Digitální plánování a výroba je (ne)umění
Hofmann - Váš zdroj inspirace | Lichtenfels, Německo
V nástrojářství a strojírenství otevírá inteligentní MES a výroba s podporou CAM dveře k maximální efektivitě
Výrobce nástrojů a strojů Hofmann - Vaše inspirace působí v mnoha průmyslových odvětvích a ve své výrobě využívá širokou škálu technologií a softwaru. Agilní systém Hummingbird Manufacturing Execution System (MES) byl vyvinut právě pro takovéto komplexní scénáře: V reálném čase digitalizuje, vizualizuje, plánuje a řídí všechny procesy a komunikuje s více než 60 stroji ve společnosti Hofmann, včetně široké škály připojených systémů. Od roku 2022 komunikuje také se softwarem hyperMILL CAD/CAM od společnosti OPEN MIND, což přináší hmatatelné výhody pro výrobní linky společnosti GROB.
Siegfried Hofmann založil rodinný podnik v Lichtenfelsu v roce 1958. V témže roce uvedl do provozu svůj první soustruh v zahradní kůlně, tehdejší budově firmy. Dnes je z ní mezinárodně působící společnost se dvěma velkými výrobními a montážními závody, která již ve třetí generaci dodává zákazníkům ve 25 zemích. Název společnosti hovoří sám za sebe: Hofmann - váš zdroj inspirace. Společnost se sídlem v Lichtenfelsu, která je silně poháněna výzkumem, s více než 300 zaměstnanci vyvíjí a vyrábí sofistikované nástroje pro všechny procesy vstřikování plastů, inovativní technologie pro strojírenství, jako je například zpracování pěnových částic šetřící zdroje s vlastním produktem BEAD.MACHINE, díky inovativním řešením v oblasti 3D tisku kovů. V neposlední řadě vyrábí jednotlivé komponenty, sestavy a stroje sériově v rámci zakázkové výroby.
„Hummingbird poprvé vizualizoval celý náš výrobní proces a okamžitě vytvořil transparentnost. Správné informace byly k dispozici ve správný čas. Tím se výrazně snížilo riziko chyb a optimalizovala se produktivita a spolehlivost dodávek.“
Markus Striegel, procesní inženýr ve společnosti Hofmann
Toto mimořádné portfolio slouží nejen širokému spektru průmyslových odvětví, jako je automobilový průmysl nebo průmysl pro medicínu a balení. Vyžaduje také vysoce efektivní a inteligentní plánování a řízení výroby a automatizace. Společnost Hofmann proto již v rané fázi sáhla po komplexní digitalizaci, nejprve po softwaru pro zpracování dat, který slouží k ovládání různých automatizačních systémů. Toto monolitické řešení umožňovalo komplexní datovou komunikaci, ale jeho standardizovaný systém řízení buněk omezoval využití systému. Nepomohlo ani při plánování nebo řízení výroby: i pro to bylo zapotřebí řešení, protože cenné odborné znalosti byly dříve k dispozici pouze v hlavách vedení výroby.
Systém Hummingbird MES měl poskytnout odpovědi právě na tyto otázky, které se týkají mnoha podniků v nástrojářství a strojírenství i v kusové a malosériové výrobě. První verze systému MES byla ve společnosti Hofmann implementována v roce 2017 v rámci pořízení nové frézovací linky sestávající ze čtyř obráběcích center Hermle C42.
Společnost Hofmann používá CAD/CAM řešení hyperMILL pro hrubovací a vrtací aplikace od roku 2022. Carsten Walther, programátor CAM, zdůrazňuje flexibilitu pětiosého simultánního frézování: „hyperMILL automaticky počítá všechny přístupy a lze s ním pracovat velmi flexibilně. V konečném důsledku přináší větší přesnost, menší riziko chyb a šetří obrovské množství času.“
Carsten Walther programuje vložku do formy s žebrovaným obrysem a hotovou frézovanou součást.
Hummingbird MES: Plánování a řízení na vysoké úrovni
Přínosy se projevily okamžitě: „Hummingbird poprvé vizualizoval celý náš výrobní proces a okamžitě zajistil transparentnost. Mohli jsme jej využít k plánování termínů a přidělování odpovědností a úkolů zaměstnancům a řemeslníkům. Celé podrobné plánování bylo nyní bezpapírové a digitálně zmapované, procesy bylo možné plánovat na základě zdrojů a řídit v reálném čase. Správné informace byly k dispozici ve správný čas. Tím se výrazně snížilo riziko chyb a optimalizovala se produktivita a spolehlivost dodávek,“ shrnuje první úspěchy Markus Striegel, procesní inženýr společnosti Hofmann - Ihr Impulsgeber, který byl při zavádění MES zodpovědný za optimalizaci procesů. S pomocí systému Hummingbird společnost Hofmann brzy spojila doposud oddělené kapacity a zdroje výroby nástrojů a strojírenství do systému MES. Od té doby jsou obě oblasti schopny využívat personál a materiál plošně, a tedy efektivněji.
Vyřešen byl také problém systémové integrace. Hummingbird nenabízí vlastní aplikační software pro mnoho systémů jako monolitický systém. Místo toho MES integruje veškeré strojní a automatizační systémy a všechny běžné operační systémy až po systémy jako ERP, PPS, CAD/CAM nebo PDM/PLM. Ve společnosti Hofmann je nyní systém Hummingbird napojen na zastřešující systém ERP a řídí více než 60 strojů, včetně obráběcích center pro frézování, soustružení, erodování, drátové řezání, broušení, vrtání a měřicí stroje. Dokonce i interní vývoj ve firmách lze připojit prostřednictvím otevřeného rozhraní API - filozofie plně v souladu s myšlenkou síťového propojení v rámci Průmyslu 4.0.
CAD/CAM řešení hyperMILL a Hummingbird MES u společnosti Hofmann - vaše hnací síla v akci.
Markus Striegel zmiňuje další výhody při zpracování procesů pomocí systému Hummingbird: „Digitalizace umožňuje přesně opakovatelné procesy, takže díl je podruhé vyroben přesně stejně jako poprvé. Tím je zajištěna sledovatelnost a ochrana kvality i pořadí operací. Další pracovní krok nelze zahájit, dokud není správně dokončen. Například stroje lze spustit až po dokončení simulace CAM. Pokud se i přes simulaci vyskytnou problémy související s procesem, je možné kdykoli poskytnout zpětnou vazbu programátorovi CAM.“
Jemná věc pro stroje GROB: hyperMILL
Integrace CAM je samozřejmě důležitým tématem. V roce 2022 uvedla společnost Hofmann na trh software hyperMILL CAD/CAM od společnosti OPEN MIND pro hrubování a vrtání. „Správcem“ programové aplikace je systém Hummingbird MES, který funguje jako rozhraní mezi CAM programováním a dílnou, přebírá NC data a výkresy, vizualizuje je a poskytuje je strojům v plánovaném pořadí. Operátorům zpravidla stačí zkontrolovat a spustit program pouhým stisknutím tlačítka.
HyperMILL obsluhuje kompletní, nově pořízenou výrobní linku se šesti frézovacími obráběcími centry od společnosti GROB. „Tyto stroje mají zcela odlišnou kinematiku než ostatní obráběcí centra, která běžně používáme. S naším stávajícím postprocesorem pro převod CAM dat do CNC kódu jsme neměli úspěch, například když jsme chtěli na stroji měřit nebo dotýkat se dílů. Problémy se vyskytly i při použití nových technologií, jako jsou například válcové frézy. Pak jsme narazili na hyperMILL. Toto softwarové řešení jsme viděli v provozu na akcích pořádaných řadou výrobců obráběcích strojů. Přesvědčila nás flexibilita, výkonné strategie a inovativní technologie. Chtěli jsme prorazit na novou půdu a využít výhod kompletního balíku CAD/CAM,“ popisuje počáteční situaci Martin Wegner, vedoucí výroby ve společnosti Hofmann.
Frézovací obráběcí centra GROB ve společnosti Siegfried Hofmann GmbH. Frézovací programy vytvořené pomocí hyperMILL běží na celé výrobní lince.
Generální zkouška“ hyperMILL u společnosti Hofmann byla sama o sobě úspěšná. „Přijel odborník na hyperMILL a na první pokus se nám podařilo poměrně rychle spustit program na stroji. Bez rozhraní - nemohli jsme tomu uvěřit,' říká Martin Wegner. Pro společnost Hofmann bylo a je zajímavé, že hyperMILL představil vlastní technologii postprocesoru, kterou lze použít na strojích a řídicích systémech od různých výrobců. Tím odpadá potřeba individuálních řešení od jiných dodavatelů, což může vést ke ztrátě informací. V případě společnosti GROB byla společnost hyperMILL schopna vydat NC kód stroje.
A nejen to: Obsluha strojů Hofmann nyní může pomocí prohlížeče hyperMILL SHOP Viewer prohlížet a simulovat hotová data CAM přímo u stroje. Programátor CAM Carsten Walther je nadšen optimalizátorem hyperMILL VIRTUAL Machining Optimizer: „Automaticky najde nejlepší technický, bezkolizní přístup a optimální procesní pohyby. Během generování NC kódu analyzuje NC program a dokonale jej přizpůsobí kinematice stroje. Tím se snižuje náročnost programování a optimalizované spojovací pohyby výrazně zkracují neproduktivní časy.
Martin Wegner si obzvláště oblíbil modul hyperMILL Probing pro měření a kontrolu v průběhu procesu na stroji: „HyperMILL přímo vypisuje spolehlivé měřicí programy, které jsou pak distribuovány systémem Hummingbird MES. Všechny tyto užitečné nástroje zajišťují vyšší spolehlivost a kvalitu a také kratší dobu průchodu.
Udává tempo: hyperMILL MAXX Machining, 5osé obrábění a technologie maker
Pokud jde o 5osé plynulé frézování, které se používá například při obrábění v klidu, těží společnost Hofmann z dlouholetých zkušeností v tomto oboru, které nabízí dodavatel hyperMILL OPEN MIND. „Software CAM automaticky vypočítává všechny úhly, což umožňuje vysokou míru flexibility při práci s omezeným výběrem standardních nástrojů. Výsledkem je větší přesnost, nižší riziko chyb a obrovská úspora času,' říká programátor CAM Carsten Walther.
Používá se také modul hrubování z balíčku hyperMILL MAXX Machining performance: programátoři CAM společnosti Hofmann jej používají k vytváření trochoidních drah nástrojů. To umožňuje efektivní a šetrné obrábění velkého množství materiálu v krátkém čase. „Programování je velmi rychlé a snadné. Modul používáme například pro hrubování s vyměnitelnými břitovými destičkami, kde zajišťuje výrazné zvýšení životnosti nástroje,“ říká Carsten Walther, který také vyzdvihuje funkční a makrotechnologii hyperMILL: “Můžeme ji použít k uložení opakujících se sekvencí obrábění jako makero a jejich opětovnému vyvolání. To funguje perfektně a šetří to čas při programování.“
Programátor si také pochvaluje jednoduché uživatelské rozhraní hyperMILL, snadné učení softwaru a podporu, kterou poskytuje digitální programový asistent, jenž snižuje riziko chyb. „Jsme také velmi spokojeni s podporou a aplikačními inženýry společnosti OPEN MIND,“ komentuje Carsten Walther.
Integrace systému CAD/CAM a MES: agilní systém Hummingbird MES spravuje data CAD/CAM a funguje jako rozhraní mezi programováním CAM a dílnou.
Vysoká kompatibilita systémů CAD/CAM a MES. Díky integraci systému Hummingbird jsou systémy hyperMILL a Hummingbird MES dokonale sladěny.
Integrace s Hummingbird
Díky integraci se systémem Hummingbird jsou systémy hyperMILL a Hummingbird MES dokonale sladěny. To není jen další důkaz vysoké úrovně kompatibility obou systémů. Společnost OPEN MIND vlastní většinový podíl ve výrobci Hummingbird Systems. A do budoucna usiluje o ještě hlubší integraci systémů MES a CAM. Jako dlouholetý vývojový partner by z toho měl mít Hofmann radost - a těžit z toho již v počátku.