Как сохранить дорогостоящее оборудование и инструмент
от поломки и сократить время подготовки нового изделия к производству 
Радислав Бирбраер, Игорь Еремин, Вячеслав Столповский
Единственная настоящая ошибка —
не исправлять своих прошлых ошибок.
Конфуций
Интеграция с системами CAD/CAM
От управляющей программы — к модели CAD
Подготовка квалифицированных специалистов
Пользователи о программном комплексе VERICUT
За ошибки всегда приходится расплачиваться. Ошибки в программе ЧПУ грозят поломкой дорогостоящего оборудования, инструмента и оснастки или, как минимум, порчей заготовок, потерей времени и денежных средств. Правда, и подобные «минимальные» издержки зачастую бывают весьма чувствительными.
Написание управляющей программы (УП) для станка с ЧПУ — первый, но, как правило, не самый длительный и трудоемкий этап работы технолога-программиста. Основное время и усилия (дни, недели) приходится затрачивать на отладку и внедрение рабочих программ, но даже самый опытный специалист не застрахован от случайной ошибки.
Сохранить дорогостоящее оборудование, технологическую оснастку и инструмент, сократить затраты на создание управляющих программ для металлообрабатывающего оборудования, а также значительно повысить его производительность позволяет программный комплекс VERICUT фирмы CGTech — одного из мировых лидеров в области разработки программного обеспечения для производства. Многолетний опыт разработок позволил фирме создать точный и эффективный инструмент проверки и оптимизации управляющих программ для оборудования с ЧПУ.
Встроенные функции для контроля и проверки УП имеют многие CAD/CAM-системы, но зачастую они проверяют не ту программу, что попадает в цех, а ее промежуточную версию — файл в формате APT, требующий последующей перекодировки постпроцессором, в ходе которой также могут возникнуть ошибки в УП.
Сильной стороной программного комплекса VERICUT является то, что он работает с УП независимо от того, какими программными средствами они были созданы. Это позволяет проводить их проверку, учитывая характерные особенности стоек ЧПУ и G-кодов, эмулировать работу УП, программ параметрического программирования, использующих макросы и структурную логику (циклы, условные переходы, обращение к системным параметрам).
Благодаря использованию межплатформенного языка JAVA, VERICUT совместим со всеми компьютерными платформами и со всеми операционными системами.
Программный комплекс имеет модульную структуру, что позволяет пользователям приобретать только необходимые функции с возможностью дальнейшего дооснащения.
Моделирование
Основой программного комплекса является модуль VERICUT Verification, позволяющий осуществлять проверку УП для операции 3-осевой (4- и 5-осевой — с модулем Multi-Axis) фрезерной, токарной, фрезерно-токарной, сверлильной и электроэрозионной обработки. Для этого моделируются режущий инструмент, инструментальные сборки, технологическая оснастка и заготовки. Модуль позволяет создавать собственные библиотеки инструментов или использовать библиотеки VERICUT и Ingersol, входящие в состав пакета. Заготовки и технологическая оснастка могут быть смоделированы средствами модуля (с применением шаблонов — брус, конус, цилиндр) или импортированы из систем CAD в форматах STL и IGES. В модуле предусмотрены инструментальные функции контроля и анализа размеров моделей.
Процесс работы проверяемой УП можно наблюдать на экране монитора компьютера. Возможные столкновения инструмента с оснасткой, зарезания заготовки или «недобег» инструмента — все ошибки будут визуально отображены цветом и запротоколированы в файлах результатов (рис. 1) с указанием кадра ошибки и текущего инструмента. Также фиксируются время работы каждого инструмента и общее время работы программы.
Для последующего анализа есть возможность записи (в интерактивном или автоматическом режиме) процесса обработки в форматах AVI, BMP, TIFF. Управляющие программы могут обрабатываться в пакетном режиме, что позволяет проводить автоматическую проверку больших программ в нерабочее время.
В VERICUT можно осуществлять обратную перекодировку программы ЧПУ (G-коды) в формат APT, что позволяет модифицировать ранее созданные УП для использования на новом оборудовании.
Модуль Machine Simulation позволяет реалистично моделировать любой станок с ЧПУ (рис. 2) или отдельные его компоненты, импортировать модели в виде файлов IGES, STL и VERICUT. Для станков задаются параметры перемещения по осям, направления вращения, таблицы корректоров инструмента и смещений, что позволяет проводить проверку, максимально приближенную к работе реального цехового оборудования. Виртуальный станок будет работать так же, как если бы он находился в цехе, с той только разницей, что обнаруженные столкновения инструмента с деталями станка будут всего лишь виртуальными. Программное обеспечение обнаруживает столкновения и ситуации, близкие к ним, для всех компонентов станка: направляющих, инструментальных магазинов, поворотных столов, шпинделей, оснастки, обрабатываемых деталей, режущих инструментов и т.п.
Библиотека VERICUT 3D-моделей станков включает станки наиболее известных фирм-производителей: Bohle, Bostomatic, Cincinatti Milacron, Droop & Rein, Fadal, Fidia, Makino, Mazak, Okuma и др. В библиотеку систем ЧПУ входят стойки таких фирм, как Allen-Bradley, Giddings & Lewis, Olivetti, Bosch, Kearny & Traecker, Philips, Cincinatti Milacron, Heidenhain, Siemens, Fadal, Mazak, Toshiba, Fanuc, NUM, Yasnac, General Electric, Okuma и др.
 |
|
Анализ
Зачастую от момента конструкторской разработки до создания готового изделия деталь (а точнее — ее модель) проходит через множество разработчиков, подразделений и систем CAD/CAM. В конечном счете изделие не всегда точно соответствует своей исходной модели. В обычном производстве единственный способ, с помощью которого можно в этом убедиться, — выполнение реальной механической обработки на станке. Модуль AUTO-DIFF программного комплекса VERICUT осуществляет проверку и сравнение модели, полученной после виртуальной обработки, и математической модели конструктора (рис. 3а). Задавая точность проверки, можно определить места зарезаний или избыточного материала с указанием кадров программы ЧПУ, где произошло отклонение, и величину последнего (рис. 3б). Это позволяет проанализировать результаты обработки и внести необходимые коррективы в управляющую программу до ее передачи в цех.
|
|
Оптимизация
Модуль OptiPath позволяет осуществлять автоматический подбор оптимальных скоростей подач исходя из условий резания и количества удаляемого материала (чем меньше удаляется материала, тем выше скорость подачи, и наоборот). Учитываются такие факторы, как:
- технические характеристики станка (мощность приводов станка, скорости ускоренных перемещений и т.д.);
- характеристики режущего инструмента (тип, материал, конструкция, количество зубьев, длина и т.д.);
- виды обработки (черновая, получистовая и чистовая) и соответствующие им режимы резания (глубина резания, скорость подачи в начале резания, норма снимаемого объема материала, ширина резания, угол резания);
- опыт операторов станков с ЧПУ, основанный на решении конкретных задач механической обработки.
Диапазон подач, оборотов шпинделя и минимальный шаг их изменения задаются пользователем.
Оптимизация УП в VERICUT позволяет значительно улучшить качество обрабатываемых поверхностей, уменьшить износ станков и режущего инструмента, снизить расход материала. После оптимизации УП станки работают более продуктивно — время обработки сокращается на 30-50%.
|
|
Интеграция с системами CAD/CAM
VERICUT интегрирован с системой сквозного параллельного проектирования и подготовки производства Pro/ENGINEER, что позволяет наиболее полно использовать эти программные комплексы. VERICUT можно вызвать непосредственно из меню Pro/ENGINEER и работать с ним либо в интерактивном режиме, либо в режиме пакетной обработки файлов УП. Описания инструментов, программа обработки, конструкторская модель и модель заготовки автоматически передаются из Pro/ENGINEER в VERICUT. Проверку УП можно выполнять, не прекращая работы в Pro/ENGINEER.
Кроме того, в модуле CAD/CAM Interfaces программного комплекса VERICUT предусмотрены интерфейсы к системам CAD/CAM CATIA, Unigraphics, WorkNC, Mastercam.
|
|
От управляющей программы — к модели CAD
VERICUT замыкает цепочку обратной связи «подготовка производства — производство», позволяя на основе УП, разработанных по чертежам деталей, получать трехмерные модели в форматах систем CAD. Эти модели могут быть при необходимости доработаны. Затем по ним могут быть вновь разработаны УП для изготовления усовершенствованных изделий.
В тех случаях, когда деталь обрабатывается на различных типах оборудования и моделях станков, экспорт модели для различных переходов и операций позволяет избежать эмпирического представления результатов обработки и обеспечивает использование для дальнейшей оптимизации технологического процесса.
Осуществлять экспорт моделей позволяет модуль Model Export.
|
|
Подготовка квалифицированных специалистов
Подготовку специалистов-разработчиков УП нельзя считать полной без практики на реальном обрабатывающем оборудовании. Но при этом не целесообразно задействовать машинное время станков, рискуя вывести их из строя вследствие ошибки в УП. Создание в программном комплексе VERICUT реалистичных компьютерных моделей станков и отработка на них действия УП — отличная возможность для обучения квалифицированных специалистов без необходимости использовать производственное оборудование. А аварии, неизбежные при обучении, будут в этом случае всего лишь виртуальными!
Программный комплекс VERICUT успешно используется на многих российских предприятиях. В их числе ОАО «Чебоксарский приборостроительный завод “ЭЛАРА”» (г.Чебоксары), ОАО «Арзамасский приборостроительный завод» (г.Арзамас), ОАО «Красное Эхо» (п.Красное Эхо, Владимирской обл.).
|
|
СОЛВЕР предлагает
Фирма СОЛВЕР (SOLVER) является официальным представителем компании CGTech в России. Наши специалисты, прошедшие обучение и сертификацию в Англии в компании CGTech, осуществят поставку ПО и проведут обучение специалистов. С целью оценки эффективности применения программного комплекса VERICUT на вашем предприятии специалисты фирмы СОЛВЕР готовы провести проверку и оптимизацию управляющей программы, подготовленной вашими инженерами.
Фирма СОЛВЕР, комплексно подходя к решению производственных проблем машиностроительных предприятий, предлагает разработку действующих прототипов систем управления ресурсами предприятия, систем автоматизированной сквозной конструкторско-технологической подготовки производства и систем автоматизированного производства на базе современных программных и аппаратных средств, высокоэффективного металлообрабатывающего и измерительного оборудования, технологической оснастки и режущего инструмента от ведущих мировых производителей.
«САПР и графика» 7'2002
