Высокоуровневая автоматизация разработки управляющих программ для станков с ЧПУ на базе NX CAM

В современном производстве все большую роль играют различные системы автоматизации, в частности, управляющая программа для оборудования с ЧПУ (САМ системы).

В последние годы отмечается рост продаж многоосевых, а также многоканальных станков, которые постепенно заменяют простые 2-х и 3-х осевые станки. Например, для программирования 2-х суппортных токарно-фрезерных станков, необходимо не только создать программы для каждого из каналов обработки, но и расставить метки задержки и синхронизации между каналами. Все это требует от технолога дополнительных знаний по программированию сложного оборудования. При этом необходимо обеспечить разработку управляющей программы без ошибок, т.к. цена ошибки при программировании многоосевых и многоканальных станков очень высока.

Это предъявляет к САМ системе повышенные требования к уровню автоматизации программирования станков с ЧПУ. Одной из таких систем является NXCAM от компании Siemens PLM Software.

NXCAM предоставляет пользователю следующий набор инструментов для автоматизации программирования станков с ЧПУ: — обработка на базе элементов; — шаблоны обработки; — библиотека режимов резания; — мастер-процессы обработки; — создание собственных операций обработки (User Define Operation); — создание собственных методов управления для контурной обработки (User Define Drive Path).

Использование этих инструментов позволяет значительно сократить рутинные действия пользователя, такие как выбор геометрии, задание режимов резания, задание параметров операции и т.д. При этом пользователь имеет возможность уделить больше времени созданию операций обработки, создание которых на данный момент не автоматизировано.

Рассмотрим каждый инструмент более подробно.

Обработка на базе элементов

Модуль обработки на базе элементов обеспечивает распознание отверстий, карманов, плоских граней (в т.ч. для моделей из других CAD систем). Этот модуль существенно ускоряет программирование призматических деталей, обеспечивает оптимизацию обработки, требует меньшей квалификации.

Может автоматически распознавать 3D аннотации и/или PMI-данные при назначении технологии обработки. Наиболее важно распознание полей допусков размеров и параметры чистоты поверхности.

Поддерживается 5-осевая позиционная обработка, например, для обработки корпусных деталей с 5 сторон. Так же поддерживается 3-х и 5-ти осевая контурная обработка.

Позволяет сократить временя программирования до 90%.

Может использоваться для обработки корпусных деталей, деталей планера самолета, деталей турбин и газотурбинных двигателей, а также элементов пресс-форм и штампов, т.е. деталей, имеющих много отверстий, пазов, карманов и других повторяющихся элементов.

Последовательность действий:

    • Распознание элементов обработки.
    • Создание типовых процессов для обработки элементов.
    • Автоматическое использование технологических данных, таких как допуска размеров и качество поверхности.
    • Использование унифицированных методов и ресурсов.
    • Генерирование траекторий.
    • Оптимизация траекторий.
    • Постпроцессирование.

Распознание элементов обработки

Распознание элементов обработки находит на 3D модели элементы, которые описаны в системе и которые система понимает, как элемент определенного типа. Распознание выполняется как по параметрам (элементы построения с параметрами), так и по топологии (элементы, которые были созданы как набор геометрических примитивов или элементы 3D модели импортированной из других САD систем через прямые или универсальные трансляторы). При распознании элементов система распознает не только геометрию, а и технические условия которые были созданы на этой геометрии (размеры с допусками, символы шероховатости и т.д.).

Создание типовых процессов для обработки элементов

После распознания системой типовых элементов можно создавать операции обработки. Для этого достаточно выбрать в Навигаторе элементов обработки элементы, для которых необходимо создать операции обработки и выбрать команду «Создать процесс обработки».

При создании операций обработки 2-х отверстий система распознает заданный допуск и создает 2 различных набора операций обработки. Для отверстия без заданного допуска система создает 3 операции, а для отверстия с заданным допуском создается 4 операции. Таким образом система автоматически выбирает технологию обработки отверстий с учетом допусков.

Кроме этого, система учитывает наличие инструмента в базе данных. Если в базе данных инструмента отсутствует развертка нужного диаметра, система создает операцию расточки, используя в качестве инструмента подходящую расточную головку.

Настройка модуля обработки на базе элементов

В NX CAM настройка модуля максимально упрощена и не требует применения средств программирования. Шаги настройки модуля обработки на базе элементов: анализ деталей и поиск наиболее часто встречающихся типовых элементов; наполнение базы данных инструмента; создание таблицы наборов операций для элементов; обучение системы распознанию пользовательских типовых элементов; обучение системы обработке пользовательских типовых элементов.

Анализ деталей и поиск наиболее часто встречающихся типовых элементов

Внедрение модуля обработки на базе элементов начинается с анализа типовых деталей. Этот процесс обычно заключается в распознании типовых элементов, которые входят в стандартную поставку модуля. После этого определяются наиболее часто встречающиеся элементы и именно для этих элементов нужно настроить процессы обработки, чтобы обеспечить максимальный эффект от внедрения модуля обработки на базе элементов.

Наполнение базы данных инструмента

Следующий шаг – наполнение базы данных инструментов. На этом шаге необходимо дополнить базу данных инструмента теми инструментами, которые используются на предприятии для обработки типовых элементов, которые выбраны на предыдущем шаге.

Создание таблицы наборов операций для элементов

Для минимизации количества операций необходимо составить таблицу наборов операций. Как правило, для обработки различных типов элементов используются некоторый набор одинаковых операций, например, операция центровки при сверлении отверстий.

В таблице наборов операций для элементов определяются наборы операций, которые используются для обработки определенного типа элементов.

Обучение системы распознанию пользовательских типовых элементов

Для обучения системы распознанию типовых элементов необходимо вначале создать систему координат элемента, затем запустить процесс обучения. В меню «Обучение элементам» необходимо выбрать тип элемента, в который будет помещен элемент, правило, которое будет использоваться при распознании, добавить дополнительные условия соответствия, такие как Аннотации ТУ (Технических условий), имена ребер/граней, атрибуты ребер/граней, цвета граней и в графическом окне выбрать грани из которых состоит элемент.

Обучение системы обработке пользовательских типовых элементов

Для обучения системы обработке пользовательских типовых элементов необходимо вначале создать набор операций для обработки элемента, затем запустить процесс обучения. В меню «Обучение операциям» необходимо выбрать класс, в который будет помещен метод обработки и в графическом окне выбрать элемент, который должен быть обработан выбранными операциями.

Выводы. Использование обработки на базе элементов позволяет создавать оптимизированные управляющие программы для станков с ЧПУ в автоматическом режиме на основе геометрии модели детали, используя технологию на основе распознавания элементов в NX™ CAM. При помощи технологии FBM можно автоматически распознавать и создавать программы для различных элементов обработки: поверхности свободной формы, призматические, элементы токарной обработки (валы, отверстия, проточки, резьба), электроэрозионные, на основе цвета и атрибутов.

Каждый этап обработки выбирается на основе конфигурируемой логической схемы и параметров, организованных в базу знаний механической обработке, которая является частью системы.

Таблица наборов операций для элементов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шаблоны обработки

NX™ CAM позволяет использовать заранее определенные процессы на базе правил и устанавливать шаблоны для обработки для сокращения времени программирования. Как правило, такие шаблоны применяются для обработки определенного класса деталей с использованием оптимальных методов и заданных инструментов.

Т.к. в NX™ CAM в качестве шаблона можно использовать любой файл детали, который имеет настройку обработки, то использование шаблонов становится максимально гибким и не требует для этого специальных настроек системы, за исключением случаев, когда возникает необходимость внести шаблон обработки в постоянный набор наравне со стандартными шаблонами обработки.

Библиотека режимов резания

NX™ CAM предоставляет настраиваемую базу данных режимов резания, которая позволяет управлять проверенными данными и применять их для создания операций механической обработки.

NX™ автоматически вводит требуемые значения скоростей резания и подачи согласно выбранному типу операции, выбранному инструменту, обрабатываемому материалу, материалу инструмента, методу резания и параметрам обработки (глубина и ширина резания).

Библиотека режимов резания так же может быть привязана к инструменту (т.к. большинство производителей инструмента рекомендуют режимы резания в привязке именно к инструменту).

Мастер-процессы обработки

Для решения типовых задач можно быстро создать соответствующие мастер-процессы. Мастер-процессы помогают пользователю задавать сложные установки с помощью простого выбора. Их можно вызвать через меню NX™. В стандартную поставку NX™ CAM входит четыре мастер-процесса.

Создание собственных операций обработки (User Define Operation)

Для разработки управляющих программ для специального оборудования, например, для станков с ЧПУ для гибки труб, для клепальных автоматов и т.д. необходимы алгоритмы и процессоры, которые отсутствуют в стандартной функциональности NX™ CAM. Именно для программирования подобного оборудования и предусмотрен механизм создания собственных операций обработки (User Define Operation). Этот механизм позволяет пользователю разработать собственный тип операций обработки и интегрировать разработанные операции в NX™ CAM.

Создание собственных методов управления для контурной обработки (User Define Drive Path)

Операции контурной обработки NX™ CAM (с фиксированной и переменной ориентацией оси инструмента) содержит множество методов управления формой траектории и ориентации оси инструмента. Однако иногда для создания необходимо формы траектории требуется построение дополнительной геометрии для использования этой геометрии для построения управляющей траектории. Если деталей, которые требуют для обработки сложных областей построения дополнительной геометрии достаточно много, то пользователь может воспользоваться механизмом создания собственных методов управления для контурной обработки (User Define Drive Path).

 

 

NX™ CAM предоставляет пользователям практически неограниченные возможности для автоматизации разработки управляющих программ. При правильной организации разработки инструментов автоматизации заказчики могут сократить время разработки управляющих программ для станков с ЧПУ на 50% и более. Т.к. автоматизация как правило подразумевает и стандартизацию, то ее внедрение приводит к значительному повышению качества управляющих программ, за счет использования проверенных методов обработки типовых элементов.

 

115114, г. Москва, Дербеневская набережная, д. 7, стр. 8

тел.: +7 (495) 232-00-23

e-mail: info@softlinegroup.com

www.softlinegroup.com

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.