MTS

Robert Dubas, Wykorzystanie systemu MTS w edukacji mechatronicznej

O firmie

Firma MTS (skrót od pełnej nazwy: Mathematisch Technische Software-Entwicklung) jest spółką, która od 1980 roku zajmuje się tworzeniem systemów do uczenia się programowania i do programowania obrabiarek sterowanych numerycznie. Są to matematyczne systemy techniczne pozwalające na uczenie się programowania w większości języków sterowań maszyn dostępnych na rynku.

Założycielem firmy jest jej obecny właściciel – dr Hans-Joachim Pfeiffer, matematyk. Firma specjalizuje się w tworzeniu systemów CAD/CAM oraz CNC.

Głównymi celami działalności przedsiębiorstwa jest ciągłe udoskonalanie systemów dydaktycznych w formie pakietów oprogramowania, a z drugiej strony tworzenie oprogramowania na zlecenie wiodących producentów sterowań obrabiarek numerycznych.

Częścią działalności firmy są szkolenia w zakresie zastosowania i wykorzystania systemów do uczenia się programowania i do programowania obrabiarek sterowanych numerycznie, a także doradztwo techniczne.

Oprócz samego systemu MTS oferuje także dostosowanie swojego oprogramowania do obsługi i programowania obrabiarek będących już w posiadaniu użytkowników bez względu na ich producenta. Przy zastosowaniu systemu MTS można bowiem zintegrować w logiczną całość dowolną pracownię obrabiarek. System pozwala na programowanie dowolnej maszyny  poprzez tworzenie programu NC w neutralnych kodach ISO MTS i przetwarzanie ich za pomocą postprocesora na dowolnie wybrane sterowanie obrabiarki lub też pisanie w środowisku MTS programu bezpośrednio w wybranym języku maszyny przy wykorzystaniu tak zwanych kluczy programowych poszczególnych sterowań, czyli po prostu w języku sterowania danej maszyny.

Dzięki temu można dowolną pracownię obrabiarek unowocześnić poprzez zintegrowanie jej z systemem MTS.

Model frezarki 5 osiowej z systemem mocowania TopFIX

O systemie

System MTS pozwala na uczenie się programowania i programowanie:

• Tokarek sterowanych numerycznie. Począwszy od tokarek programowanych w dwóch osiach aż do tokarskich centrów obróbkowych programowanych w pięciu osiach z zastosowaniem napędzanych narzędzi obrotowych frezarskich i wrzeciona przechwytującego.
• Frezarek sterowanych numerycznie. Począwszy od frezarek programowanych w trzech osiach, aż po pięcioosiowe pionowe centra obróbkowe z obrotowym i wychylnym stołem.

Model frezarki z uchwytem tokarskim

Ponadto MTS umożliwia tworzenie dokumentacji rysunkowej w formie elektronicznej i przetwarzanie rysunków na kody NC do sterowania obrabiarkami.

Użytkownik przystępujący do pracy ma możliwość wyboru na jakiej maszynie chce uczyć się programowania i z jakim sterowaniem.

Podstawowe cechy systemu MTS to:

• Możliwość uczenia się programowania dowolnej tokarki lub frezarki sterowanej numerycznie w dowolnym języku sterowania.
• Możliwość zastosowania postprocesorów wszystkich powszechnie stosowanych sterowań obrabiarek umożliwiających automatyczne przetwarzanie programów pisanych w neutralnych kodach NC MTS na kody tych sterowań maszynowych oraz możliwość bezpośredniego programowania w dowolnym, wybranym przez użytkownika języku programowania (bezpośrednio, bez konieczności przetwarzania postprocesorem).
• Możliwość zapisu kształtu 3D wykonanego na tokarce lub frezarce detalu oraz wykorzystanie tego kształtu do dalszej obróbki na innej obrabiarce.
• Posiadanie rozbudowanych bibliotek wszystkich elementów przestrzeni obrabiarek (narzędzi, uchwytów itd.).
• Możliwość programowania dialogowego z wykorzystaniem opracowanych dydaktycznie masek dialogowych, gdzie użytkownik na podstawie nowoczesnej grafiki i opisu, ma możliwość wpisywania wartości adresów opisujących funkcje, instrukcje i cykle obróbkowe

Maska dialogowa cyklu wiercenia

• Otwartość MTS. Ta cecha pozwala użytkownikowi na samodzielne wprowadzanie do systemu własnych narzędzi, uchwytów i innych elementów przestrzeni obrabiarki.

• Możliwość programowania dialogowego w trybie interaktywnym pozwalające na wpisywanie do systemu jednego bloku NC i obserwację reakcji modelu maszyny na dany wpis. Akceptacja bloku i wprowadzanie kolejnego lub korekta, o ile pojawia się błędy matematyczne, geometryczne lub kolizja.
• Możliwość doboru właściwego kształtu i przestrzeni obrabiarki, na której uczy się programowania.
• Możliwość programowania ciągu konturowego metodą geometryczną.
• Nadzór kolizji.
• Możliwość kontroli detalu na dowolnym etapie programowania (wymiarowanie, przekroje, chropowatość i inne).
• Do systemu MTS dołączone są podręczniki wydawnictwa REA (trzy tomy) dopuszczone do użytku szkolnego przez MEN oraz materiały dydaktyczne i techniczne opracowane przez inżynierów programistów.

Tokarskie centrum obróbkowe z obrotowymi narzędziami

System MTS jest systemem kompletnym umożliwiającym zaprogramowanie detalu począwszy od pomysłu i rysunku, poprzez program NC w dowolnym języku do transmisji programu na obrabiarkę i jego wykonanie.

Jest systemem bardzo łatwym w obsłudze, logicznym i intuicyjnym pozwalającym na przyswojeniu sobie czynności obsługowych, jakie wykonuje się na właściwej obrabiarce.

System umożliwia programowanie warsztatowe obróbki wielostronnej i obróbki kompletnej z wykorzystaniem modułów: TopMill (frezowanie)  i TopTurn (toczenie) dla wybranego sterowania CNC.

Specyficzne dla każdego sterowania CNC sposoby programowania, za pomocą których począwszy od rysunku warsztatowego tworzy się programy NC z zastosowaniem pomocy graficznej programowania dialogowego lub bezpośrednio w języku danego typu sterowa­nia CNC nazywa się programowaniem warsztatowym.

Moduł TopMill oraz TopTurn umożliwia programowanie frezarki w 2 ½ osiach na dowolnej płaszczyźnie obróbki łącznie z pięcioosiowymi frezarskimi centrami obróbkowymi (osie na frezarce: X, Y, Z oraz A, B, C), pięcioosiowymi tokarskimi centrami obróbkowymi (osie na tokarce: Z, X oraz C, Y, B i wrzeciono przechwytujące) zaś moduł TopTurn dodatkowo programowanie tokarki w dwóch osiach ze wszystkimi cyklami obróbczymi tokarskimi. Wykorzystując moduł MEKAMS systemu MTS można przejść z programowania jednokanałowego tokarskich centrów obróbczych do programowania wielokanałowego obrabiarki.

Język NC programowania warsztatowego modułów TopMill oraz TopTurn ustawić można na programowanie w każdym dialekcie NC ISO lub bezpośrednio w języku danego sterowania obrabiarki, przy czym dla każdego języka programowania dostępne są maski programowania dialogowego z graficznym opisem poszczególnych funkcji i cykli obróbkowych. Na stronie internetowej: www.mts-cnc.com pod Download znajduje się wersja demonstracyjna zawierająca wiele przykładów takich programów. System umożliwia też wczytywanie danych CAD (rysunki) i generowanie na ich podstawie kodów NC do obsługi obrabiarek.

Model tokarki z wrzecionem przechwytującym

W celu umożliwienia programowania w systemie MTS bezpośrednio kodami danego języka programowania wykorzystać można tak zwane klucze programowe poszczególnych sterowań CNC pozwalające na dialogowe programowanie z wykorzystaniem funkcji i cykli konkretnego, wybranego sterowania.

Precyzyjne dopasowanie kluczy programowych do szczegółów specyfiki sterowania konkretnej obrabiarki (np.: z uwzględnieniem indy­widualnego specyficznego sposobu wymiany narzędzia, czy przejmowania przedmiotu obrabianego przez wrzeciono przechwytujące) wymaga rozszerzenia klucza programowego. Rozszerzenia takie dostępne są dla każdego typu maszyny.

Innym walorem systemu MTS TopMill oraz TopTurn jest zintegrowana dynamiczna symulacja przestrzenna przestrzeni obrabiarki oraz obróbki materiału (MillTurnSim) w trakcie całego procesu programowania. Zapewnia nadzór nad kolizyjnością w przestrzeni obrabiarki, pozwala na obliczanie czasu obróbki z uwzględnieniem właściwych dla konkretnej maszyny wartości przyspieszeń osi, ograniczeń w wycofaniu narzędzia, maksymalnych prędkości i czasów wymiany narzędzia. Programujący ma cały czas do dyspozycji symulację 3D całej przestrzeni obrabiarki lub widok 2D wybranego fragmentu obrabianego detalu z możliwością obserwacji jego przekrojów i widoków.

Model frezarki pracującej w pięciu osiach

Do okien wybranych widoków i przekrojów można ponadto zastosować funkcje nawigacyjne (powiększanie / zoom, obracanie, przesuwanie itd.). Można eksponować wyłącznie przedmiot obrabiany, a także przekroje w przypadku np. obróbki konturu wewnętrznego. Można wyświetlać detal w kolorach uzależnionych od rodzaju narzędzia obrabiającego daną powierzchnię lub rodzaju materiału i zaznaczać krawędzie.

Model 3D obrabianego detalu

Przy wykorzystaniu funkcji dialogu przy­gotowawczego można bardzo sprawnie przygotować do pracy obrabiarkę poprzez dobór przygotówki, sposobu zamocowania i dobór narzędzi skrawających. Oprócz standardowych kształtów przy­gotówki jak: prostopadłościan, walec (pręt), rura, wielokąt, jako przygotówkę wybrać można wcześniej wykonany kształt zapisany w bibliotece kształtów przedmiotu obrabianego lub też zaimportować kształt w formacie STL z jednoczesnym określeniem głębokości zamocowania, położenia na stole etc. Standardowymi mocowaniami są imadła i uchwyty ze szczękami mocującymi różnych typów (stopniowe, pryzmatyczne, miękkie …).

W celu doboru narzędzi skorzystać można z biblioteki w module TopCAT, gdzie znajdują się standardowe typy narzędzi. Wraz z wyborem narzędzia system przejmuje automatycznie wartości korekcyjne temu narzędziu przypisane. Jeśli w bibliotece narzędzi nie ma takie­go, jakie użytkownik potrzebuje, można je samodzielnie zamodelować (można skorzystać też z gotowych elementów: uchwyty, oprawki, płytki, wiertła / frezy etc.). Samodzielnie zamodelowane narzędzia można wykorzystywać na tych samych prawach jak wcześniej istniejące.

Programowanie interaktywne łączy edytor NC z trybem automatycznym. Po zaprogramowaniu bloku NC lub cyklu obróbkowego na ekranie wykonana zostanie symulacja tego bloku w przestrzeni 3D. Programujący widząc jak zachowa się maszyna po zaprogramowanym bloku może zdecydować, czy ten blok przejąć, czy należy go skorygować. Dzięki temu zagwarantowana jest na bieżąco kontrola kolejnych bloków NC poprzez ich symulację, a dzięki temu wykrywanie np. kolizji, która jeśli się pojawi w przestrzeni obrabiarki, spowoduje natychmiastowy meldunek i zatrzymanie programu. Specjalny edytor NC wspiera manualne programowanie kodów NC. Już w trakcie programowania wykryć można i zobaczyć błędy w składni programu, czy wyjazd narzędzia poza dopuszczalny obszar przejazdu. Programowanie dialogowe umożliwia łatwe definiowanie poszczególnych kroków przy przygotowaniu obrabiarki. Użytkownik wypełnia tylko określone pola w zakładkach z opisem graficznym dotyczącym poszczególnych faz przygotowania maszyny. System weryfikuje jednocześnie, czy kombinacja parametrów wprowadzanych przez użytkownika jest właściwa, czy wprowadzane wartości są poprawne i czy nie ma konfliktu w przestrzeni obrabiarki.

O współpracy z placówkami kształcenia zawodowego

MTS obecny w Polsce od kilkunastu lat współpracuje z większością placówek kształcenia zawodowego na terenie całego kraju.

Jest na wyposażeniu pracowni dydaktycznych:

• Większości szkół zawodowych kształcących w kierunkach mechanicznych i mechatronicznych.
  • Większości centrów kształcenia ustawicznego i praktycznego.
  • Większości Państwowych Wyższych Szkół Zawodowych.
  • Większości uczelni technicznych: politechnik i uniwersytetów.
  • Placówek kształcenia zawodowego.
  • Przedsiębiorstw produkcyjnych i usługowych.

O współpracy z Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia praktycznego

W ramach projektu współfinansowanego z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Łódzkiego na lata 2007 – 2013 system MTS najnowszej generacji znalazł się na wyposażeniu pracowni obrabiarek sterowanych numerycznie w Łódzkim Centrum Doskonalenia Nauczycieli i Kształcenia Praktycznego w Łodzi. To pilotażowy projekt w ramach którego MTS pozwala na uczenie się programowania tokarek i tokarskich centrów obróbkowych programowanych w pięciu osiach oraz frezarek i frezarskich centrów obróbkowych programowanych w pięciu osiach.

Programy tworzone w systemie MTS służą do obsługi dwóch obrabiarek firmy Emco ze sterowaniem Sinumerik 840, Fanuc 21 oraz Heidenhain.

Model pionowego centrum frezarskiego

O naszych osiągnięciach

Oprogramowanie MTS trafiło między innymi do wszystkich ośrodków egzaminacyjnych dla zawodu operator obrabiarek skrawających w całym kraju, w tym ośrodków wyposażonych przez MEN w ramach projektu; „Wyposażenie CKU, CKP i wybranych szkół zawodowych w stanowiska do egzaminów zawodowych – zawód nr 15 – OPERATOR OBRABIAREK SKRAWAJĄCYCH”.

System wyróżniony został Certyfikatami: PARTNER PRZYJAZNY EDUKACJI, ORGANIZACJA INNOWACYJNA, a w latach: 2004, 2008 oraz 2010 zdobył światową nagrodę najlepszego systemu dydaktycznego WORLDDIDAC AWARD.

O nowościach

W bieżącym roku firma MTS wprowadziła na rynek swój najważniejszy system do uczenia się programowania i do programowania obrabiarek w najnowszej wersji 7(4), ale też poszerzyła ofertę standardową o następujące dodatkowe elementy:

1. System MTS CNC CAD/CAM:

CNC – Symulator toczenia i frezowania z obligatoryjnym modułem 3D. Toczenie w pięciu osiach z wrzecionem przechwytującym i obrotowymi narzędziami frezarskimi i frezowanie w pięciu osiach do obróbki wielostronnej z obrotowym i wychylnym stołem.

1. Moduł TopFix. Interaktywny modułowy system mocowania przedmiotu obrabianego na stole frezarskiego centrum obróbkowego.
2. Moduł NCTest. Moduł egzaminacyjny, pozwalający na samodzielne przygotowanie i realizację egzaminu sprawdzającego umiejętności programowania na bazie własnych lub obcych programów. Do realizacji na komputerze lub w formie wydruku papierowego (z dodatkowym bezpłatnym modułem NCPrint).