¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

8 апрел€ 2014

ћеханообработка в мире SolidWorks

ћихаил ћалов

ћихаил ћалов

јвтор — заместитель технического директора SolidWorks Russia.

¬ этой статье речь пойдЄт о работе модул€ CAMWorks, предназначенного дл€ получени€ на основе трЄхмерной модели готовых программ дл€ изготовлени€ деталей и оснастки на фрезерных, токарных, токарно-фрезерных и вырезных электроэрозионных станках. ќснова Ц собственно модель, созданна€ в SolidWorks или полученна€ из какой-то другой —јѕ–, причЄм модели обоих типов дл€ CAMWorks равноценны: модуль работает с ними одинаково, игнориру€ дерево построени€ и обраща€сь непосредственно к геометрии детали. ≈щЄ один важный момент, делающий использование CAMWorks гибким и удобным Ц модуль одинаково успешно работает и с твердотельной, и с поверхностной, и даже с каркасной геометрией, при любом соотношении объектов разных типов в одной модели SolidWorks.

ќбработка от ј до я

‘ункции программировани€ обработки разделены простым и логичным образом в соответствии с еЄ видом и сложностью: это фрезерна€ обработка от двух до п€ти одновременно управл€емых осей, токарна€ обработка (в чистом виде, без приводного инструмента), совмещающа€ в себе предыдущие возможности токарно-фрезерна€ обработка и, наконец, обработка эрозионна€. ¬ любом случае, в основе работы CAMWorks лежит выделение в модели обрабатываемой геометрии, назначение перечн€ операций (или переходов Ц жЄсткой терминологии здесь нет, пользуйтесь удобной вам), настройка их параметров, расчЄт траекторий инструмента, добавление сервисных операций, проверка программы и постпроцессирование.

 ак и все составные части мира SolidWorks, модуль CAMWorks стараетс€ максимально автоматизировать выполнение своей работы, и его автоматы начинают работать с первого же шага. ѕервым в работу вступает модуль анализа геометрии, пытающийс€ выделить в детали пригодные дл€ обработки элементы Ц CAMWorks с момента своего по€влени€ использует весьма попул€рный ныне подход поэлементной обработки, или (дл€ любителей англицизмов) feature-based machining. –азумеетс€, результат анализа геометрии детали зависит от назначенного вида обработки. ƒл€ фрезеруемых деталей будут найдены все призматические элементы Ц отверсти€, карманы, пазы, плоскости, выступы, причЄм в расчЄт принимаютс€ не только Ђпр€моугольные вырезы с плоским дномї, но и элементы с уклонами на стенках, а также с фасками и скруглени€ми на дне и верхней кромке элемента. Ќапомню, всЄ это выдел€етс€ пр€мо из геометрии модели, вне зависимости от способа еЄ получени€, от состава и даже наличи€ дерева конструировани€. ƒл€ деталей токарных найдены будут торцы, наружные и внутренние контуры, канавки всех сортов. ѕричЄм, в зависимости от назначенных станка и заготовки, CAMWorks может автоматически разделить их на выполн€емые в одном и другом шпиндел€х. ƒл€ токарно-фрезерной обработки, как и следует ожидать, будут найдены элементы обоих типов. Ќаконец, дл€ обработки эрозионной CAMWorks найдЄт все вырезы и выделит наружный контур детали. ¬ любом случае CAMWorks автоматически создаст системы координат дл€ определени€ минимального числа направлений обработки Ц минимального числа установов детали.

 аждому выделенному элементу будет сразу назначена кака€-то стратеги€ обработки, и вз€та она не Ђс потолкаї, а выбрана в соответствии с вашими персональными настройками технологической базы знаний. Ёти стратегии включают в себ€ наборы операций обработки, правила выбора инструмента дл€ каждой операции, все еЄ параметры. —тратегий можно создать столько, сколько нужно, причЄм дл€ элемента одного типа Ц скажем, пр€моугольного кармана с фасками сверху и уклонами по стенкам Ц можно создать сразу несколько настроек дл€ стратегии с одним именем Ц скажем, можно задать разные правила подбора инструмента в зависимости от габаритов этого кармана. ѕри назначении элементу стратегии обработки CAMWorks сам найдЄт подход€щий вариант такой стратегии, чем избавит пользовател€ от необходимости настраивать все параметры каждой операции. Ќа первых трЄх рисунках представлен результат как раз такой работы Ђполного автоматаї: CAMWorks сам распознал все элементы геометрии данной плиты пресс-формы, назначил им стратегии обработки по умолчанию и создал все траектории обработки, не требующие ручной доводки.

SW CAMWorks 11 SW CAMWorks 12 SW CAMWorks 13

“ри шага от распознавани€ геометрии до идеального результата обработки

–азумеетс€, всегда могут возникать Ђнештатныеї ситуации, требующие ручного вмешательства в процесс выбора оптимальной в данном конкретном случае стратегии. –азумеетс€, всЄ, что задал по умолчанию автомат, всегда можно изменить Ц выбрать другую стратегию обработки, добавить дополнительные операции, настроить их по месту.  роме того, подобной классификации подвержены только призматические элементы геометрии да тела вращени€. „то же делать с поверхност€ми произвольной формы? “о же самое, только определить обрабатываемые области придЄтс€ вручную. ƒелаетс€ это элементарно: выберите в графике нужные грани, или, чтобы меньше думать об осмысленном выборе, прикажите CAMWorks обрабатывать всЄ подр€д, ограничив при необходимости область обработки эскизами. ѕри этом CAMWorks сам разберЄтс€, что можно или нельз€ обработать с данного направлени€ и никогда не будет Ђныр€тьї внутрь детали к еЄ нижним гран€м сквозь верхние, то есть зарезов такого рода можно не опасатьс€ в принципе.

Ќастройка параметров операций в CAMWorks отличаетс€ непревзойдЄнной гибкостью, будь то при работе с базой знаний или с конкретной деталью. ¬о-первых, предлагаютс€ все изобретЄнные к насто€щему времени виды операций: черновое фрезерование растром и послойное, высверливание материала; высокоскоростные стратегии обработки; контурна€ обработка в двух ос€х; обработка поверхностей растром, послойно, с посто€нным гребешком, подчистка автоматически найденных острых углов, сглаживание между выбранными кривыми; масса вариантов настройки п€тиосевой обработки; есть даже функции преобразовани€ трЄхосевых траекторий в п€тиосевые с автоматическим определением и устранением конфликтов инструмента и оправки с деталью. ¬ы можете изменить любые параметры Ц шаг обработки, подходы и отходы, способы и место врезани€ в материал, точность обработки и припуска, использование коррекции (и не только при контурной обработке, но и трЄхмерной коррекции при обработке в п€ти ос€х). ƒл€ обработки отверстий используютс€ станочные циклы.

SW CAMWorks 14

ѕара примеров 3-осевой обработки: растром и с посто€нным гребешком

¬се операции, от двух до п€ти осей, поддерживают и автоматический подбор материала за предыдущими операци€ми, а также учитывают реальную геометрию заготовки: CAMWorks не будет Ђфрезеровать воздухї и создаст движени€ резани€ только там, где к насто€щему времени ещЄ осталс€ материал.

“окарные операции также полностью настраиваютс€ в соответствии с требовани€ми обработки и привычками программиста. ¬ы можете использовать станочные циклы чернового точени€, управл€ть последовательностью подвода и отвода инструмента по ос€м станка в соответствии с расположением на детали обрабатываемой зоны, ограничивать зоны обработки по длине дл€ использовани€ люнетов при необходимости и так далее. ѕоддерживаетс€ в CAMWorks и точение резьбы, наружной и внутренней, пр€мой и конической, стандартного или произвольного профил€. — автоматическим учЄтом остатков материала здесь ещЄ проще: по умолчанию CAMWorks всегда их учитывает.

ѕри программировании эрозионной обработки CAMWorks умеет автоматически создавать перемычки между деталью и окружающей еЄ заготовкой, причЄм может как полностью обрезать их после перезакреплени€ детали, так и оставл€ть микроперемычки, разрушаемые ударом при отделении детали от остатков материала.

ј что делать, если есть необходимость обработки нескольких деталей в сборе или требуетс€ смоделировать полную обстановку на столе станка и учесть при расчЄте траекторий всю оснастку, CAMWorks способен работать и со сборками SolidWorks. ѕользователю нужно, разумеетс€, указать, что же в этой сборке нужно получить, что €вл€етс€ оснасткой Ц и эту оснастку CAMWorks будет обходить автоматически, можно также указать, что така€-то деталь сборки €вл€етс€ заготовкой Ц и CAMWorks учтЄт еЄ реальную геометрию.

SW CAMWorks 15

ћоделирование оснастки при обработке сборки

Ќесколько слов об упом€нутой вскользь технологической базе знаний CAMWorks. ќна хранит не только ваши настройки стратегий и правил обработки ваших деталей, но €вл€етс€ также базой инструмента и калькул€тором режимов резани€. ¬есь ваш инструмент может (скорее даже должен) быть отражЄн в данной базе. » делаетс€ это элементарно: достаточно ввести в таблицу параметры инструмента в соответствии с его типом. ≈сли у вас уже есть кака€-то база инструмента в электронном виде, можно зан€тьс€ еЄ автоматической передачей в CAMWorks: база CAMWorks может быть развЄрнута в виде базы Access или MS SQL Server, так что все возможности этих —”Ѕƒ в части обмена данными в вашем полном распор€жении. — системой поставл€етс€ и обширна€ библиотека режимов резани€, содержаща€ настройки дл€ нескольких сот материалов деталей в сочетании с самыми распространЄнными материалами инструмента, учитывающа€ вид обработки и внос€ща€ поправки на размер инструмента. “акже данна€ база CAMWorks хранит и данные ваших станков, что позвол€ет избавитьс€ от р€да ошибок Ц например, при попытке задать режимы резани€, недостижимые на данном станке, CAMWorks предупредит вас о такой непри€тности и автоматически скорректирует эти режимы.

≈щЄ одна важна€ особенность базы знаний CAMWorks Ц она едина€ дл€ всей команды программистов и может использоватьс€ в сетевом режиме. Ёто не только экономит врем€ настройки нескольких рабочих мест, но и неоценимо в ситуации, когда на предпри€тии по€вл€ютс€ новые, необстрел€нные кадры: они могут быть введены Ђв бойї сразу, без долгого обучени€ правилам выбора оптимальных способов обработки.

ѕолезные дополнени€

ƒвижение инструмента по заготовке Ц это часто не вс€ работа станка. —танки токарной группы, например, часто имеют два шпиндел€ и требуют управлени€ ими. » CAMWorks даЄт пользователю возможность простой и нагл€дной настройки таких операций. ¬ы можете набрать полный комплект необходимых элементарных действий, таких как перемещени€ шпинделей в заданные точки (быстрые и с заданной подачей), паузы, разжим и зажим кулачков патронов, синхронизаци€ частоты вращени€ или останов шпинделей. “иповые последовательности действий можно сохранить под удобным именем и использовать многократно. ¬се перемещени€ шпинделей отображаютс€ в графике, так что ошибитьс€ будет сложно. “аким образом можно настроить передачу деталей между шпиндел€ми, обработку длинномерных деталей с зажимом в двух шпиндел€х сразу и так далее.
SW CAMWorks 21

Ќастройка шпиндельной операции

”правление менее стандартизованными механизмами станков Ц например, ловител€ми деталей, механизмами смены паллет, измерительными системами всех сортов Ц также поддерживаетс€ на этапе разработки программы. ѕоскольку такие механизмы свойственны конкретному станку, их поддержка и управление ими прив€зываетс€ к конкретному постпроцессору. ѕользователь может добавить такие операции в нужной части программы и задать все их параметры. ¬ текст создаваемой программы будут выведены соответствующие коды.

≈сли вы используете высокопроизводительное оборудование вроде токарных автоматов, работающих одновременно двум€ инструментами по одной или двум детал€м (зажатым в разных шпиндел€х, разумеетс€), то и такие задачи CAMWorks решает элегантно и просто. ћенеджер синхронизации позволит синхронизировать использование разных инструментов в пространстве и времени. ¬се операции будут представлены в виде двух параллельных списков, и пользователь может расставить метки синхронизации, обеспечив бесконфликтную работу станка. ѕри этом CAMWorks отслеживает возможные ошибки такой синхронизации и оповещает пользовател€ о них. “ак, например, он обнаружит попытки одновременного точени€ и фрезеровани€ одной детали разными суппортами, попытки вращать шпиндель сразу в двух направлени€х или с разной частотой вращени€ и так далее. ѕомимо двух синхронизированных списков, работу таких станков можно представить и в виде временной диаграммы, показывающей баланс загрузки каналов управлени€ станка и помогающей оптимизировать врем€ обработки детали.

SW CAMWorks 22

ћенеджер синхронизации каналов управлени€ в двух представлени€х

≈щЄ одна отличительна€ особенность CAMWorks Ц возможность настройки и хранени€ в едином файле нескольких вариантов обработки детали. Ёто может потребоватьс€ в двух ситуаци€х: мы имеем несколько исполнений (или конфигураций в привычных терминах SolidWorks) одной модели, или деталь будет обрабатыватьс€ на нескольких станках Ц последовательно, или нам просто необходимо создать несколько вариантов обработки. CAMWorks создаст нужные конфигурации обработки даже если они предусматривают разные виды обработки. Ќапример, одна конфигураци€ будет включать токарную обработку, втора€ Ц фрезерную или эрозионную, и так далее. ѕричЄм результат обработки одной конфигурации можно сохранить в виде трЄхмерной геометрии и использовать еЄ как заготовку дл€ другой конфигурации обработки этой же модели. ѕовторюсь, всЄ это хранитс€ в одной модели, без порождени€ кучи дополнительных файлов, которыми надо было бы ещЄ и как-то управл€ть. ¬ случае же, когда мы имеем несколько конструкторских исполнений одной модели и хотим повторить одну и ту же последовательность обработки дл€ каждого из них, в CAMWorks нам не придЄтс€ даже копировать что-то из одной конфигурации в другую. ѕросто говорим, что конфигурации обработки надо св€зать с конструкторскими исполнени€ми детали, и CAMWorks сам скопирует всю обработку из одной конфигурации в другую, адаптирует обрабатываемые элементы под размеры данного исполнени€ детали и пересчитает все траектории.
SW CAMWorks 23

ƒеталь отфрезерована, результат стал заготовкой дл€ эрозионной обработки

¬ерификаци€ программы

 расота траекторий на экране Ц это ещЄ не окончательный результат. ѕрограмма должна отработать на станке, и всегда полезно заранее убедитьс€ в еЄ работоспособности. «десь CAMWorks предлагает несколько инструментов анализа результатов виртуальной обработки.

ѕервый из них Ц инструмент пошагового прогона всей траектории с возможностью ручного вмешательства в неЄ. ¬ процессе такой визуализации CAMWorks отображает собственно траекторию инструмента Ц причЄм не всю сразу, ибо реальна€ трЄхосева€ траектори€ загромоздила бы экран и сориентироватьс€ в ней было бы невозможно, CAMWorks покажет лишь настраиваемой длины фрагмент этой траектории. ѕо желанию можно показать и векторы ориентации оси инструмента Ц это полезно при анализе многокоординатной обработки. ƒл€ каждого кадра вы увидите режимы резани€ и даже сможете изменить их, а также можете добавить дополнительные ускоренные или рабочие перемещени€ инструмента. Ќо это, скорее, дл€ любителей утончЄнной экзотики. ќбычно же требуетс€ проследить весь процесс удалени€ материала, найти потенциальные конфликты обработки и оценить полноту обработки. –азумеетс€, така€ функци€ есть.

SW CAMWorks 31 SW CAMWorks 32

»митаци€ работы фрезы при п€тиосевой обработке

«десь можно просмотреть весь процесс обработки или только выполнение выбранных операций. ѕри столкновении нерабочей части инструмента или оправки с материалом или оснасткой (если вы работаете со сборкой, вс€ оснастка будет отображатьс€ и в режиме имитации обработки) CAMWorks выдаст осмысленное оповещение о месте возникновени€ и сути проблемы. ƒл€ большей нагл€дности можно указать дл€ каждой операции свой цвет отображени€ Ц так будет проще оценить вклад каждой операции в конечный результат и область еЄ вли€ни€. ћодель можно рассмотреть в разрезе, можно выделить часть модели дл€ детального анализа с повышенным разрешением. Ќаконец, любители фотореалистики могут назначить дл€ инструмента, детали, оснастки различные материалы, характеризующиес€ реалистичным металлическим блеском.
SW CAMWorks 33 SW CAMWorks 34

≈щЄ примеры верификации обработки: токарно-фрезерный станок с противошпинделем и работа со сборкой и фотореалистикой

Ќаконец, по окончании визуализации обработки CAMWorks покажет разными цветами обработанные, недоработанные или зарезанные (если вам удалось этого добитьс€) области детали. ћен€йте при необходимости параметры отдельных операций и повтор€йте проверку до достижени€ идеального результата.

ѕри Ђстандартнойї обработке Ц до трЄх фрезерных осей, простые стокарные или токарно-фрезерные станки Ц описанной верификации будет более чем достаточно. ќднако, при обработке сложной геометрии в п€ти ос€х, при достаточно сложной обстановке на столе станка и тем более при работе с двушпиндельными и двусуппортными токарными автоматами желательно увидеть в работе весь станок. Ёто позволит отследить потенциальные столкновени€ друг с другом всех его подвижных частей, а не только собственно инструмента и то лишь в рабочей зоне. Ёту задачу решает суб-модуль верификации управл€ющих программ с имитацией работы станка. »сходными данными дл€ него могут быть программы, выведенные из CAMWorks в формате APT CL-data или в кодах конкретного станка (а также программы, полученные из любых других источников). –абота по программе в кодах станка, разумеетс€, предпочтительна, ибо даЄт наиболее полную и точную картину происход€щего. ќсобенно хочетс€ отметить простоту реализации этой работы дл€ пользовател€. «апуск верификации программы на виртуальном станке производитс€ буквально одной кнопкой, без свойственной большинству подобных систем трудоЄмкой настройки списка инструмента, наладки станка, управлени€ характерными точками обработки и так далее. ¬сю эту рутину CAMWorks выполн€ет автоматически. ¬ процессе верификации программы вы будете видеть текст программы (или тексты программ Ц дл€ станков с многоканальным управлением) с раскрытием содержани€ станочных подпрограмм и циклов или без него, можете вносить в тексты программ коррективы и сразу видеть результаты такой правки, будете получать оповещени€ обо всех возникающих конфликтах и так далее. –азумеетс€, и здесь по окончании проверки программы вы увидите сравнение результата обработки с целевой моделью. “аким образом, можно отладить до звона готовый текст программы.

SW CAMWorks 35

»митаци€ обработки на токарном автомате с двухканальным управлением

ѕри любом способе проверки программы обработки CAMWorks рассчитает и покажет врем€ обработки, причЄм при использовании функции имитации работы станка корректно учтЄт врем€ выполнени€ всех вспомогательных операций, вклад работы сервисных механизмов станка, реальное врем€ служебных холостых перемещений инструмента (например, при его смене).

—в€зь с внешним миром

Ћюба€ CAM-система хороша лишь настолько, насколько хорошо настроены под потребности конкретного оборудовани€ постпроцессоры. ћодуль постпроцессировани€ CAMWorks позвол€ет настроить вывод под любые управл€ющие стойки, существующие в нынешнем производстве. Ёто не только распространЄнные западные системы типа Fanuc, Siemens, Heidenhain и так далее, но и казалось бы отжившие своЄ, но на самом деле ещЄ копт€щие местами небо советские монстры типа Ќ33, 2—-42, Ќ÷-31. ѕричЄм средства настройки постпроцессоров всегда вход€т во все комплектации CAMWorks, так что желающим попробовать свои силы в этой области достаточно пройти соответствующее обучение. ¬ комплекте поставл€ютс€ и дес€тки шаблонов дл€ Ђстандартныхї стоек Ц дл€ наиболее распространЄнных в мире их вариантов.

≈щЄ один немаловажный момент Ц управление всеми порождаемыми данными. ѕо умолчанию CAMWorks не создаЄт никаких дополнительных файлов с какими-либо настройками или данными обработки, так что работа€ с файлом модели SolidWorks вы автоматически работаете и со всеми еЄ технологическими атрибутами, с траектори€ми инструмента и так далее. Ќо, если правила работы вашего предпри€ти€ это требуют, технологические данные могут быть отделены от геометрии моделей и вынесены в свои специальные файлы. –азумеетс€, и эти файлы можно ставить на учЄт и запускать на согласование в SolidWorks Enterpise PDM.

≈щЄ один аспект взаимодействи€ с окружающим программиста миром Ц возможность передачи всей обработки в формате eDrawings. “аким образом, созданные траектории обработки со всеми параметрами операций можно показать коллеге или начальнику, не имеющему CAMWorks на своЄм рабочем месте.

Ќаконец, напомним ещЄ раз про возможность коллективной работы с технологической базой данных. ѕри расширении предпри€ти€ на новые производственные площадки еЄ можно передавать вновь создаваемым отделам программировани€ станков дл€ ускорени€ ввода этих новых участков в эксплуатацию и распространени€ имеющегос€ опыта и проверенных технологий обработки деталей предпри€ти€.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ѕромышленный интернет пива, или судьба инноваций
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

 ак в √  ЂЌефтегазинжинирингї системно используетс€ —”»ƒ ЂЌ≈ќ—»Ќ“≈«ї, [...] — »рина —идорова, ƒенис ћариненков, ѕетр –ассоленко (15 но€бр€ 2021)
isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2021 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.