Cosima

Uspešno zaključen projekt CoSiMa

_{Marec 2022}

31. 12. 2021 smo uspešno zaključili triletni projekt Povezovanje simulacij, strojev in orodij za optimizacijo procesa proizvodnje polimernih izdelkov (CoSiMa). Projekt se je izvajal v okviru programa Spodbujanje izvajanja raziskovalno-razvojnih projektov (TRL 3-6), v okviru Operativnega programa za izvajanje evropske kohezijske politike v obdobju 2014-2020 in je uvrščen v področje S4: (S)INDUSTRIJA 4.0, Tovarne prihodnosti. Operacijo sta poleg lastnih deležev konzorcijskih partnerjev sofinancirali Evropska unija iz Evropskega sklada za regionalni razvoj ter Ministrstvo za izobraževanje, znanost in šport.

Z izvedbo projekta smo prispevali k nadaljnjemu razvoju avtomatizacije in digitalizacije procesa brizganja v skladu s smernicami Industrije 4.0. Razvili smo povezavo med simulacijami procesa brizganja polimernih izdelkov, ki simulirajo tečenje polimerne taline znotraj orodja ter strojem za brizganje polimerov, ki nadzira celotni proces.

Določen je bil komunikacijski protokol za uvoz procesnih podatkov do strežnika in nato v program za simulacijo brizganja, preko namenske programske kode, kjer s pomočjo tekstovnih datotek komuniciramo s Cadmould simulacijskim programom in iz njega, kjer procesne parametre nato dobimo nazaj v tekstovni obliki in jih dešifriramo ter posredujemo brizgalnemu stroju. Definirali smo omrežni vmesnik za lažjo izmenjavo podatkov med brizgalnim strojem, lokalnim strežnikom in simulacijskim programom, ki bazira na Ethernet protokolu preko katerega lažje prenašamo oziroma izmenjujemo podatke iz brizgalnega stroja preko strežnika do simulacijskega programa in nazaj. Skonstruirali in izdelali smo prototipna brizgalna orodja: satovje in 4-gnezdna ravna ploščica pravokotne oblike, v katero smo vstavili senzorje za merjenje tlaka, temperature in zvoka ter izvedli večje število testnih brizgov pod različnimi procesnimi parametri ter spremljali procesne parametre, če so bili znotraj pričakovanih vrednosti (ker smo uporabili različne materiale, kot so polipropilen, POM, polikarbonat, ABS, polistiren, polietilen visoke gostote, poliamid …). Tako smo v okviru projekta povezali virtualne simulacije z realnim proizvodnim procesom, skrajšali čas vzorčenja in nastavitvenega časa, razvili prenosne funkcije procesa brizganja, določili vplivne faktorje in nihanja procesa, izvedli karakterizacijo zahtevnih polimernih materialov in laboratorijsko testiranje komunikacijskega vmesnika ter realizirali prototipe izdelkov strojne in programske opreme, zbrali in analizirali proizvodne podatke na različnih industrijskih lokacijah pri konzorcijskih partnerjih ter izvedli povezavo simulacijskega programa, strežnika in brizgalne enote, ki predstavlja brizgalni stroj in brizgalno orodje s senzoriko.

Izvedene industrijske raziskave in eksperimentalni razvoj predstavljajo pomemben prispevek k sprotnemu prilagajanju in odzivanju procesa brizganja na procesne in okoliške motnje z izboljšanim nadzorom nad aktualnimi procesnimi parametri. Prihodnje raziskave in razvoj bodo osredotočeni na še boljše matematične modele za bolj natančno napovedovanje procesnih razmer med zabrizgavanjem orodnega gnezda.

Zagon omrežnih nastavitev na KraussMaffei stroju za izvoz procesnih parametrov do lokalnega strežnika tekom izvedbe eksperimentov.

Izvedba eksperimentalnih testov in simulacij na kosu satovje.

Primer testnih ploščic za izvedbo karakterizacije termoplastičnih materialov.

Rezultat optimizacije kosa iz simulacijskega programa.

-------------------------------------------

Partnerji projekta CoSiMa nadaljujemo z izvedbo eksperimentalnih testiranj 

Februar 2021

V okviru projekta Povezovanje simulacij, strojev in orodij za optimizacijo procesa proizvodnje polimernih izdelkov (CoSiMa) smo projektni partnerji pri partnerju Kolektor Orodjarna v Postojni izvedli eksperimentalna testiranja za tehnični izdelek drog potisni z izbranim materialom iz družine PA66 s 35% deležem steklenih vlaken, kjer smo analizirali poleg procesnih parametrov tudi dinamično obnašanje brizgalnega stroja. Ti eksperimenti so namenjeni podpori nadaljnjih aktivnosti za optimizacijo procesa brizganja tako, da bodo omogočali avtomatsko spreminjanje nastavitev na brizgalnih strojih. Na brizganih kosih bomo opravili še dimenzijske meritve in spremljajoče simulacije zapolnjevanja in krčenja z namenom vrednotenja dobljenih rezultatov glede na nastavitvene proizvodne podatke, ki bodo prav tako analizirani. V prihodnje nadaljujemo z eksperimentalnimi testiranji še z drugimi materiali kot tudi na drugih izdelkih.

-------------------------------------------

Kolektor sodeluje v projektu CoSiMa

Povezovanje simulacij, strojev in orodij za optimizacijo procesa proizvodnje polimernih izdelkov

_{September 2018}

Glavni cilj projekta CoSiMa je realizirati inovativno avtomatsko spremembo nastavitev na brizgalnih strojih v realnem času. Tradicionalno je nastavitev procesa brizganja polimernih izdelkov odvisna od izkušenj operaterja brizgalnega stroja in dokaj zahtevno opravilo. Iz tega razloga je skupni cilj projektnih partnerjev razviti povezavo med programom za simulacijo brizganja polimerov, brizgalnimi stroji in orodji, ki bodo skupaj s senzorji omogočali neposredno spremljanje parametrov v samem orodju, sprotno simuliranje njihove izboljšave ter glede na rezultate simulacij avtomatsko spremembo nastavitev na stroju za brizganje v skladu s smernicami Industrije 4.0. S tem bomo na panožnem področju orodjarstva in predelave polimernih materialov omogočili znatno modernizacijo in dvig dodane vrednosti na višji tehnološki nivo.

Za uspešno izvedbo in obvladovanje treh združenih mehatronskih gradnikov znotraj enega samega proizvodnega cikla brizganja, bo potreben razvoj namenskega optimizacijskega sistema, ki bo omogočil nadzor nad procesnimi parametri ter aktivacijo sprememb na brizgalnem stroju. V sam proces razvoja povezave simulacij, orodij in strojev bo aktivno vključen tudi Kolektor s testiranjem različnih senzorskih signalov in namenskega optimizacijskega sistema z namenom izboljšati proces brizganja.

V sklopu projekta CoSiMa smo sodelovali pri analizi vpliv temperature zraka v izdelovalnem prostoru na temperaturo v votlini orodja. Oblikovan je bil pristop k termični analizi procesa brizganja plastike, pri čemer se lahko analizirajo geometrijski in okoljski vplivni faktorji na nihanje procesa. V procesu brizganja plastike je temperatura površine gnezda orodja namreč pomemben dejavnik za razvoj termo-mehanskih razmer med izdelavo, ki vodijo do različnih lastnosti oz. kvalitete izdelka. Za zagotavljanje kvalitete izdelka je zato pomembno, da je temperatura površine gnezda orodja nadzorovana. Z izboljšanjem razumevanja tega vpliva se obeta izboljšanje stabilnosti proizvodnega procesa, kar pomeni dvig ekonomičnosti preko zmanjšanja količine izmeta ali pa višjo kvaliteto izdelkov. Rezultati so bili strnjeni v konferenčni prispevek partnerjev Tehnoplast, TECOS in Kolektor Orodjarna, s katerim smo sodelovali na 28. mednarodni Elektrotehniški in računalniški konferenci - ERK 2019, ki je potekala 23. in 24. septembra 2019 v Hotelu Bernardin v Portorožu. 

 Naložbe sofinancirata Republika Slovenija in Evropska unija iz Evropskega sklada za regionalni razvoj. 

http://www.eu-skladi.si