Samoadaptacja na podstawie pomiaru i kompensacji błędów
Produkcja małych partii części mechanicznych obarczona jest często niską wydajnością i marnotrawstwem materiału i energii. Parametry procesu są w dużym stopniu określane metodą prób i błędów, a czas potrzebny na wyprodukowanie zwiększa się znacząco przy zastosowaniu kontroli jakości – pętli produkcyjnych. Naukowcy przystąpili do realizacji finansowanego przez UE programu Sommact ("Self optimising measuring machine tools"), stawiając sobie za cel opracowanie nowatorskich urządzeń produkcyjnych oraz oprogramowania sterującego, które umożliwią podnoszenie jakości produktów przy jednoczesnym obniżeniu kosztów. Zespół projektu Sommact wykorzystuje trzy istotne innowacje. Pierwsza z nich to zastosowanie nowej koncepcji metrologicznej, zakładającej pomiar i monitorowanie błędów generowanych przez narzędzia obróbcze oraz badanie już wykonanych części. Możliwości pomiarowe doprowadzono do momentu, w którym mówimy o maszynie mierzącej współrzędne (CMM), zapewniającej możliwość dokonywania precyzyjnych pomiarów w miejscu pracy oraz wprowadzania danych do elementu samouczącego się. Udoskonalony system sensorów zapewnia szczegółowe informacje o błędach w geometrii każdego z ruchów wykonywanych przez maszynę. Informacja o błędzie jest kojarzona przez adaptacyjny system sterowania z danymi dotyczącymi otoczenia i obciążenia, co umożliwia odpowiednie zmodyfikowanie sposobu pracy maszyny. Na koniec samouczący się algorytm gromadzi wiedzę o zachowaniach maszyny w różnych warunkach oraz ich powiązaniach z jakością wytwarzanych części. W czasie prac uczestnicy projektu zrealizowali wszystkie zamierzone cele w wyznaczonym czasie. Badania eksperymentalne wykazały, że system Sommact pozwala zredukować błędy dokładności maszyny o ponad 75%. Ponadto zaimplementowano kontrolę funkcji maszyny, wcześniej dostępną tylko w maszynach CMM, a także zapewniono możliwość śledzenia tych funkcji, dzięki zastosowaniu innowacyjnych skalibrowanych elementów referencyjnych. Prace projektu Sommact zaowocowały powstaniem wartościowego zestawu narzędzi służących do pomiaru błędnych ruchów maszyny z zachowaniem sześciu stopni swobody, w odróżnieniu od poprzednich zaawansowanych metod z układem sensorów z jednym stopniem swobody. Niemal wszystkie z powstałych zestawów narzędzi można zastosować w połączeniu z istniejącymi narzędziami obróbczymi. Uaktualnianie tabel kompensacji objętościowej odbywa się w czasie quazi-rzeczywistym na podstawie danych wprowadzanych przez operatora. Trwają obecnie prace nad standaryzacją danych kompensacyjnych zgodnie z normami ISO (Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna). W końcowym efekcie działania wspierające podejmowanie decyzji obejmują natychmiastowe wykonanie czynności, żądanie ponownej kalibracji urządzenia, jeśli ma wykonywać czynności wykraczające poza wyuczony uprzednio scenariusz, oraz przewidywanie konieczności przeprowadzenia konserwacji. System Sommact ma szansę znacząco usprawnić kontrolę urządzeń obróbczych oraz poprawić jakość wytwarzanych produktów. Projekt Sommact uzyskał rekomendację od branży narzędzi obróbczych oraz Dyrekcji Generalnej Komisji Europejskiej ds. Badań i Innowacji jako projekt flagowy i udane przedsięwzięcie.
