9 - 2006

PowerMILL 7 — новые возможности механообработки

Ал Дин (Al Dean)

Операции механообработки

Обработка каналов

Заключение

Компания Delcam plc выпустила очередную, 7-ю версию высококлассной CAM-системы PowerMILL. Давайте посмотрим, что находится внутри этой версии.

Прежде чем перейти к рассмотрению возможностей новых операций и стратегий в последней версии CAM-системы PowerMILL компании Delcam, следует отметить, что основные элементы решения Power Solution, начиная с PowerSHAPE и PowerMILL, были сильно обновлены в 7-м релизе. В CAD-системе PowerSHAPE это выразилось в повышении удобства работы пользователей, а в PowerMILL — в совершенствовании пользовательского интерфейса, что позволило упростить некоторые операции. Таким образом, пользователям не придется переучиваться, и они сразу могут приступать к углубленной работе.

Основное изменение в пользовательском интерфейсе PowerMILL заключается в появлении браузера проекта с иерархической системой папок, помогающего организовать структуру проекта. Отдельные папки могут быть назначены для всех используемых в проекте переменных, параметров и операций. Например, можно сгруппировать черновую, получистовую и чистовую обработку. Это должно облегчить жизнь небрежным пользователям, а когда проект выполняется разными специалистами, то вся информация о нем будет им доступна.

Рис. 1. Модули PS-Sketcher, PS-Surfacer и Composite Curve глубже интегрированы в PowerMILL — теперь они находятся в главном окне программы

Рис. 1. Модули PS-Sketcher, PS-Surfacer и Composite Curve глубже интегрированы в PowerMILL — теперь они находятся в главном окне программы

Другим дополнением стала возможность работы с частью обрабатываемой детали, что позволяет точно наблюдать за обработкой в труднодоступных областях. Деление детали на секции является динамическим и может быть изменено в любой момент и в любой операции, что сделает его востребованным многими пользователями, в особенности использующими PowerMILL для обработки деталей с внутренними полостями. Например, это актуально для обработки таких внутренних элементов, как каналы двигателя.

Полезные улучшения также произведены Delcam в области взаимодействия PowerMILL с PowerSHAPE. Если у вас была лицензия на PowerSHAPE, то вы знаете, что передавать геометрию между двумя этими системами можно было и в предыдущих версиях, но в 7-м релизе этот процесс стал еще более эффективным. Если у вас имеется PowerMILL, то теперь вы можете приобрести пакет PowerMILL Modelling, который позволяет редактировать и лечить геометрию так же, как и PowerSHAPE, но полностью интегрирован в PowerMILL, а не является отдельным приложением. Естественно, если у вас есть лицензия на PowerSHAPE, вы можете обмениваться данными с PowerMILL, однако для тех пользователей, кому функциональность CAD-системы нужна редко, PowerMILL Modelling — идеальное решение.

Теперь давайте посмотрим, что умеет PowerMILL, какие инструменты и методики используются для снятия металла.

Операции механообработки

Первая новая стратегия касается дополнения спиральной черновой обработки. В PowerMILL всегда был богатый набор стратегий черновой обработки, предназначенных для того, чтобы удалять материал настолько быстро, насколько это возможно. Но в седьмой версии, тем не менее, появилась новая траектория спиральной обработки для фрезерования карманов и полостей. Преимущество такой стратегии заключается в том, что переход к следующему слою выполняется более плавно, а следовательно, нагрузка на фрезу стабильнее (уменьшается ее износ за счет сокращения количества врезаний, когда нагрузка на фрезу резко возрастает), что позволяет увеличить скорость подачи на всей операции. Комбинируя эту стратегию с опцией высокоскоростной обработки по траектории гоночной машины (race-line), которая использует интеллектуальный алгоритм, приспосабливающийся к каждому проходу, чтобы получить максимально эффективную комбинацию съема металла и скорости подачи, можно получить очень быстрый метод удаления материала даже в самых сложных закрытых карманах и полостях.

Рис 2. Стратегия черновой спиральной обработки позволяет инструменту двигаться непрерывно и плавно. Это уменьшает ускорения, а следовательно, стабилизирует нагрузку на инструмент, увеличивая тем самым его срок службы (для удобства показан только первый слой обработки)

Рис 2. Стратегия черновой спиральной обработки позволяет инструменту двигаться непрерывно и плавно. Это уменьшает ускорения, а следовательно, стабилизирует нагрузку на инструмент, увеличивая тем самым его срок службы (для удобства показан только первый слой обработки)

Новые 5-осевые стратегии также позволяют комбинировать проверенные стратегии с новыми опциями. Преимуществом 5-осевой обработки является хорошая досягаемость труднодоступных зон, чем и обусловлен рост многоосевой обработки в целом. Например, в PowerMILL можно потребовать, чтобы при обработке ось фрезы всегда проходила через заданную точку или кривую либо, при необходимости, управлялась из точки или кривой. Таким образом можно обрабатывать области, которые недоступны для обычного оборудования из-за столкновений элементов станка и детали. Конечно, вы можете проверить эти операции с помощью симулятора обработки в PowerMILL, чтобы быть в них уверенными и не стоять при обработке возле станка, держа палец над красной кнопкой.

Кроме того, большая работа была проделана над операциями чернового подбора. Несмотря на то, что сама манера удаления материала осталась прежней, произошли изменения в выборе системой методов обработки каждой части детали, нуждающейся в подборке. Анализируются геометрия детали и применяемая траектория обработки, и вместо того, чтобы обрабатывать каждую область отдельно, система определяет оптимальный путь для снижения бесполезных перемещений фрезы по воздуху, что делает обработку в целом более эффективной.

Рис. 3. Новая стратегия фрезерования Межслойная Z основана на двух стратегиях: С постоянной Z и 3D-смещением. Пользователь задает значение угла наклона поверхности, при котором происходит переход со стратегии С постоянной Z на 3D-смещением. Можно также задать различные шаг и величину перекрытия

Рис. 3. Новая стратегия фрезерования Межслойная Z основана на двух стратегиях: С постоянной Z и 3D-смещением. Пользователь задает значение угла наклона поверхности, при котором происходит переход со стратегии С постоянной Z на 3D-смещением. Можно также задать различные шаг и величину перекрытия

Еще одна операция, чаще используемая для снятия основного материала, — это комбинация стратегий фрезерования 3D смещением и финишной обработки С постоянной Z. В предыдущих версиях PowerMILL для генерации траектории в зависимости от наклона поверхности выполнялось переключение между этими стратегиями. В 7-м релизе появилась новая стратегия обработки Межслойная Z, которая обрабатывает переходную область намного более эффективно и сокращает количество следов от фрезы на обработанной поверхности. Пользователю предоставлен полный контроль над пороговым углом наклона (от которого зависит переключение между этими двумя стратегиями), а кроме того, он может управлять степенью перекрытия зон обработки.

Для повышения качества обработанной поверхности была разработана стратегия Параметрическое смещение, позволяющая делать переходы между кривыми и/или границами, используя значение максимального шага для вычисления количества проходов в самом широком месте между кривыми. Поддержание постоянного количества перемещений фрезы поперек широкой части обрабатываемой области позволяет избежать внезапных изменений направления фрезерования и тем самым исключить появление следов от фрезы на поверхности в этих местах.

Рис. 4. Черновая обработка каналов с двух сторон и автоматическим контролем наклона инструмента

Рис. 4. Черновая обработка каналов с двух сторон и автоматическим контролем наклона инструмента

Другое направление, где была пересмотрена существующая функциональность, —  это обработка поверхности. Это особенно важно для пользователей, которым требуется создать траекторию фрезы для высококачественной финишной обработки, привязанную к определенной поверхности или к набору поверхностей, а также для тех, кто использует инструменты Total Modelling в пакетах PowerSHAPE и CopyCAD и собирается выполнять гравировку сложной формы или нуждается в специальных фрезах. PowerMILL способен на все это, так как компания Delcam имеет большой опыт в области обработки поверхностей. Теперь, если вы выберете определенную поверхность (или набор поверхностей) и примените стратегию обработки только к этой области, то система при проведении проверки на коллизии учтет окружающие области и предотвратит зарезания и столкновения с необрабатываемыми поверхностями.

Говоря о функции предотвращения столкновений, нужно отметить одну интересную особенность — встроенную в систему функцию автоматического предотвращения столкновений для 5-осевой обработки. Хотя это неочевидно из названия, она позволяет комбинировать преимущества 3- и 5-осевой обработки. Для многих задач достаточно использовать 3-осевые операции без задействования двух других осей — так фрезеровать быстрее. Но, конечно, бывают случаи, когда элемент детали, во избежание зарезов, может быть обработан только с использованием 5-осевой обработки. Иногда же один проход фрезы состоит из комбинации 3- и 5-осевой обработки. Функция автоматического предотвращения столкновений для 5-осевой обработки позволяет системе решить, какие элементы досягаемы для обработки, используя 3-осевые операции, а также выделить области, которые можно обработать только 5-осевыми стратегиями. После этого система может скомбинировать две операции в одну. Благодаря этому достигается высокая скорость 3-осевой обработки на основном этапе работы, а когда приходит черед обработки труднодоступного элемента, то начинается обработка по всем пяти осям. Как и во всех других стратегиях PowerMILL, здесь также задействована функция предотвращения столкновений.

В начало В начало

Обработка каналов

В 7-м релизе PowerMILL появилось несколько впечатляющих инструментов, предназначенных для обработки внутренних элементов. Все они сгруппированы в меню стратегий Каналы, хотя их применение и не ограничивается этой специфической задачей. Данные операции, очевидно, были разработаны Delcam по просьбе заказчиков, которые испытывали трудности при обработке своих изделий. Например, созданы три основные стратегии для обработки каналов: Выборка канала, Канал погружением и Канал по спирали, причем все они взаимосвязаны. В то время как обработка Выборка канала в данном случае достаточно очевидна, финишные стратегии Канал погружением и Канал по спирали необычны, как и манера, в которой они взаимодействуют. Каналы можно условно разделить на закрытые и открытые полости, но основная часть каналов проходит через деталь насквозь. Последние чаще всего приходится обрабатывать с обеих сторон, при этом необходимо обеспечить гладкое сопряжение в переходной области, где соединяются зоны обработки двумя операциями. PowerMILL позволяет не только контролировать метод обработки каждого конца канала (например, финишной обработкой по спирали или погружением), но и определять положение и длину переходной зоны. Заказчики Delcam говорят, что применение стратегии фрезерования погружением (Канал погружением) особенно актуально, поскольку получаемое качество обработанной поверхности позволяет снизить турбулентность потока в канале.

Рис. 5. Чистовая обработка каналов по спирали с двух сторон и автоматическим контролем наклона инструмента

Рис. 5. Чистовая обработка каналов по спирали с двух сторон и автоматическим контролем наклона инструмента

Новые функциональные возможности появились и в средствах чернового и чистового фрезерования каналов двигателей. Они теперь снабжены функциями автоматического контроля над осью инструмента, что позволяет исключить незапланированные движения и автоматически избежать столкновений.

В начало В начало

Заключение

Компания Delcam работает на рынке продвинутой механообработки на протяжении уже многих лет. Она является лидером в области разработки инструментария для производства оснастки и пресс-форм, а также развивает PowerMILL в других отраслях, например в аэрокосмическом и спортивном автомобилестроении. Пакет совершенствуется с каждой версией: в нем появляются новые стратегии обработки и возможности, которые востребованы заказчиками. Компания Delcam на регулярной основе сотрудничает с пользователями и изучает, как применяются решения. Иногда заказчики адаптируют существующие функции для решения своих специфических задач обработки. В таких случаях Delcam разрабатывает специализированные функции и включает их в свои следующие релизы — согласитесь, что это очень хороший метод сотрудничества.

Рис. 6. Чистовая обработка каналов погружением с двух сторон и автоматическим контролем наклона инструмента

Рис. 6. Чистовая обработка каналов погружением с двух сторон и автоматическим контролем наклона инструмента

Если требуется определить, какую пользу приносит CAM-система для бизнеса, то сделать это намного легче, чем для 3D CAD-систем. В данном случае можно определить выгоду во времени программирования обработки, во времени обработки (эффективность стратегии обработки), в качестве траектории фрезы (качество обработанной поверхности, необходимость доработок). Другой важный показатель — это время от получения задания на обработку и до выпуска готового изделия. Успех системы PowerMILL в каждом случае основан на понимании потребностей заказчиков и использовании новейших технологий механообработки, включающих как высокоскоростную механообработку и 5-осевое фрезерование, так и комбинацию этих методов. 

Перевод Константина Евченко. Оригинал статьи находится  на сайте www.mcadonline.com.

В начало В начало

САПР и графика 9`2006