CAI-система PowerINSPECT 2014 — возможности новой версии

В начале мая этого года на выставке Control, которая пройдет в г.Штутгарте (Германия), компания Delcam представила 2014-ю версию CAI-системы PowerINSPECT.

Британская компания Delcam является крупнейшим в мире специализированным разработчиком CAM­систем. Она предлагает завершенные комплексные CAD/CAM/CAI­решения, предназначенные для конструкторско­технологической подготовки производства, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ и контроля точности изготовления продукции. Решения семейства Power Solution заслужили признание у производителей сложной инструментальной оснастки и получили широкое распространение у компаний, работающих в таких отраслях, как самолето­ и вертолетостроение, ракетостроение, двигателестроение, автомобилестроение, производство штампов и пресс­форм и т.п.

CAM­система PowerMILL — флагманский программный продукт, благодаря которому компания Delcam приобрела всемирную известность, — позволяет разрабатывать надежные высокоэффективные управляющие программы для сложных видов многоосевой фрезерной обработки на станках с ЧПУ. Для программирования токарной и токарно­фрезерной обработки служат CAM­системы FeatureCAM и PartMaker. Все эти программные продукты ориентированы на различные сектора рынка и области применения, но в любом случае перед производителем возникает задача промежуточного межоперационного и финального контроля точности. Поэтому помимо нескольких CAD/CAM­систем Delcam имеет в составе продуктовой линейки программ семейства Power Solution аппаратно­независимую CAI­систему PowerINSPECT
(www.powerinspect.com/ru), поддерживающую широкий спектр координатно­измерительного оборудования различных производителей, в том числе стационарные КИМ с ЧПУ, мобильные КИМ­манипуляторы типа «рука», лазерные 3D­сканеры, оптические измерительные комплексы и т.п. Основное предназначение CAI­системы PowerINSPECT — сравнение фактической формы изделия с его теоретически заданной CAD­моделью.

В зависимости от необходимой точности пользователь PowerINSPECT может самостоятельно выбрать наиболее подходящий ему тип КИМ. Благодаря тому что PowerINSPECT поддерживает КИМ различных типов и производителей, пользователь может построить на предприятии единую информационную среду, способствующую беспрепятственному обмену информацией между отделом программистов­технологов, производственным участком и измерительной лабораторией. Отличительной чертой PowerINSPECT является ее глубокая интеграция с другими компонентами программного комплекса, в частности CAD­системой PowerSHAPE и CAM­системой PowerMILL. Это позволяет компании Delcam успешно развивать прогрессивные методы производства на станках с ЧПУ, такие как адаптивная механообработка и технология виртуального базирования. Особо отметим, что оба этих метода подразумевают выполнение вспомогательных измерений непосредственно на станке с ЧПУ (как правило, для этой цели используются прецизионные контактные измерительные системы), поэтому подобные задачи практически невозможно решить при помощи независимых CAM­ и CAI­систем, не имеющих друг с другом тесной интеграции. Тем не менее PowerINSPECT имеет широкий функционал, позволяющий использовать эту CAI­систему совместно с КИМ как полностью самостоятельное решение.

Возможности CAI­системы PowerINSPECT постоянно совершенствуются. Например, в 2013­й версии появилась поддержка двухстоечных КИМ с ЧПУ, применяемых в автомобильной промышленности на линиях кузовной сборки. В PowerINSPECT 2013 R2 был добавлен новый адаптивный метод контроля кромок листовых деталей на КИМ с ЧПУ, обеспечивающий улучшенный способ измерения тонкостенных пружинящих деталей, таких как штампованные металлические элементы кузова автомобиля, формованные изделия из композитных материалов и термоформованные пластиковые панели. Данный метод предполагает последовательность контактных измерений всего лишь в два касания. Первый замер выполняется на формообразующей поверхности детали вблизи измеряемой кромки и позволяет определить истинное положение формообразующей поверхности и прилежащей кромки детали. Второй замер делается непосредственно на кромке детали, после чего истинный размер автоматически вычисляется на основе координат центра щупа и его диаметра.

Описанный выше метод «в два касания» позволяет с высокой точностью и достоверностью ­автоматизированно контролировать точность сборки (сварки) кузовных элементов, даже если изделие имеет значительные отклонения от номинальной CAD­модели (вследствие погрешностей позиционирования листовых деталей в процессе сборки, а также различных деформаций и пружинения деталей). Как и другие методы измерения в PowerISPECT, эта последовательность может быть полностью запрограммирована, смоделирована и отредактирована в офлайн­режиме. В процессе измерений PowerINSPECT автоматически адаптирует координаты второго замера в соответствии с фактическим положением измеряемой кромки, выявленным в процессе первого замера. Для того чтобы в сгенерированном в PowerINSPECT отчете можно было легко отобразить результаты обмеров методом «в два касания», в стили визуализации погрешностей был добавлен еще один графический элемент, обозначающий отклонение фактической точки выполнения замера от номинального положения. Если пользователь PowerINSPECT применяет для отображения погрешностей традиционную схему цветового кодирования в виде цветных точек (так называемую конфетти), то отклонение координат точки измерения может отображаться непосредственно возле них. Кроме того, если отклонения выводятся в виде линейных столбцов, значение отклонения точки измерения также может быть отображено рядом с ними. В любом случае пользователь может очень быстро визуально выявить величину отклонений в каждой точке и четко локализовать проблемные области.

Для автоматизации процесса измерений и вычисления неявно определяемых геометрических параметров в PowerINSPECT есть понятие типовых геометрических элементов (плоскости, окружности, цилиндры, сферы и т.д.). В PowerINSPECT 2013 R2 была добавлена поддержка измерений эллипсов и открытых торических поверхностей (колец). Эллипсы необходимы для описания линии пересечения конических (цилиндрических) поверхностей с плоскостью. Торические поверхности позволяют описывать геометрию различных трубопроводов, внутренних каналов круглого сечения и элементов корпусов. Благодаря этому значительно расширилась область применения CAI­системы. Это также позволило разработчикам улучшить функционал для работы с поверхностями вращения. Например, при работе с торической поверхностью PowerINSPECT автоматически отобразит на 3D­модели образующую окружность и характерные для тора диаметры.

При создании последовательностей замеров для стационарных КИМ с ЧПУ и станков с ЧПУ, оснащенных прецизионными контактными измерительными системами, очень важно обеспечить надежность (безопасность) и эффективность управляющих программ, так как любые столкновения чреваты дорогостоящими поломками. Для трехмерной визуализации процесса выполнения замеров в PowerINSPECT используются точные 3D­модели КИМ, измерительного щупа, крепежной оснастки и CAD­модели изделия. В процессе компьютерной симуляции пользователь имеет возможность ускорять или замедлять процесс, чтобы досконально исследовать все участки управляющей программы на возможные столкновения. В том случае, если по какой­то причине пользователь изменил траекторию щупа на каком­либо участке управляющей программы, он может запустить выполнение 3D­симуляции на неизмененных участках в ускоренном режиме, а затем замедлить процесс для детального изучения отредактированной части траектории.

Одним из существенных усовершенствований в 2014­й версии PowerINSPECT стала улучшенная поддержка головки Renishaw PH20 с контактным триггерным датчиком. Этот датчик использует все преимущества пятиосевого позиционирования измерительного щупа, что позволяет обмерять детали сложной формы всего за один установ на стационарную КИМ с ЧПУ. Благодаря этому не требуется изготовление вспомогательной крепежной оснастки и исключаются погрешности повторного базирования.

В 2014­й версии PowerINSPECT разработчики усовершенствовали пользовательский интерфейс программы, и в результате он стал интуитивно более понятным, а также простым в освоении и использовании. Сделано это было из­за того, что в последних версиях PowerINSPECT существенно расширились функциональные возможности этой CAI­системы и увеличилось количество поддерживаемых типов измеряемых геометрических элементов, что потребовало переработки иконок графического интерфейса. Кроме того, у пользователя появилась возможность создавать собственные панели инструментов, что упрощает использование наиболее часто выполняемых функций. Пользователь может сохранять созданные настройки панелей инструментов в файл, чтобы затем с его помощью перенести привычную программную среду на другой компьютер.

В процессе измерений двумерные элементы всегда проецируются на базовую плоскость. Например, если измеряется цилиндричес­кое отверстие, выполненное по нормали к поверхности, пользователю необходимо знать его диаметр и глубину. Новая версия PowerINSPECT позволяет создать в дереве последовательности измерений комбинированный элемент, объединяющий в себе базовую плоскость и двумерный примитив (окружность, прямоугольник и т.п.). Такой подход позволяет исключить из автоматически генерируемых отчетов избыточную информацию о базовых плоскостях, особенно в тех случаях, когда их ориентация очевидна и не требует пояснения. В результате упрощается дерево последовательности измерений, а автоматически сгенерированные отчеты содержат только действительно важную информацию.

Использовать комбинированные элементы в дереве последовательности измерений особенно выгодно в процессе итерационной настройки и регулировки сложных сборок. Комбинированные элементы позволяют быстрее и проще переходить назад и вперед между последовательными измерениями. В частности, если пользователю необходимо повторно измерить только высоту цилиндра, а не его диаметр и положение в пространстве, теперь будет достаточно измерить повторно только один интересующий параметр — высоту. Изначально такой сценарий измерений предназ­начался для точного базирования деталей на станке с ЧПУ, но его можно успешно использовать в любых случаях, когда пользователю нужно точно отрегулировать требуемое положение детали в сборке.

В процессе измерений для пользователя незамедлительно отображается широкий спектр вспомогательной информации, например номинальный размер и фактическое отклонение. Благодаря этому оператор КИМ может быстро принять решение о целесообразности выполнения оставшейся последовательности замеров. В случае выявления ошибок на ранних стадиях процесса это исключает потери времени на рутинное бессмысленное выполнение всей оставшейся последовательности измерений.

В PowerINSPECT 2014 пользователь может сохранять данные калибровки конкретного измерительного щупа в специальную базу данных, чтобы впоследствии иметь возможность отслеживать техническое состояние оборудования и снизить вероятность ошибок.

САПР и графика 5`2014