za prenos u Ethernet mrežama – jeftine UTP kablove ili optička vlakna (za veća rastojanja), dok bežični adapteri obezbeđuju i komunikaciju po 802.11x standardima (WiFi). Mrežna infrastruktura se pravi brzo i jeftino, budući da se stvar svodi na „običnu“ mrežu. VPN tunelovanje posredstvom Interneta omogućuje čak i povezivanje poslovnica koje se nalaze na velikim udaljenostima.

Fizička izgradnja mreže je samo prva polovina posla, pošto CNC mašinama treba neko ko će da im isporuči pravu verziju programa u pravom trenutku. Taj neko je Predator DNC – softverski paket koji upravlja CNC programima, komunicirajući sa čak 256 mašina istovremeno posredstvom samo jednog PC-ja. Budući da moderna proizvodnja podrazumeva rad sa visokim brzinama obrade (High-Speed Machining), koje zahtevaju brz protok informacija, Predator DNC podržava brzine do 256.000 baud-a.

Dobra rešenja ne treba menjati, pa se tako i ovaj softver oslanja na provereni korisnički interfejs preuzet iz Windows-a, sa drag and drop funkcijama i padajućim menijima. Mašine se po želji organizuju u grupe i podgrupe, a čitava struktura je pregledno predstavljana u DNC Explorer-u u formi stabla, nalik organizaciji fajlova i foldera u operativnom sistemu. Da bi se korisnik lakše snašao u moru CNC programa, na raspolaganju mu je poseban fajl menadžer, koji može da sortira fajlove prema zajedničkom poslu, mušteriji ili CNC mašini. Svi ovi programi ne moraju da se čuvaju na računaru, jer softver poseduje podršku za sve poznatije mrežne servere, a može se povezati i sa e-mail serverom firme, čime se otvara mogućnost za automatsko prosleđivanje elektronskih poruka o početku, statusu i završetku posla. Pored uobičajenog prosleđivanja fajlova sa računara ka CNC mašinama, posebno je interesantna Remote Request opcija kojom operater može, koristeći komande na CNC mašini ili pomoću posebnog bar-kod čitača, zatražiti od softvera slanje neophodnog fajla.

Optimizacija procesa

(kliknite za veću sliku)

Kada je proizvodni pogon opremljen velikim brojem mašina, nije lako znati koja mašina šta radi i dokle se stiglo sa poslom, koja je slobodna, a koja nije na raspolaganju zbog održavanja ili kvara. MDC modul Predator-a vodi računa o svoj toj dosadnoj statistici tako što u svakom trenutku prati rad svih mašina. Svi podaci se u realnom vremenu beleže u tabele kojima se može pristupiti sa bilo kog PC-ja u mreži. Naravno, sve što važi za lokalnu mrežu može se posredstvom Interneta lako proširiti na veća rastojanja, što omogućava uvid u trenutno stanje proizvodnje u svim radionicama i fabrikama. MDC sakuplja podatke o nastupanju određenih korisnički definisanih događaja, pri čemu oni mogu da budu nešto što je generisala mašina tokom rada ili akcija od strane operatera poslata bar-kod čitačem, kroz Remote Request ili zadata na samoj mašini. Na osnovu prikupljenih podataka generišu se izveštaji sa tablicama i grafikonima u kojima je prikazana detaljna statistika procesa proizvodnje, što pruža mogućnost da se otkriju uska grla, skrate intevali u kojima mašine ne rade i optimizuje proizvodnja.

Kada je o statistici reč, Predator poseduje i softver koji vodi računa o stanju alata koji u procesu mašinske proizvodnje predstavlja potrošnu opremu. Predator TOOL CRIB brine o inventaru alata, mernog i ostalog pribora za čitavo proizvodno postrojenje, i to ne samo o količini u magacinu, već i o brzini trošenja, procentu polomljenog alata i automatski generiše neophodne porudžbenice za nove količina alata čije su zalihe pri kraju. Različite mašine često koriste isti komad alata, pa u postrojenju koje ima mnogo mašina alat lako može da se zagubi, a ovaj softver automatski vodi evidenciju o tome gde se šta nalazi.

Statistički podaci prikazuju se u obliku izveštaja koji se mogu izvoziti u PDF, HTML odnosno Excel, ili se uskladištiti na serveru firme, a njihova analiza daje vrlo korisne podatke. Na primer, ako firma kupuje isti alat od dva različita proizvođača, ovaj softver će dati pravo poređenje dužine trajanja i samim tim kvaliteta.

Što se računara tiče, proces proizvodnje može da se završi na G-kodu koji je generisao CAM, ali se uz malu pomoć posao obavlja još efikasnije. Softverski paket Predator ima ponešto za svakog – ako imate samo jednu CNC mašinu, trebaće vam CNC Editor, dok će vlasnik velikog proizvodnog postrojenja odahnuti kada DNC ili MDC uzmu konce u svoje ruke.

Zahvaljujemo firmi „Solfins” na tehničkoj pomoći pri realizaciji ovog članka. Na DVD-ju koji je pratio PC #142 mogli ste da nađete demo verzije paketa Predator Virtual CNC i Predator Desktop

Korisne adrese:

Solfins
http://www.solfins.com

© 1995-2024 PC Press. Sva prava zadržana.