2023 rok należy do AI – nie ma tygodnia, żeby media nie donosiły o nowych ciekawostkach związanych z Czatem GPT lub pokrewnymi narzędziami opartymi o modele językowe typu Generative AI.
Chociaż może się wydawać, że sztuczna inteligencja (AI – artificial intelligence lub po polsku: SI) jest czymś nowym, to tego typu systemy informatyczne towarzyszą rozwojowi przemysłu 4.0 w praktyce od początku 4. rewolucji przemysłowej.
Rozwiązania oparte na sztucznej inteligencji wspierają wiele branży od dekad, jednak ostatnie kroki milowe w rozwoju tej technologii sprawiają, że coraz więcej firm decyduje się na wdrożenie AI, w szczególności w produkcji.
W jaki sposób te rozwiązania wspierają procesy obróbki obecnie oraz jak mogą (prawdopodobnie) rozwijać je w niedalekiej przyszłości?
Czym jest „sztuczna inteligencja” w obróbce CNC?
Pojęcie „sztucznej inteligencji” stworzył John McCarthy – opisuje ono między innymi tworzenie algorytmów, modeli i programów, które swoim działaniem stymulują – do pewnego stopnia – zachowania inteligencje.
Innymi słowy – są to procesy, które mogą być realizowane automatycznie na podstawie zadanych poleceń, ale również dostosowujące parametry pracy na podstawie zebranych danych, bez udziału człowieka (operatora).
Pod hasłem „AI w obróbce CNC” kryją się zautomatyzowane algorytmy, których zadaniem jest optymalizacja procesu produkcji – na podstawie wcześniej zdefiniowanych zdarzeń lub warunków granicznych, które prowadzą do wcześniej zdefiniowanych reakcji.
Sprawia to, że sztuczna inteligencja w CNC staje się coraz lepiej widoczna, w dużej mierze dzięki zastosowaniu sprzętu i oprogramowania, które pozwalają na realizację działań symulujących zachowania inteligentne.
Jednak już sama obróbka numeryczna od początku miała w sobie „pierwiastek” sztucznej inteligencji – sterownik CNC kieruje pracą urządzeń skrawających w zaplanowany sposób, nawet w przypadku pierwszych tego typu maszyn, programowanych za pomocą kart perforowanych.
Wynalezienie pierwszych mikrokomputerów i wręcz lawinowy wzrost ich mocy obliczeniowej sprawił, że sterowniki mogą obsługiwać bardziej skomplikowane procesy, a dodatkowo dostosowywać parametry pracy dzięki danym z szerokiego zakresu czujników. Wprowadzenie bardziej zaawansowanych algorytmów SI w CNC jest raczej formą ewolucji niż rewolucji, która wpływa na poprawę jakości procesów oraz szybkości ich realizacji.
Współczesne zastosowania AI w obróbce CNC
Obecnie linie produkcyjne skupione na obróbce CNC korzystają z wielu rozwiązań bazujących na AI.
Wśród najważniejszych obszarów należy wymienić:
- zauważalne przyspieszenie produkcji całej linii produkcyjnej dzięki zmniejszeniu zakresu wymaganego nadzoru nad procesem wytwórczym - wynika to z zaawansowania współczesnych urządzeń CNC, które – poza realizacją określonych sekwencji ruchów – zbierają również duże ilości danych na temat samego procesu: od pracy urządzeń skrawających, przez warunki panujące wewnątrz i na zewnątrz centrów obróbczych, aż po autodiagnostykę czy monitorowanie dostępności materiału dla podajnika, a niekiedy automatycznego wystawienia zamówienia na większą jego ilość. Są to technologie, które pozwalają zaawansowanym urządzeniom sterowanym numerycznie na nieprzerwaną produkcję, niemal 24 godziny na dobę od rozpoczęcia procesu, bez konieczności ingerencji operatora,
- poprawę jakości wytwarzanych części – algorytmy sztucznej inteligencji mogą automatycznie dostosowywać parametry pracy na podstawie danych zebranych z czujników we wnętrzu centrum obróbczego. Temperatura, efektywność wentylacji, odprowadzania wiórów, zużycie narzędzia, poziom kalibracji (estymowanej na podstawie czasu i warunków pracy) czy – w niektórych przypadkach – analiza parametrów materiału w podajniku automatycznym – mogą mieć wpływ na finalną jakość wytwarzanych części. Dzięki sztucznej inteligencji sterowniki mogą dostosować parametry pracy do tych zmian,
- poprawa bezpieczeństwa pracy – wspomniana automatyzacja procesów i brak konieczności bezpośredniego (fizycznego) nadzoru nad obróbką sprawia, że skrawanie materiałów potencjalnie niebezpiecznych (np. niektórych polimerów lub stopów metalu) może być realizowana automatycznie, w efektywnie wentylowanych centrach obróbczych,
- przyspieszenie uruchomienia produkcji, zwłaszcza w przypadku już znanych projektów – jednym z istotnych kroków przy uruchomieniu każdego procesu obróbki CNC jest sprawdzenie kalibracji urządzeń. Jednym z praktycznych zastosowań sztucznej inteligencji jest automatyczne dostosowanie parametrów pracy na podstawie danych zebranych przez sterownik, bez konieczności rekalibracji lub kontroli zgodności. Sterownik – w oparciu o algorytmy AI – jest w stanie dostosować (w pewnym zakresie) parametry pracy do konkretnego zadania, a nawet przeprowadzić automatyczny proces kalibracji w trakcie obróbki,
- wsparcie algorytmów w przygotowaniu plików produkcyjnych – oprogramowanie CAM coraz częściej umożliwia dokładną analizę plików i ich weryfikację zarówno pod kątem poprawności sekwencji pracy, jak i zgodności finalnego obiektu ze specyfikacją techniczną oraz zleceniem,
- obniżenie kosztów konserwacji i utrzymania maszyn – automatyzacja i zapewniany przez rozwiązania sztucznej inteligencji „samodzielny” monitoring kondycji urządzenia sprawia, że jeden operator jest w stanie sprawować kontrolę nad większą liczbą urządzeń. Dodatkowo wiele procesów kalibracji może być realizowana automatycznie, w oparciu o algorytmy SI.
To tylko kilka przykładów obszarów, w których widoczne jest AI w obróbce CNC, które są też zauważalne w innych procesach sterowanych numerycznie (np. druk 3D). Praktyczne zastosowanie tej technologii dotyczą niemal każdego aspektu produkcji.
Nie tylko obróbka - AI jako wsparcie procesu produkcyjnego (w – nie tak – bliskiej przyszłości)
Wspomniany lawinowy przyrost mocy obliczeniowej komputerów sprawił, że AI stało się jeszcze lepiej widoczne w obróbce CNC, a jego zastosowania – powszechnie dostępne. Biorąc pod uwagę dotychczasowe rozwiązania oparte o SI oraz kierunki, w których zmierza ta technologia w innych branżach (robotyka, medycyna, szeroko pojęte tworzenie treści w oparciu o modele Generative AI), będzie widoczna jeszcze bardziej w następujących obszarach:
- automatyzacji procesów produkcyjnych – wykorzystujące AI przedsiębiorstwa zajmujące obróbką CNC będą bardziej konkurencyjne na rynku: zarówno w obszarze ceny wytwarzanych części (szybsza produkcja, mniejsze przestoje, niższa cena jednostkowa), jak i ich precyzji (utrzymanie jeszcze niższych tolerancji w partiach),
- zmniejszenie udziału operatorów – AI umożliwia tej samej grupie operatorów CNC zarządzanie większą liczbą (żeby nie powiedzieć: ilością) obrabiarek czy też centrów obróbczych,
- dalsza robotyzacja procesów – czyli wykonywanie precyzyjnej kontroli jakości czy obróbki wykończeniowej (włączając w to procesy galwanotechniczne), które do tej pory były realizowane przez ludzi,
- obniżenie kosztów produkcji – czy to przez jej automatyzację, czy przez obniżenie zużycia narzędzi skrawających i samych maszyn,
- przyspieszenie projektowania, konwersji z CAD na CAM czy też realne wsparcie AI na etapie projektowania części – już teraz większość topowych systemów do projektowania czy sterowania stosowanych w obróbce CNC ma jakieś funkcje sztucznej inteligencji. Rozwój algorytmów może znacznie przyspieszyć proces przenoszenia projektu, czy to z wersji cyfrowej na G-Code, czy też z tradycyjnego rysunku technicznego. Dodatkowo – SI może znacznie usprawnić samo projektowanie, sugerując/wprowadzając korekty już na etapie tworzenia modeli 3D w oprogramowaniu CAD,
- usprawnienie logistyki w firmach zajmujących się obróbką CNC – coraz więcej rozwiązań AI skupia się też na poprawie zarządzania spedycją czy kontaktami z klientem. Automatyczne zamawianie materiałów do obróbki, automatyczne informacje wystawiane do klienta lub firmy przewozowej czy sygnalizowanie konieczności wymiany elementów obrabiarek – to tylko kilka rodzajów procesów, które obecnie są (w mniejszym lub większym stopniu) realizowane przez algorytmy AI, a w bliskiej przyszłości staną się swego rodzaju „nową normą” w najbardziej zaawansowanych firmach zajmujących się obróbką CNC.
To tylko kilka kierunków, które sygnalizują profesjonaliści zajmujący się obróbką CNC na świecie. Zmian związanych z AI i obróbką CNC jest sporo, a będzie – najprawdopodobniej – znacznie więcej, między innymi dzięki dostępnej mocy obliczeniowej oraz ogromnym wzrostem zainteresowania tymi procesami.
Nawet patrząc w przyszłość tej technologii warto pamiętać, że obróbka sterowana numerycznie od zawsze rozwijała się w oparciu o jakieś formy automatyzacji i AI, a to co obecnie dzieje się w tym segmencie rynku jest bardziej kolejnym etapem ewolucji niż rewolucją.
Jedno zlecenie, wiele korzyści - tak się współpracuje z RADMOT
W RADMOT oferujemy usługi frezowania CNC, usługi toczenia CNC, jak i wiele usług dodatkowych, w tym mycie, anodowanie aluminium, znakowanie laserowe oraz montaż. Mamy do Twojej dyspozycji ponad 80 nowoczesnych maszyn w naszym parku maszynowym, wszystkie od renomowanych producentów. Pobierz prezentację i sprawdź na jakich obrabiarkach produkujemy części.
Skontaktuj się z nami i powiedz, czego potrzebujesz. Usługi CNC świadczymy od niemal 40 lat. Nasza wycena jest zupełnie darmowa. A jeśli będziesz mieć wątpliwości, jaka technologia sprawdzi się u Ciebie najlepiej, nasza fachowa wiedza jest na Twoje usługi.
