VAVRÍK, M. Návrh a implementace řídícího programu pro CNC obráběcí stroj prostřednictvím B&R Automation [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.
Předložená diplomová práce se zabývá tématem Návrh a implementace řídícího programu pro CNC obráběcí stroj prostřednictvím B&R Automation. Student Michal Vavrík měl za úkol provést rešerši v oblasti obráběcích strojů se zaměřením na frézky, G-kód, Průmyslu 4.0 a podrobně zpracovat informace o firmě B&R Automation a její řídících prostředcích. Teoretická část práce se dále zaměřovala na konkrétní typ obráběcího stroje od firmy Optimum. Praktická část práce se v první fázi zaměřuje na robotizaci frézky, součástí které je jak návrh a realizace mechanické části, tak návrh jednotlivých kompoment pro řízení, elektrické zapojení a systémová integrace jednotlivých zařízení. Další část praktické realizace se zaměřuje na návrh a implementaci řídícího programu pro ovládaní robotizované CNC Frézky. Ovládání obsahuje vlastní řízení motorů (lineární/kruhová interpolace), dekódování a zpracování informací G-kódu, výpočet vůle jednotlivých os, automatické referování, práci se soubory a řešení chybových stavů. Praktická část práce také obsahuje dva oddělené typy vizualizace mappView, které běží ve webovém rozhraní, a v neposlední řadě digitální dvojče celého zařízení, které komunikuje s řídícím systémem pomocí protokolu OPC UA. Závěrečná část práce se zaměruje na výsledné testování implementované do reálného typu obráběcího stroje. Student splnil všechny části diplomové práce bez výhrad. Student z vlastní iniciativy rozšířil své zadání o vytvoření digitálního dvojčete celého zařízení, a také o vytvoření druhé vizualizace pomocí technologie mappView. Student pracoval na práci samostatně. Všechny postupy konzultoval s vedoucím práce. Při tvoření praktické části chválím studentovu nezávislost a schopnost v reálném čase přicházet s novými nápady na vylepšení. Chválím studentovu aktivitu při tvorbě diplomové práce, která obnášela nadstandartní objem času a úsilí v laboratoři i mimo ni. Rovněž chválím studentovu programátorskou zručnost a schopnost psát algoritmus přehledně a srozumitelně. Student v rámci sebarealizace a navýšení úrovně záverečné práce absolvoval několik různých školení ve firmě B+R Automatizace, se sídlem v Brně. Taktéž vyzdvihuji komplexnost řešení i její praktický potenciál. Písemná část práce, stejně jako praktická je na vysoké úrovni a nad rámec přesahuje kritéria pro tvorbu diplomové práce. Předloženou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou A / výborně.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | A |
Předložená diplomová práce je věnována robotizaci konvenční vrtací frézky a jejímu přerodu v plně funkční CNC frézku. Úvodní kapitoly jsou uceleným úvodem do problematiky obrábění, automatizace (ve smyslu průmyslu 4.0) a souvisejících technologií. Následují kapitoly popisující samotnou realizaci, kde student řešil celou řadu úkolů od konstrukčních úprav přes programování až po tvorbu vizualizací. Práce je vhodně strukturovaná a graficky upravená, členěna do deseti kapitol, psaná srozumitelně a velmi čtivě. V rámci realizace student úspěšně vyřešil velké množství dílčích úkolů, z nichž ty nejdůležitější si dovolím vyjmenovat: návrh a konstrukce úchytů a krytů motorů; návrh a zapojení přídavné elektroniky; výběr pohonů včetně řadičů a jejich konfigurace; výběr vhodných automatizačních a komunikačních prvků; řízení pohonů včetně kompenzace vůlí v převodech; automatická kalibrace; vytvoření dekodéru a interpretu programů v jazyce G-code a následné řízení os včetně interpolací pohybů a kompenzací rozměru nástroje; vytvoření HMI a dokonce vytvoření digitálního dvojčete mechanického systému (jakožto nepovinný úkol). Nutno též vyzdvihnout studentovy mimořádné programátorské kvality odpovídající zkušenostem kvalitního aplikačního technika. Řídicí software je naprogramován v jazyce strukturovaného textu dle normy IEC 61131-3. Více než 5000 řádků dobře upraveného a okomentovaného kódu (viz elektronická příloha) je členěno do ucelených a navzájem komunikujících programových modulů, které jsou vhodně rozřazeny do cyklických tříd pro efektivní využití procesorového času. Nechybí ani ošetření chybových stavů nebo komunikace s vizualizací, která tvoří další programový celek. CNC frézka je plně funkční, což je doloženo fotografiemi vytvořených testovacích obrobků a rovněž videozáznamem procesu obrábění. Velmi pozitivně hodnotím přínos pro Ústavu automatizace a informatiky, jelikož CNC frézka může posloužit nejen pro výrobu obrobků, ale též pro prezentaci ústavu či k pozdější integraci na automatizované robotické pracoviště. Student zcela jednoznačně prokázal své vynikající schopnosti pracovat na inženýrských úkolech. Z pozice oponenta hodnotím práci jako vysoce nadstandardní, vynikající a hodnou patřičného ocenění.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A |
eVSKP id 124830