12 - 2014

Новое в программировании ЧПУ с ADEM CAM Expert

Андрей Быков, Рифкат Карамов

Мы уже знакомили читателя с модулем системы ADEM под названием CAM Expert. Основное назначение модуля — автоматическое представление детали системой технологических объектов и создание технологических маршрутов и управляющих программ механообработки.

Модуль ADEM CAM Expert довольно бурно развивается и за последнее время претерпел существенные изменения и дополнения.

Изначально он был разработан для плоской (2,5x) фрезерной механообработки. На втором этапе модуль уже включал электроэрозионную и лазерную обработки, а также сверлильно­расточные технологии. Чуть позже появилась токарная обработка.

Сегодня реализованы многопозиционная фрезерная и токарно­фрезерная обработки.

Чем же отличается работа технолога­программиста при традиционном проектировании и при работе с CAM Expert?

При обычном программировании технологических операций и переходов технолог должен указывать все обрабатываемые контуры и поверхности, а также все контрольные контуры и поверхности. При работе с моделями, состоящими из сотен и тысяч поверхностей, подобный процесс становится сверхтрудоемким.  Более того, требуется вводить большой объем числовых данных для каждого технологического перехода: режимы резания, параметры инструмента и т.д.

Модуль CAM Expert значительный объем рутинной работы берет на себя, снижая при этом риск внесения ошибок. В основе модуля лежит методика распознавания технологических объектов и их параметров по трехмерным моделям деталей.

Так как наши пользователи работают не только с моделями, созданными в ADEM, но и с проектами из других CAD­систем, указанная методика обладает свойством инвариантности к способам и истории построения 3D­моделей. Здесь уместно также напомнить, что ADEM — это интегрированный CAD/CAM, который обладает уникальной возможностью независимого от истории прямого редактирования моделей из других систем.

Начнем описание работы CAM Expert с примера многопозиционной фрезерной обработки.

Как правило, под эту технологию подходят конструкции, описываемые стандартными технологическими элементами типа «уступ», «паз», «стенка», «колодец», «окно», «отверстие», «поверхность». Но, в отличие от обычных объектов для фрезерования, располагаются эти конструктивные элементы под разными углами по отношению к направлению шпинделя станка.

Во времена, когда еще не было поворотных столов и шпинделей, для обработки каждой зоны (направления) требовалась переустановка детали на станке. Сегодня этот процесс автоматизирован.

На рис. 1 приведена простейшая модель детали для многопозиционной фрезерной и сверлильной обработки.

Если пользователь включит опцию «Зона», которая инициирует многопозиционный способ, то первое, что сделает CAM Expert, — предложит список рекомендуемых для обработки зон. Список можно просмотреть совместно с автоматической визуализацией положения детали в пространстве. Можно удалить лишние зоны, добавить новые, указывая курсором на плоские и криволинейные грани модели.

Следующее действие — запуск распознавания. Есть возможность настройки параметров распознавания, но не будем на этом останавливаться. Перейдем сразу к результатам.

Рис. 1. Деталь для многопозиционной обработки

Рис. 1. Деталь для многопозиционной обработки

Рис. 2. Предварительный просмотр результатов распознавания

Рис. 2. Предварительный просмотр результатов распознавания

Предварительный просмотр позволяет увидеть комбинацию конструктивных технологических элементов, которыми CAM Expert представил деталь (рис. 2). Если пользователь не согласен с результатом (а мы с вами знаем, что сколько технологов, столько и будет вариантов техпроцесса изготовления), то можно совершить следующие действия:

  • изменить таблицу зон;
  • изменить параметры распознавания;
  • удалить ненужные технологические объекты.

При получении требуемого результата можно перейти к следующей стадии — автоматическому получению маршрута изготовления. На этом этапе тоже возможно внесение изменений в предполагаемый результат. Например, технолог может переопределить инструменты, которые модуль CAM Expert подобрал по результатам распознавания, а также дополнить базу данных инструментов, из которой происходит выбор инструмента. Если модуль не обнаружил подходящего инструмента в базе инструментов, то в списке найденных инструментов будет пометка такого инструмента, например «New! Фреза D13R1».

Маршрут обработки формируется в виде дерева проекта технологических переходов с операциями, командами, инструментами и режимами. Дерево это доступно для ручного редактирования.

Перейдем теперь к получению траектории движения инструмента и управляющей программы (рис. 3). Эту процедуру выполняет CAM­модуль, используя один из лучших в мире математических аппаратов для решения подобных задач.

Рис. 3. Получение траектории движения инструмента и управляющей программы

Рис. 3. Получение траектории движения инструмента и управляющей программы

Рис. 4. Симуляция процесса механообработки

Рис. 4. Симуляция процесса механообработки

Теперь самое время приступить к симуляции процесса механообработки. Это очень полезный этап, позволяющий произвести визуальный анализ взаимных перемещений заготовки и инструмента на всех этапах обработки. Более того, можно сравнить полученную модель с исходной (рис. 4).

Если пользователя все устраивает, то процесс программирования ЧПУ, в общем, завершен!

А что делать, если возможности настроек и редактирования параметров в CAM Expert не позволяют удовлетворить искушенные потребности опытного пользователя? Ответ очень простой. Если пользователь настолько хорошо разбирается в технологии, что видит моменты, которые можно улучшить, то ему прямая дорога поработать с параметрами модуля ADEM CAM. Уж там он всегда сможет найти нужные ему «рычаги и кнопочки» для программирования нюансов ЧПУ.

При этом технологу не придется создавать весь маршрут заново. Он может пользоваться уже сгенерированным в CAM Expert проектом, лишь изменяя необходимые ветви.

Заметим, что CAM Expert может иметь дело не только с плоской многопозиционной обработкой. Возможно программирование трех­ и более координатного фрезерования. В качестве примера приведена модель на рис. 5.

Рис. 5. Многопозиционная 3-хкоординатная обработка

Рис. 5. Многопозиционная 3-хкоординатная обработка

Рис. 6. Распознавание токарной обработки

Рис. 6. Распознавание токарной обработки

Теперь несколько слов о токарно­фрезерной обработке. Понятно, что это комбинированная обработка: на одном и том же станке и производится точение детали, и за счет фрезерной головки делаются выборки колодцев, пазов, уступов и т.п. На рис. 6 и 7 приведен характерный пример детали для токарно­фрезерной обработки.

Распознавание в модуле CAM Expert также происходит поэтапно. Вначале точение (рис. 6) — при этом в схему включаются такие объекты, как «область», «канавка», «торец». Потом распознаются элементы фрезерной обработки (рис. 7).

Рис. 7.  Распознование фрезерной 4-х координатной обработки

Рис. 7. Распознование фрезерной 4-х координатной обработки

Рис. 8. Формирование технологического процесса в формате PDF

Рис. 8. Формирование технологического процесса в формате PDF

О взаимодействии CAM Expert с модулями CAD и CAM мы упомянули. Кроме того, следует отметить, что полученное дерево проекта механообработки полезно и для модуля CAPP, который предназначен для выпуска технологической документации. На его основе может быть сгенерирован комплект ТД, включая техпроцессы, карты, ведомости, эскизы и т.п. Ведь созданное дерево содержит практически всю необходимую для этого информацию.

Одним из направлений развития модуля CAM­Expert является автоматическое формирование документации, в частности формирование технологического процесса в формате PDF (Portable Digital Format). После автоматического формирования операции CAM­Expert в маршруте обработки запускается алгоритм формирования технологической документации в формате PDF (рис. 8).

Мы рассмотрели основные приемы работы с модулем ADEM CAM Expert на простейших примерах механообработки. Возможности этого интеллектуального программного продукта значительно шире. Экспертная система постоянно развивается, охватывая всё больше стратегий и нюансов современных технологий. Но об этом в следующей статье. 

САПР и графика 12`2014