Development of techniques improving functional and programming abilities of intelligent CNC machine tools

• Autorzy: Jarosz Krzysztof , Grzesik Wit

Identyfikatory

DOI

10.17814/mechanik.2024.7.12

Warianty tytułu

PL

Rozwój technik wspomagania funkcjonowania i programowania inteligentnych obrabiarek CNC

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono ważne kierunki rozwoju inteligentnych obrabiarek CNC obejmujące: przetwarzanie wiedzy/informacji, zaawansowane modelowanie wirtualne systemu obróbkowego, symulację procesu w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem techniki bliźniaka cyfrowego oraz inteligentne sterowanie na bazie interfejsu STEP-NC. Podano przykłady współczesnych osiągnięć w skali przemysłowej i wytypowano kierunki dalszego rozwoju. Wskazano na ważną rolę doświadczenia i zachowania operatora w doskonaleniu interakcji z interfejsem człowiek-maszyna (HMI).

EN

This paper covers the areas of importance in the development of intelligent machine tools (IMTs), including: information/knowledge-based computing, advanced virtual modelling of machining systems, real-time process simulations with the use of digital twins (DTs) and intelligent control strategies based on the STEP-NC standards. Select examples of current industrial implementations are discussed, along with prognosing of future development trends. Moreover, the importance of human-machine interaction (HMI) and considering operator behavior and skill levels in the development of HMI is signified.

Słowa kluczowe

PL

inteligentna obrabiarka; wymiana informacji; symulacja wirtualna; STEP-NC interfejs

EN

intelligent machine tool; information exchange; virtual simulation; STEP-NC interface

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Mechanik
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 97, nr 7
• Strony: 6--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jarosz Krzysztof

• Rochester Institute of Technology, USA

autor

Grzesik Wit

• Opole, Polska

• https://orcid.org/0000-0003-3898-5119

Bibliografia

• [1] Moriwaki T., Shirase K. „Intelligent machine tools - current status and future direction”. International Journal of Manufacturing Technology and Management. 9, 3/4 (2006): 204-218, https://doi.org/10.1504/IJMTM.2006.010055.
• [2] Zalewski A., Grzesik W., Deja M., Jarosz K., Ruszaj A. „Podstawy funkcjonowania i programowania obrabiarek CNC. Procesy ubytkowe, przyrostowe i hybrydowe”. Warszawa: PWN (2024 w druku).
• [3] Lou P., Liu S., Hu J., Li R., Xia Z., Yan J. “Intelligent machine tool based on edge-cloud collaboration”. IEEE Access. 8 (2020): 139953-139965, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3012829.
• [4] Grzesik W. „Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych”. Warszawa: PWN (2018).
• [5] Yamato S., Sencer B., Beaucamp A. “Tool path planning and feed scheduling for time dependent processes”. Tolio T. (ed.). “CIRP novel topics in production engineering”: 1 (2024): 185-231.
• [6] Witt M., Schumann M., Klimant P. “Real-time machine simulation using cutting force calculation based on a voxel material removal model”. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 105 (2019): 2321-2328, https://doi.org/10.1007/s00170-019-04418-2.
• [7] Grzesik W. „Digital twin in manufacturing. Part I. State of the art, architecture and applications” / „Cyfrowy bliźniak w procesach wytwórczych. Część I. Stan zagadnienia, architektura i zastosowania”. Mechanik. 1 (2023): 8-13, https://doi.org/10.17814/mechanik.2023.1.1.
• [8] Jarosz K., Özel T. “Machine learning approaches towards digital twin development for machining systems”. International Journal of Mechatronics and Manufacturing Systems, 15. 2-3 (2022): 127-148, https://doi.org/10.1504/IJMMS.2022.124922.
• [9] SINUMERIK. Inteligentne rozwiązania dla obrabiarek, www.siemens.pl/sinumerik.
• [10] Jeon B., Yoon J.S., Um J., Suh S.H. “The architecture development of Industry 4.0 compliant smart machine tool system (SMTS)”. Journal of Intelligent Manufacturing. 31, 8 (2020): 1837-1859, https://doi.org/10.1007/s10845-020-01539-4.
• [11] “STEP/STEP-NC as a Solution for Data Interoperability in the CAx Chain”, https://ukdiss.com/examples/step-step-nc-data-interoperability-cax-chain.php.
• [12] Zhang Y., Yu X., Sun J., Zhang Y., Xu X., Gong Y. (2022). “Intelligent STEP-NC-compliant setup planning method”. Journal of Manufacturing Systems, 62 (2022): 62-75, https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2021.11.002.
• [13] Liu C., Xu X. “Cyber-physical machine tool - the era of machine tool 4.0”. Procedia CIRP. 63 (2017): 70-75, https://doi.org/10.1016/j.procir.2017.03.078.
• [14] Grzesik W., Żak K., Tomkiewicz-Zawada A. „Analiza i modelowanie powierzchni w obróbce ubytkowej”. Warszawa: PWN (2023).
• [15] Jarosz K., Yan-Ting Chen Y.-T., Liu R. “Investigating the differences in human behavior between conventional machining and CNC machining for future workforce development: A case study”. Journal of Manufacturing Processes. 96 (2023): 176-192, https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2023.04.037.