Hoвocmu
CAD/CAM/CAE
Разработка
Анализ литья
Оснастка
Производство
Сервис
Форум
| |
|
Современное механообрабатывающее
производство, как правило, предполагает наличие и эффективное использование
различного оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ). Это могут
быть самые разнообразные фрезерные, токарные, электроэрозионные как
проволочные, так и прошивочные станки, фрезерные и токарные обрабатывающие
центры, прессы для листовой штамповки, лазерное оборудование,
координатно-измерительные машины и т.п. Для эффективного использования всего
спектра оборудования необходима современная компьютерная система разработки
управляющих программ — система CAM (Computer Aided Manufacturing).
Решения, предлагаемые Pro/ENGINEER для
механообрабатывающего производства (продукты группы Pro/NC в Pro/ENGINEER),
позволяют вести эффективную разработку управляющих программ для всех
вышеперечисленных типов оборудования с ЧПУ.
Основные возможности
Общие возможности
 | автоматическое обновление управляющих
программ при внесении изменений в модель детали; |
| моделирование заготовки по модели
изготавливаемой детали; |
| открытые базы данных инструментов и
параметров обработки; |
| задание соотношений между параметрами
резания; |
| расчет времени выполнения технологических
операций; |
| расчет объема материала, удаляемого при
обработке; |
| цветотеневое представление процесса
резания с имитацией удаления материала; |
| проверка управляющей программы на
зарезание детали режущим инструментом; |
| вывод управляющих программ в формате АРТ;
|
| управление очередностью вывода управляющих
программ в выходной файл; |
| смещение, разворот, масштабирование,
размножение готовых управляющих программ; |
| использование готовых, стандартно
поставляемых постпроцессоров для наиболее известных систем ЧПУ.
|
Фрезерование
| задание элементов фиксации заготовки;
|
| задание или выбор из базы данных
необходимых типов фрез: цилиндрических, угловых, сферических,
цилиндрических с радиусом и т.п.; |
| ирокий диапазон выбора видов обработки:
|
| 2,5-осевая предварительная обработка:
послойное удаление материала при изготовлении детали из массива, доработка
необработанных зон инструментом меньшего размера; |
| чистовая обработка в заданном направлении;
|
| чистовая обработка по U-V координатам;
|
| чистовая обработка вдоль линий, заданных
пользователем; |
| торцевое, контурное фрезерование,
фрезерование карманов; |
| фрезерование по траектории, гравирование;
|
| сверление отверстий, нарезание резьбы;
|
| широкий диапазон выбора стратегии
обработки: обход препятствий, проход в одном или двух направлениях
(попутно-встречное фрезерование), различные варианты врезания инструмента
в материал и выхода из него: под углом, по радиусу, по спирали и т.д.;
|
| поддержка высокоскоростных методов
резания; |
| явное задание припусков; |
| управление чистотой обрабатываемой
поверхности заданием максимальной высоты "гребешка". |
Токарная обработка
| задание геометрии режущего инструмента или
выбор из базы данных; |
| выбор видов обработки: черновая, чистовая,
по заданной траектории, сверление отверстий, нарезание резьбы;
|
| выбор зоны обработки: наружная,
внутренняя, торцевая; |
| определение стратегии обработки углов;
|
| для 4-осевых станков: синхронизация двух
головок при обработке одной зоны. |
Проволочная электроэрозионная обработка
| для 2-координатных станков:
моделирование заготовки по геометрическим параметрам изготавливаемой
детали;
задание диаметра режущего проволочного электрода;
задание стратегии обхода наружных углов; |
| для 4-координатных станков:
использование различных форматов вывода управляющих программ: "точка и
угол" (XYZ/IJK) или "головка 1 - головка 2" (XY/UV). |
Остановимся на основных моментах, характеризующих
возможности этих решений.
Expert Machinist — новая идеология в механообработке
Expert Machinist — новое решение для механообработки в
составе Pro/ENGINEER, максимально приближенное к конечному пользователю, то
есть технологу-программисту станков с ЧПУ. Интерфейс Expert Machinist
оптимален как для быстрого освоения программы, так и для собственно
разработки управляющих программ.
Обычно при разработке технологического процесса и
управляющих программ для станков с ЧПУ выполняется ряд установившихся и
повторяющихся действий, таких, например, как выбор оборудования,
инструмента, назначение режимов резания и т.д. Конечным при разработке
управляющих программ является определение обрабатываемой геометрии и
стратегии ее обработки.
Любая деталь, предназначенная для механообработки, — это
всегда одна или несколько локальных зон для обработки. Формы зон могут
варьироваться, но в конечном счете их набор достаточно ограничен. В Expert
Machinist включено несколько таких типовых зон и за каждой из них закреплена
иконка с соответствующим изображением в меню. Например: Face — плоскость;
Slab — выступ; Pocket — карман; Profile — профиль; Hole Pattern — отверстие;
Free Form — свободная форма и т.д.
Стратегии обработки в Expert Machinist реализованы в виде
набора так называемых шаблонов (Templates). Создаются они с помощью
менеджера шаблонов (Template Manager).
Expert Machinist позволяет создавать шаблоны-стратегии и
для простейших стратегий обработки, и для комбинированных, включающих в
себя, например:
| предварительную обработку с припуском по дну и профилю;
|
| чистовые проходы по профилю и дну; |
| чистовые проходы с включением коррекции или без нее;
|
| с врезанием под углом, по спирали, по нормали,
тангенциально и т.д. |
Кроме того, в шаблоны-стратегии можно включать
математические зависимости (Relations) между параметрами обработки, например
установить ширину фрезерования на один проход не более половины диаметра
фрезы.
Созданные шаблоны-стратегии можно сохранить в базе данных
под любым именем. Таким образом, однажды созданная стратегия хранится в базе
данных и в любой момент может быть использована при обработке любой детали.
Типовой процесс создания управляющей программы в Expert
Machinist выглядит следующим образом:
| выбирается деталь для механообработки; |
| для нее автоматически создается заготовка; |
| в базе оборудования выбирается станок и определяется
система координат; |
| в базе выбирается режущий инструмент; |
| выбирается иконка с типовой геометрией (например,
Pocket) и указывается дно; |
| в базе стратегий выбирается необходимая геометрия,
которая отождествляется с выбранной. |
В соответствии с выбранной стратегией будет сгенерирована
управляющая программа для вашего станка. Причем управляющая программа будет
создана с учетом особенностей применяемой на вашем предприятии технологии, с
тем чтобы получить наилучшие результаты.
Пятиосевое фрезерование
Pro/ENGINEER поддерживает разработку управляющих программ
для фрезерного оборудования с количеством осей до 5.
Причем кинематические схемы 5-осевого оборудования могут
быть самыми различными. Поворотным может быть стол вокруг 3-линейных осей,
либо инструментальная головка, либо любая их комбинация.
Наличие широкого набора стратегий 5-осевой обработки
позволяет пользователю выбирать такие стратегии, которые оптимально подходят
для конкретной детали. Обработка может вестись торцовой, шаровой или боковой
поверхностью режущего инструмента. Для обеспечения оптимального режима
резания вы можете определять угол контакта шаровой поверхности фрезы с
обрабатываемой поверхностью. Существует несколько вариантов управления
ориентацией оси инструмента. Ориентация возможна вокруг определенной оси,
созданной пользователем, а также может управляться любой созданной
пространственной кривой.
Высокоскоростное фрезерование
В настоящее время все большую популярность завоевывает
оборудование, позволяющее вести высокоскоростную обработку. Для оптимального
использования преимуществ этого оборудования необходимо соответствующее
программное обеспечение, позволяющее в полной мере реализовать его
возможности.
Траектория управляющей программы для высокоскоростной
обработки должна соответствовать следующим условиям:
| постоянная загрузка режущего инструмента; |
| подход снаружи материала; |
| минимизация изменений направления движения инструмента;
|
| использование минимального радиуса, определенного
пользователем, для обхода углов; |
| вход-выход по дуге или спирали и т.д. |
Причем для черновой и чистовой обработки эти условия
различаются.
Pro/ENGINEER включает в себя поддержку высокоскоростной
обработки. Пользователь просто выбирает стратегию для такого метода
обработки из блока параметров. Остальное рассчитывает Pro/ENGINEER. Наличие
широкого выбора способов врезаний позволяет пользователю использовать
оптимальные из них, обеспечивающие получение обрабатываемой поверхности
высокого качества.
Необходимо также учесть, что при использовании только
линейной интерполяции получить хорошее качество обработки на таком
оборудовании практически невозможно. Поэтому подобное оборудование обычно
комплектуют системами ЧПУ, поддерживающими способы формирования траектории
обработки с использованием полиномов или сплайнов различных видов.
Такими возможностями обладают, например, следующие
системы:
| Bezier (Heidenhain); |
| NURBS (Fanuc); |
| Polynomial (Philips, Siemens); |
| B-Spline (Siemens, NUM, Mikron). |
Соответственно CAM-система должна также обладать
возможностями по формированию управляющей программы, поддерживающей
вышеназванные форматы. Такие возможности присущи Pro/ENGINEER. Ниже
представлены фрагменты управляющих программ, поддерживающих эти особенности
для различных систем ЧПУ.
Для Siemens 840D
N6G1X11.9195Y-.2367Z-5.25F1.
N7POLY PO[Y]=(.1723,.4208,-.0119)PO[Z]=(-3.222,-.0008,-.0536)
N8PO[Y]=(.9761,.2143,-.0117)PO[Z]=(-1.8997,-.09,-.0198)
N9PO[Y]=(2.8101,.403,-.0609)PO[Z]=(-.4939,-.3364,-.0467)
N10PO[Y]=(4.2958,.0978,-.0222)PO[Z]=(-.0612,-.2118,-.0061)
Для FANUC
N6G1X.125Y.125Z-.9526F150.
N7G5P10000
N8G6.2P4X.125Y.125Z-.9526K0.
N9X.39Z-1.0285K0.
N10X1.2507Z-1.0859K0.
N11X2.0944Z-.9152K0.
N12X2.6615Z-.7996K.3226
N13K1.
N14K1.
N15K1.
N16K1.
N17G5P0
N18G1X3.2207Y.125Z-.6843F150.
N19G5P10000
N20G6.2P4X3.2207Y.125Z-.6843K0.
N21X3.6411Z-.5984K0.
Оптимизация обработки
Во время обработки материала, особенно при черновой
обработке, режущий инструмент испытывает переменную нагрузку. Причем
нагрузки на инструмент могут меняться многократно. Соответственно,
происходит интенсивный износ как режущего инструмента, так и станка. Причина
этого — заложенная в управляющей программе обработки постоянная скорость
резания.
Оптимизация в Pro/ENGINEER реализована таким образом, что
в процессе обработки постоянно анализируется площадь контакта режущего
инструмента и обрабатываемого материала. На основе анализа объема снимаемого
материала и идет оптимизация скорости резания в конкретной точке обработки.
Кроме того, предусмотрена возможность оптимизации числа оборотов шпинделя
станка в зависимости от положения точки контакта режущего инструмента с
обрабатываемой поверхностью.
Вы можете оптимизировать как промежуточные CL-файлы, так и
уже созданные файлы управляющих программ для конкретного станка.
Визуализация процесса обработки
Процесс визуализации обработки в Pro/ENGINEER практически
не отличается от реального съема материала на станке.
Вы можете использовать несколько уровней реалистичности и
детализации. Например, можно отображать только режущий инструмент или деталь
и заготовку либо использовать для визуализации и контроля приспособления,
оправки любой формы и т.д. Есть также возможность конструирования вашего
станка и моделирования реальных перемещений компонентов, участвующих в
процессе обработки. В этом случае вы контролируете возможность столкновения
различных компонентов в процессе обработки детали по конкретной программе.
Вы можете контролировать не только промежуточные CL-файлы,
но и файлы управляющих программ для конкретного станка.
Некоторые расширенные функции обработки в Pro/ENGINEER
Auto Drilling — позволяет автоматически выбрать все
отверстия на обрабатываемой детали и создать их обработку по заложенному
вами алгоритму: центровать, сверлить, зенкеровать, нарезать резьбу.
Machinable Area — позволяет автоматически создать
поверхность для последующей доработки инструментом меньшего размера. В Pro/ENGINEER
существует возможность автоматической доработки оставшегося материала.
Преимущество этой функции — в возможности применения к обработке созданной
поверхности любой из стратегий обработки.
Sloped — автоматически разбивает выбранные
поверхности обработки на зоны для оптимальной обработки их разными
стратегиями. В результате вы получаете более качественную обработку и
тратите на это меньше времени.
Replace — позволяет автоматически перенести всю
обработку определенной детали на другую деталь, то есть для создания
обработки новой детали вам практически ничего не нужно делать.
|
|
