1 - 2008

Дружественный интерфейс EdgeCAM на службе технолога

Михаил Потапов

Объемы производства в сфере машиностроения продолжают возрастать, а руководители предприятий все чаще задумываются о переводе части производства на оборудование с ЧПУ. Сегодня на рынке представлен широкий ассортимент различного оборудования: от дорогого от мировых лидеров до более дешевого от производителей из Юго-Восточной Азии или от совместных предприятий. Кроме того, рассматривается вопрос модернизации оборудования с ЧПУ, сохранившегося с советских времен, путем замены на нем старых стоек ЧПУ более современными.
При любом из перечисленных вариантов, как правило, возникает вопрос о программировании станков не оператором станка, а технологом еще на этапе подготовки производства. С оборудованием часто поставляется программное обеспечение от изготовителя станка для составления управляющих программ на персональном компьютере. Безусловно, оно очень полезно, но только на начальном этапе использования оборудования с ЧПУ. В дальнейшем такого ПО зачастую становится недостаточно. Одним словом, данное программное обеспечение не удовлетворяет всех потребностей производства и требуется новое, более мощное средство.

В этой статье мы рассмотрим возможный вариант решения данной проблемы. Разговор пойдет об одном из ведущих решений на мировом рынке CAM-систем — программе EdgeCAM. Она известна в России на протяжении уже нескольких лет, но до полной русификации интерфейса не получала широкого распространения. Сегодня ситуация изменилась: EdgeCAM динамично развивается от версии к версии и с каждым годом ее возможности многократно расширяются.

EdgeCAM дружелюбна к пользователю. На освоение программы даже неопытному программисту потребуется всего несколько часов. Средств помощи несколько, основные из них — динамическая справка и анимированные вставки (рис. 1).

Рис. 1. Интуитивно понятный интерфейс не вызывает сложностей у пользователя

Рис. 1. Интуитивно понятный интерфейс не вызывает сложностей у пользователя

Вопросов не возникнет, поскольку для любого параметра выводится исчерпывающая подсказка. Кроме того, после получения результата всегда можно вернуться и изменить тот или иной параметр для достижения оптимальной траектории движения инструмента. Имеется возможность работы со слоями. Система автоматически создает новый слой для каждого инструмента, что позволяет отключать и включать отображение траектории его движения для повышения информативности изображения на экране монитора. Также реализовано перетаскивание инструкций по дереву обработки. Благодаря этому выстраивается оптимальный процесс обработки детали на станке, а главное — всегда есть возможность практически бесконечного отката действий.

Теперь о загрузке данных. EdgeCAM позволяет загружать данные в различных форматах. Для выполнения простых задач можно использовать данные в формате *.dwg или *.iges. Но максимум возможностей система предоставляет при работе с твердотельными моделями. Хотя у программы есть свой CAD-модуль, основной упор сделан на совместную работу EdgeCAM с 3D-моделями из сторонних приложений. В список поддерживаемых систем входят все наиболее распространенные CAD-программы: Autodesk Inventor, SolidWorks, Solid Edge, Pro/EINGENEER, CATIA, Unigrafics и др. Твердотельные модели из перечисленных CAD-систем загружаются напрямую, без применения трансляторов. Загружать можно как отдельные детали, так и целые сборки (рис. 2). Это очень удобно, когда необходимо отслеживать возможные столкновения инструмента с элементами оснастки.

Рис. 2. Модель сборки, загруженная в среду EdgeCAM

Рис. 2. Модель сборки, загруженная в среду EdgeCAM

Что же можно сделать с загруженной твердотельной моделью в среде EdgeCAM? В первую очередь необходимо правильно расположить деталь для последующей обработки. Это связано с тем, что конструктор не всегда задумывается о том, относительно какой системы координат проектировать модель. Чтобы правильно расположить модель относительно пользовательской системы координат (ПСК), допускается перемещать ее вдоль осей координат и поворачивать вокруг них. Можно поступить и иначе: просто создать новую пользовательскую систему координат или несколько систем координат в случае многопозиционной обработки. Далее при проектировании обработки детали можно выбрать, относительно какой системы координат должна рассчитываться управляющая программа.

Следующая возможность программы связана с ее интеллектуальностью. Речь идет об автоматическом поиске конструктивных элементов. С помощью специальной команды выполняется анализ загруженной модели и выделение на ней элементов для последующей обработки. Поиск может производиться в нескольких системах координат. Найденные элементы сортируются по ПСК и отображаются в дереве конструктивных элементов. В качестве таких элементов могут быть наружные и внутренние профили, токарные профили, отверстия. Стоит отметить, что одинаковые отверстия автоматически группируются, что впоследствии упрощает работу с ними. Те же элементы можно определить в полуавтоматическом режиме вручную с помощью специальных команд. Также возможно выделение различных элементов на модели вручную. В данном случае в качестве элементов в основном выступают отдельные поверхности (для обработки или другого использования) и кривые (для применения в качестве границ зоны обработки или направляющих).

Отдельно хочется сказать об ассоциативной связи. EdgeCAM позволяет загружать модели из CAD-систем. При этом сохраняется ассоциативная связь между моделью в CAD- и CAM-системах. Что это дает? Очень часто во время подготовки детали к производству конструктор неоднократно вносит изменения в исходную деталь. Но технолог в это время уже работает с моделью, предоставленной ему на момент начала работы по разработке управляющей программы для станка с ЧПУ. В таком случае система позволяет не начинать работу заново, более того, она сама отслеживает обновления CAD-модели и в случае ее изменения предлагает перезагрузить модель, а после одобрения технолога автоматически производится анализ новой модели и регенерация траектории обработки с учетом изменений. При этом изменяются не только модель и траектория движения инструмента, но и все конструктивные элементы, заданные автоматически путем поиска конструктивных элементов или вручную с помощью команд.

Для того чтобы описать все возможности программы по генерации траекторий обработки, одной публикации недостаточно. Поэтому здесь мы отметим лишь главное. С помощью EdgeCAM можно создать управляющие программы для станков фрезерного, токарного, токарно-фрезерного и эрозионного типов. Как для токарной, так и для фрезерной обработки предусмотрены различные операции и циклы, с помощью которых можно выполнить черновую и чистовую обработку любой детали. Поддерживается 2,5-, 3-, 4/5-координатная многопозиционная и одновременная фрезерная обработка. Аналогично для токарной обработки поддерживается 2/4-осевое точение, имеется поддержка противошпинделя. В случае токарно-фрезерной обработки используются соответственно все возможности токарной и фрезерной обработки. В последнем случае возможности системы практически безграничны.

Для каждого типа обработки применяются соответствующие модули. Для токарной и фрезерной обработки существуют четыре уровня функционала — от самой простой до самой сложной обработки. Пользователю не нужно приобретать весь функционал — он может купить лишь тот, что необходим ему в настоящее время. В любой момент функционал может быть расширен, для этого достаточно оплатить разницу в стоимости модулей.

Откуда взять инструмент для проектирования обработки детали?

Для этого в системе есть встроенная база инструментов. В стандартной поставке в базе уже имеется набор инструмента, но вполне вероятно, что это не совсем то, что вам нужно. Поэтому вы можете модифицировать имеющийся набор инструмента или создать свою базу инструмента, в которую включите инструмент, используемый на вашем предприятии. Инструмент может быть любым, в том числе профильным. Кроме указанных возможностей работы с базой инструмента есть еще один источник, из которого можно импортировать инструмент (рис. 3), — это электронный каталог инструмента SANDVIK CoroGuide.

Рис. 3. База инструментов

Рис. 3. База инструментов

Еще один способ упрощения работы с программой — использование менеджера стратегий. С помощью данного модуля можно создать алгоритм обработки типового конструктивного элемента. Определяется все: каким инструментом, с помощью каких циклов, с какими параметрами, в какой последовательности необходимо производить обработку. Алгоритм действий задается с помощью блок-схемы. Разработанная стратегия может быть применена к соответствующему конструктивному элементу, после чего пользователю остается только подождать, пока система сгенерирует траекторию обработки. При необходимости можно внести изменения в настройки циклов обработки, но в большинстве случаев этого не потребуется. Применение стратегий обработки позволяет сократить время проектирования в разы и заметно уменьшить количество ошибок (рис. 4).

Рис. 4. Менеджер стратегий, позволяющий сократить время разработки управляющих программ

Рис. 4. Менеджер стратегий, позволяющий сократить время разработки управляющих программ

Не стоит забывать о том, что отображаемое на экране монитора для станка попросту непонятно. Чтобы преобразовать полученную траекторию в управляющую программу для конкретного станка с ЧПУ, необходим постпроцессор. Большой набор постпроцессоров уже включен в программу. Как правило, необходимо либо разработать новый постпроцессор, либо модифицировать один из имеющихся. Для этого разработчики EdgeCAM предлагают специальный мастер постпроцессоров. С его помощью можно произвести доработку уже имеющегося в наличии постпроцессора, а можно на основе выбранного шаблона разработать абсолютно новый постпроцессор под любой станок. Работа это несложная, и выполнить настройку постпроцессора может любой пользователь, поскольку специальных навыков программирования не требуется (рис. 5).

Рис. 5. Мастер постпроцессоров, позволяющий любому пользователю создать свой постпроцессор

Рис. 5. Мастер постпроцессоров, позволяющий любому пользователю создать свой постпроцессор

После всех произведенных действий в среде EdgeCAM мы получаем траекторию движения инструмента для обработки детали и управляющую программу. Но траектория, как и управляющая программа, не дает полной картины того, что будет происходить на станке. Для этого предназначен встроенный в систему EdgeCAM симулятор (рис. 6).

Рис. 6. Симулятор, позволяющий увидеть полную картину работы станка

Рис. 6. Симулятор, позволяющий увидеть полную картину работы станка

В его возможности входит динамическое отображение снятия материала с заготовки инструментом, отслеживание столкновений инструмента с деталью или с элементами оснастки. У вас на глазах происходит процесс превращения заготовки в деталь с отображением перемещения не только инструмента, но и всего станка в целом. Использование симулятора позволяет избежать возможных ошибок еще на этапе проектирования обработки, а не во время тестового прогона управляющей программы на станке. По окончании работы симулятора можно проанализировать результат на наличие неснятого материала и при необходимости сохранить результат в формате *.stl для последующего применения, например в качестве заготовки для обработки на следующем этапе.

Получить подробные консультации по упомянутым в статье программным продуктам вы можете у специалистов «Русской Промышленной Компании» (www.cad.ru).


Михаил Потапов

Ведущий инженер, «Русская Промышленная Компания»

В начало В начало

САПР и графика 1`2008