Výzkumný projekt s OPEN MIND - Další krok k inteligentnímu řízení chladicí kapaliny

Tags: CAM | Chladicí kapalina | hyperMILL | IFW | Obrábění | Open Mind | Výzkumný projekt

Ná­sled­ný pro­jekt In­sti­tu­tu vý­rob­ní tech­ni­ky a ob­rá­bě­cích stro­jů Leib­ni­zo­vy uni­ver­zi­ty v Han­no­ve­ru (IFW) ve spo­lu­prá­ci s OPEN MIND Tech­no­lo­gies po­su­nul myš­len­ku úspo­ry ener­gie pro­střed­nic­tvím do­dáv­ky chla­di­cí ka­pa­li­ny podle po­tře­by o vý­znam­ný krok dále. Ve spo­lu­prá­ci s Ken­na­me­ta­lem a DMG MORI vy­vi­nu­li part­ne­ři me­to­du, která od­vo­zu­je po­ža­do­va­ný prů­tok chla­di­cí ka­pa­li­ny přímo z rych­los­ti od­bě­ru ma­te­ri­á­lu vy­po­čí­ta­né v CAM a in­te­gru­je in­for­ma­ci do NC kódu.

Adap­tiv­ní pří­vod chla­di­cí ka­pa­li­ny na­pro­gra­mo­va­ný po­mo­cí hy­per­MILLu do­sá­hl úspo­ry ener­gie při­bliž­ně 82 pro­cent.

Stu­die se za­mě­ři­la na vývoj me­to­dy spe­ci­fic­ké pro cyk­lus a ná­stroj pro plá­no­vá­ní do­dáv­ky chla­di­cí ka­pa­li­ny přímo v CAM sys­té­mu. To za­hr­nu­je vý­stup při­způ­so­be­né­ho NC kódu pro fré­zo­va­cí a vr­ta­cí ope­ra­ce. Tento pří­stup má po­ten­ci­ál na­vá­zat na stá­va­jí­cí adap­tiv­ní tech­no­lo­gii do­dáv­ky chla­di­cí ka­pa­li­ny od DMG MORI. Pro­jekt za­hr­no­val mo­de­lo­vá­ní spo­tře­by chla­di­cí ka­pa­li­ny, in­te­gra­ci do CAM soft­wa­ru hy­per­MILL a va­li­da­ci na ob­rá­bě­cím cen­t­ru DMG MORI DMU 40 eVo li­near.

Modelování

Model spo­tře­by chla­di­cí ka­pa­li­ny vy­chá­zel z po­zo­ro­vá­ní, že zvy­šu­jí­cí se rych­lost od­st­raňování ma­te­ri­á­lu ob­vykle vede k vyš­ší­mu množ­ství tepla a třísek, které je nutné z kon­takt­ní zóny od­stra­nit. Tento zjed­no­du­še­ný před­po­klad po­sky­tu­je ro­bust­ní a ná­stro­jo­vě spe­ci­fic­kou me­to­du pro vý­po­čet spo­tře­by chla­di­cí ka­pa­li­ny po­mo­cí stan­dard­ních CAM dat. Re­fe­renč­ní data pro ma­xi­mál­ní rych­lost od­st­raňování ma­te­ri­á­lu kaž­dé­ho ná­stro­je dodal Ken­na­me­tal. Byly za­zna­me­ná­ny tlak, prů­tok a spo­tře­ba elek­tric­ké ener­gie čer­pa­dla chla­di­cí ka­pa­li­ny a byly vy­tvo­ře­ny cha­rak­te­ris­tic­ké křiv­ky od­rá­že­jí­cí hyd­rau­lic­ké pod­mín­ky pro každý ná­stroj.

Programování

K im­ple­men­ta­ci pro­měn­né­ho prů­to­ku chla­di­cí ka­pa­li­ny podél dráhy ná­stro­je v CAM pro­stře­dí bylo po­u­ži­to Py­thon API hy­per­MILL. Během si­mu­la­ce od­st­ra­ňo­vání ma­te­ri­á­lu sys­tém ana­ly­zu­je řezné pa­ra­me­t­ry pro kaž­dou ob­rá­bě­cí linii a kom­bi­nu­je je s me­ta­da­ty spe­ci­fic­ký­mi pro daný ná­stroj, aby vy­po­čí­tal rych­lost od­st­ra­ňo­vání ma­te­ri­á­lu. Modul IFW poté určí od­po­ví­da­jí­cí prů­tok chla­di­cí ka­pa­li­ny. Před roz­ší­ře­ním NC dat o pří­ka­zy pro ří­ze­ní prů­to­ku se po­u­ži­je vy­hla­zo­va­cí ru­ti­na, která po­má­há za­brá­nit náh­lým změ­nám.

Ověření

Pro ově­ře­ní byla na stro­ji DMG MORI DMU 40 eVo li­near ob­ro­be­na ukáz­ko­vá sou­část­ka z rych­lo­řez­né oceli 11SM­n30+C, a to fré­zo­vá­ním, vr­tá­ním, ře­zá­ním zá­vi­tů a brou­še­ním. Na­mís­to ří­ze­ní prů­to­ku chla­di­cí ka­pa­li­ny po jed­not­li­vých řád­cích byly při tes­tech po­u­ži­ty prů­měr­né hod­no­ty prů­to­ku pro jed­not­li­vé kroky ob­rá­bě­ní, což se uká­za­lo jako účin­né. Spo­tře­ba ener­gie čer­pa­dla byla za­zna­me­ná­na po­mo­cí frek­venč­ní­ho mě­ni­če. Ve srov­ná­ní s kon­ven­č­ním ob­rá­bě­cím pro­ce­sem do­sáh­la adap­tiv­ní me­to­da úspo­ry ener­gie při­bliž­ně 82 pro­cent při za­cho­vá­ní stej­né kva­li­ty vý­sled­ků. Ře­še­ní za­lo­že­né na CAM také na­bí­zí vy­so­kou fle­xi­bi­li­tu. Uži­va­te­lé mohou adap­tiv­ní režim de­ak­ti­vo­vat, kdy­ko­li je vy­ža­do­ván me­cha­nic­ký pro­pla­cho­va­cí úči­nek chla­di­cí ka­pa­li­ny, na­pří­klad při vr­tá­ní. Me­to­di­ka bude nyní dále roz­ví­je­na a zkou­má­na s cílem zpřístup­nit ji pro další typy ná­stro­jů, ob­rá­bě­cí pro­ce­sy a ma­te­ri­á­ly.

Vý­sled­ky stu­die zve­řej­ni­li prof. Dr. Be­rend Den­ke­na, Dr. Marc André Dit­trich, Dr. Klaas Ma­xi­mi­li­an Heide, Dr. Ale­xan­der Krö­del Wor­bes, An­dre­as Lie­ber a Ta­la­sh Malek (M. Sc.). Stu­die byla rov­něž pu­b­li­ko­vá­na Mar­ti­nem Win­kle­rem v čísle 09/2025 ně­mec­ké­ho ča­so­pi­su VDI-Z pod ná­zvem „Plá­no­vá­ní spo­tře­by chla­di­cí ka­pa­li­ny přímo z CAM sys­té­mu“.