Металлообработка на станках с ЧПУ: как начать выпускать продукцию мирового уровня?

Металлообработка в XXI веке – вызовы и возможности

• спад потребления на внутреннем рынке, начавшийся в 2014 году;
• увеличение доли изношенных станков;
• отставание от развитых стран по доле станков с ЧПУ;
• низкий уровень оптимизации и автоматизации производственных и бизнес-процессов предприятий.

Ведущие предприятия отрасли направляют инвестиции в технологии – передовое оборудование и технологии обработки – и в системы управления производственными процессами (MES-системы).

За последние три года наиболее эффективными вложениями в промышленном секторе стали инвестиции в:

• многофункциональные обрабатывающие центры;
• пятиосевую/универсальную обработку, используемую на рынке высокоточной обработки;
• быстросменные инструмент/крепление;
• высокоскоростную механическую обработку (HSM);
• программное обеспечение (ПО) для создания, симуляции и проверки управляющих программ для станков с ЧПУ (далее – УП).

Высокоавтоматизированная САD-CAM-система для решения задач машиностроения

• обеспечить максимальную загрузку оборудования и сократить время на наладку;
• внедрить сбор информации о продуктах и процессах для контроля и управления инструментальной оснасткой и приспособлениями совместно с деталями изделия на основе шаблонов;
• внедрить симуляцию траектории обработки 3D-модели для симуляции кинематики станка и моделирования траектории движения инструмента;
• сократить время программирования, внедрить автоматизацию этапов создания УП для обработки стандартных элементов (таких, например, как отверстия);
• сократить время обработки, внедрить новые стратегии обработки.

Ключевая особенность цифровизации производственного процесса – возможность проектировать под требования рынка не только технические и функциональные характеристики продукта, но и процессы производства и эксплуатации. Для этого одновременно разрабатываются: физический продукт и его математическая (программная) модель (так называемый цифровой двойник, digital twin) для управления производством продукта и автоматического мониторинга.

В результате внедрения системы процесс разработки становится более гибким: инженеры-конструкторы совершенствуют изделия, специалисты оптимизируют управляющие процессы, технологи-программисты проверяют стратегии и выбирают оптимальный способ изготовления изделий.

Преимущества использования САD-CAM-системы

Драйверы повышения ценности по всей технологической цепочке:

1. Рост производительности и эффективности работы за счет:
   • шаблонов процессов и автоматизации;
   • повторного применения инструментов и технологий обработки;
   • прослеживаемости производственной цепочки «деталь > процесс > изготовление».
2. Увеличение использования активов за счет:
   • сокращения времени наладки;
   • использования многофункциональных обрабатывающих центров, симуляции в G-кодах, взаимодействия со стойкой ЧПУ.
3. Оптимизация операционных расходов за счет:
   • сокращения складских запасов через управление инструментами;
   • сокращения затрат на инструмент;
   • применения инструмента в САМ-системе, отслеживания времени жизни инструмента.
4. Автоматизация и гибкость производства за счет:
   • поддержки безлюдных производств;
   • использования систем анализа производственных данных.

Solid Edge + Solid Edge CAM Pro: CAD-CAM система от Siemens PLM Software

Далее я в общих чертах расскажу об особенностях и преимуществах CAM-системы. Solid Edge CAM Pro, основанный на NX CAM, входит вместе с Solid Edge® в одну линейку решений Siemens PLM Software. Программное решение предоставляет широкий спектр функциональных возможностей – от двухосевого фрезерования и высокоскоростной обработки до программирования многофункциональных станков и пятиосевого фрезерования.

Программисты станков с ЧПУ могут использовать Solid Edge CAM Pro, чтобы решать задачи с различными требованиями к обработке – фрезерование, сверление, токарная и электроэрозионная обработка.

С помощью синхронной технологии можно напрямую редактировать модели деталей и подготавливать их к созданию программ для станков с ЧПУ, включая обработку глухих отверстий и зазоров, смещенных поверхностей, а также изменять размеры элементов детали. Solid Edge CAM Pro использует концепцию мастер-модели с целью обеспечения сквозного проектирования и разработки программ для ЧПУ за счет привязки всех CAM-функций к единой модели, определяющей геометрию детали. В результате программист может начать разработку программы для станка с ЧПУ, не дожидаясь окончания работы конструктора. Полная ассоциативность обеспечивает последующее обновление операций управляющей программы для станка с ЧПУ при изменении геометрии модели.

Основные возможности Solid Edge CAM Pro

Работа с PMI – конструкторско-технологической информацией 3D-модели

Обработка на основе элементов (Feature-based machining)

Обработка на основе элементов – яркий пример автоматизации программирования, которая может привести к значительному сокращению времени на создание управляющей программы.

Постобработка и симуляция

Библиотека постпроцессора представляет собой интернет-ресурс, в котором содержится множество процессов, поддерживающих большое количество различных станков и инструментов. Также Solid Edge CAM Pro включает оптимизированный постпроцессор Sinumerik, который автоматически выбирает основные настройки контроллера в соответствии с данными операции технологического процесса.

Моделирование обработки на станке

Одним из основных преимуществ системы Solid Edge CAM Pro являются интегрированные функции имитационного моделирования и верификации обработки, которые позволяют специалистам выполнять проверку траектории движения инструмента в процессе программирования станков с ЧПУ. При этом доступен многоуровневый процесс проверки. Например, имитационное моделирование на основе G-кода показывает движение, управляемое выходными данными кода программы станка с ЧПУ на встроенном постпроцессоре NX. 3D-модель станка вместе с деталью, приспособлениями и инструментом перемещается в соответствии с движениями инструмента на основе G-кода.

Пятиосевая обработка

Высокоскоростная обработка (High speed machining-HSM)

Прикладное программирование. Фрезерование турбокомпонентов

Цифровой цех с Solid Edge CAM Pro

Внедрение набора Solid Edge +Solid Edge CAM Pro – значительный шаг к цифровизации бизнес-процессов и росту конкурентоспособности продукции.

P.S. Доступна запись вебинара «Быстрый старт с Solid Edge CAM Pro» с обзором основных функций программы.

P.P.S. Нанософт предлагает скидку 30% на 3D CAD+CAM от Siemens PLM Software: Solid Edge + Solid Edge CAM Pro. Специальные цены действительны до 1 мая 2019 г.