10 - 2021

Эмулятор трубогиба с ЧПУ — полезное практическое применение системы ГеММа-3D.Верификатор


Валерий Зиняев, ведущий специалист НТЦ «ГеММа»
Александр Леонтьев, ведущий программист НТЦ «ГеММа»
Александр Леонтьев, ведущий программист НТЦ «ГеММа»

При использовании сложного цифрового оборудования в современном машиностроительном производстве возникают риски его повреждения при отладке управляющих программ. Для того чтобы исключить аварийные ситуации, а также для проверки управляющих программ на виртуальном, а не на реальном оборудовании предназначены различные системы верификации, в том числе отечественная система ГеММа­3D.Верификатор.

Традиционно системы верификации используются для фрезерных, токарных, электроэрозионных станков и роботизированных комплексов. Преимуществами системы ГеММа­3D.Верификатор являются ее гибкость в применении и невысокая цена. Эти преимущества, наряду с мощным функционалом, позволяют создавать простой, наглядный и интуитивно понятный интерфейс, адаптируемый под верификацию технологических процессов для узкоспециализированного, нетрадиционного (для дорогих систем верификации) оборудования. При этом с целью эргономизации работы пользователя могут быть созданы специализированные конфигурации системы, предназначенные для определенного вида оборудования и исключающие неиспользуемый функционал.

По заказу компании ООО «СТАНКИСТАРК» г.Тольятти (www.stanki­stark.ru) была разработана конфигурация «ТРУБОГИБ» системы ГеММа­3D.Верификатор, предназначенная для эмуляции работы нового современного станка с ЧПУ — STARK CNC63L, применяемого для автоматической гибки труб различного сечения. Основными задачами разработки были точный контроль последовательности выполнения управляющих программ гибки и проверка возможных столкновений трубы с подвижными и неподвижными компонентами станка и элементами оснастки. Дополнительно была поставлена и решена задача разработки управляющих программ гибки непосредственно в среде верификатора. Фактически была разработана небольшая специализированная САМ­система.

Основное окно редактора конфигурации «ТРУБОГИБ» системы ГеММа­3D.Верификатор включает дерево проекта, редактор управляющих программ и окно эмуляции технологического процесса гибки (рис. 1). Дерево проекта содержит описание двух основных элементов, составляющих процесс верификации. Это описание компонентов станка, имеющих кинематические связи, которые обеспечивают взаимное перемещение компонентов относительно друг друга в заданном направлении и в ограниченном конструкцией и кинематикой станка диапазоне. Другим элементом дерева является описание технологического процесса, включающего компоненты заготовки трубы, полуфабриката исходной геометрии, используемой для сравнения результата гиба с целевой геометрией, инструменты, включающие описание комплекта оснастки для выполнения текущего технологического процесса, последовательность управляющих программ и задание условий проверки столкновения компонентов.

Рис. 1. Эмуляция процесса гибки трубы в системе Гемма-3D.Верификатор по управляющей программе

Рис. 1. Эмуляция процесса гибки трубы в системе Гемма-3D.Верификатор по управляющей программе

Встроенный редактор подготовки управляющих программ обладает всеми необходимыми функциями, позволяющими пользователю быстро и наглядно создавать все возможные варианты гиба трубы (рис. 2). Процесс подготовки управляющей программы происходит в интерактивном пошаговом режиме с возможностью сохранения результата в файл специального формата для станка. Результат гиба по подготовленной управляющей программе отображается на экране, причем каждый ее шаг может быть проверен и отредактирован. Кроме того, редактор системы ГеММа­3D.Верификатор позволяет открывать и редактировать ранее созданные управляющие программы.

Рис. 2. Редактор подготовки управляющей программы гибки трубы с интерактивным отображением процесса

Рис. 2. Редактор подготовки управляющей программы гибки трубы с интерактивным отображением процесса

Полученная в результате гиба модель трубы наряду с управляющей программой может быть экспортирована в формат STL и сохранена в файловом архиве. Помимо этого созданная модель трубы может быть использована как целевая геометрия для сравнения с результатом гиба по управляющей программе (рис. 3). С целью обеспечения взаимного и точного позиционирования импортированной модели трубы относительно модели редактора программы в системе предусмотрен целый набор инструментов для совмещения их положения.

Рис. 3. Редактор для совмещения положения и проверки соответствия целевой геометрии трубы с полученной управляющей программой

Рис. 3. Редактор для совмещения положения и проверки соответствия целевой геометрии трубы с полученной управляющей программой

В конфигурации «ТРУБОГИБ» предусмотрен вывод технологического эскиза для оператора станка в формате HTML. Он содержит эскизы и информацию по результатам гиба, а также последовательность шагов управляющей программы. Помимо этого реализован вывод параметров станка в табличном формате *.cvs для предварительной отладки и настройки оборудования.

При эмуляции процесса гибки обеспечивается контроль столкновений всех движущихся и неподвижных компонентов станка между собой, а также с компонентами технологического процесса, такими как заготовка и оснастка, и вспомогательными инструментами, участвующими в технологическом процессе гиба. При этом для каждой пары компонентов могут быть заданы индивидуальные условия проверки. Результат проверки столкновений с указанием причины фиксируется в журнале системы, соответствующий кадр программы подсвечивается в редакторе для удобства дальнейшей корректировки (рис. 4).

Рис. 4. Контроль столкновений всех компонентов технологического процесса и элементов оборудования

Рис. 4. Контроль столкновений всех компонентов технологического процесса и элементов оборудования

Реализация системы верификации для специализированного гибочного оборудования показывает, что возможность ее применения может быть значительно шире в тех областях производства, где ранее такие системы не использовались. Для производителей специализированного станочного оборудования с ЧПУ может быть разработана система контроля работы как для серийно выпускаемых станков, так и для разрабатываемого оборудования. Подобные системы контроля могут поставляться совместно со станками и эффективно использоваться как для проверки управляющих программ, с целью предотвращения возможных аварийных ситуаций, так и для обучения операторов такого оборудования.