2 - 2004

Цех на письменном столе на основе CAD/CAM-системы ADEM

Василий Семенников, Виктор Силин, Константин Карабчеев

АРМ-инжиниринг

Экоинвент

В последнее время малогабаритные системы для механообработки пользуются большой популярностью. Они полезны и эффективны не только в учебном процессе, но и в производстве. Малогабаритные (настольные) станки стали настолько совершенными, что в большинстве случаев не уступают промышленному оборудованию ни в производительности, ни в поддержке передовых технологий.

Компания Omega ADEM Technologies, разработчик пакета ADEM, на протяжении нескольких лет работает с фирмами, специализирующимися на производстве и продаже малогабаритного оборудования. Разработаны специальные средства поддержки таких станков, которые с успехом применяют как при проектировании станков, так и при дальнейшей работе с ними.

Основные партнеры Omega ADEM Technologies в этом секторе рынка — это компания из Санкт-Петербурга «АРМ-Инжиниринг» и московское предприятие «Экоинвент».

АРМ-инжиниринг

Компания в ее нынешнем виде существует с начала 2002 года. «АРМ-инжиниринг» была создана в результате объединения специалистов из Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе и ТФ «Энергия» и сегодня является разработчиком, производителем и поставщиком фрезерных станков с ЧПУ типа «Снайпер», автоматических машин для раскроя и резки листовых материалов с помощью лазера или металлического резака, а также другой высокотехнологичной машиностроительной продукции.

При создании компании было решено применять для проектирования систему CAD/CAM ADEM, поддерживающую сквозной процесс с единой конструкторско-технологической моделью, что важно для успешного взаимодействия конструкторов, технологов и других специалистов предприятия. Использование методов сквозного проектирования позволяет легко и быстро создавать чертежи, документы, описывающие совокупность процессов, а также значительно сократить сроки и повысить качество технологической подготовки производства.

Станок «Снайпер»

Станок «Снайпер»

На выбор программы решающее влияние оказали необычайная легкость освоения системы, наличие продуманной полной справки, встроенной в систему. Применяя CAD/CAM ADEM, конструктор и технолог работают рука об руку, а созданная конструктором объемная модель практически тут же переводится в чертежи и программы для ЧПУ, с учетом используемых на предприятии оборудования и инструмента. Применяя систему, специалистам компании удалось менее чем за год полностью спроектировать и изготовить четыре типа фрезерных станков, не имевших аналогов в России.

Станки проектировались в расчете на использование на мелких и средних предприятиях. В последнее время практически во всем мире начали выпускать дешевые обрабатывающие центры, преимущественно портального исполнения. Они конструктивно проще и, безусловно, обладают несколько меньшими технологическими возможностями, однако при этом отвечают потребностям значительной части потребителей. Такие станки находят неплохой сбыт, в особенности в России, испытывающей острую необходимость в современном оборудовании.

Данные станки должны сочетать в себе значительную удельную мощность привода с возможностью получения высоких частот вращения шпинделя, что особенно важно для предприятий мелкосерийного и единичного производства, где на одном и том же станке нередко приходится обрабатывать и легированную сталь, и алюминий, и другие легкие материалы.

Основное применение таких станков — это изготовление моделей для литья, пресс-форм для ЛВМ и термопластавтоматов, продукции рекламного назначения и художественных изделий, гравировка валов и поверхностей, изготовление электродов для электроэрозионной обработки и штампов. Кроме того, сегодня быстро растет спрос на 3-координатные фрезерные станки с ЧПУ для обработки дерева, которые могут иметь относительно низкую степень точности и жесткости, но очень большое обрабатываемое поле. Подобные станки применяются в мебельном производстве, в полиграфии, используются для изготовления вырубных штампов и моделей для литья.

Особенности конструкции станков

В конструкции вышеуказанных станков были учтены наиболее актуальные тенденции, характерные для металлообработки, а именно:

• высокоскоростная механическая обработка — обработка с высокими скоростями резания;

• сухая обработка — обработка без смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) или с ее минимальным использованием;

• возможность так называемой твердой обработки современными инструментами — главным образом чистовой обработки закаленных сталей (до 62 HRC) и других материалов повышенной твердости.

Высокоскоростное фрезерование стало возможным с появлением новых конструкций станков и инструментов, позволяющих снимать большой объем материала, что ведет к уменьшению времени обработки при одновременном повышении качества поверхности готовых деталей. При высоких скоростях и тяжелых режимах резания применяются станки с литыми конструкциями, рассчитываемыми методом конечных элементов, что сводит к минимуму массу этих конструкций там, где для них не требуется опора, и усиливает конструкцию там, где такая опора необходима. Подобного рода анализ позволяет предсказать статические и динамические характеристики станка, изменяя при необходимости виброхарактеристики важнейших элементов его конструкций.

Наилучшее пространственное решение для этих станков — портальная компоновка. Если станок рассчитан на высокие скорости резания и на съем значительных припусков, то для него будут более предпочтительны литые базовые детали. Многие известные фирмы, выпускающие станки, например EMAG, Studer и др., длительное время выполняют станины своих станков из полимербетона (синтеграна). Эти станки, особенно фирмы EMAG, пользуются широким спросом, что говорит об их высоких эксплуатационных качествах. Исходя из этого компания приняла решение о применении синтеграна для изготовления базовых деталей.

Следует отметить, что разработчики ADEM немедленно отреагировали на популярные тенденции в современных технологиях — уже в версиях продукта 7.хх появились специальные возможности по скоростной обработке (гладкие и трохоидальные траектории, постоянный слой снимаемого материала, постоянный сход стружки и т.д.).

Одним из основных элементов станка является стойка ЧПУ. Система управления во многом влияет на выбор того или иного станка. Данная система должна быть простой в использовании для оператора и для программиста, иметь возможности визуализации и обладать функциями интерактивности и широкими графическими возможностями. Кроме того, она должна быть совместима с характеристиками станка, в том числе в области высокоскоростной обработки.

Компания «АРМ-инжиниринг» также учитывала, что сегодня в России наблюдается дефицит опытных специалистов. Исходя из этого было принято решение о разработке и изготовлении стойки на базе стандартного компьютера, работать на котором может даже малоквалифицированный оператор.

Компьютер функционирует под управлением POSIX-совместимой операционной системы реального времени — QNX6.2. Преимущество такого подхода состоит в легкости внесения изменений и дополнений в систему управления станком в течение всего времени эксплуатации, а также в простоте проведения удаленного диагностирования станка через подключение его к Интернету.

Система ADEM с самого начала была ориентирована на полную автоматизацию получения УП на любые стойки. Для этого в системе существует модуль генератора постпроцессоров (GPP), который успешно работает на протяжении более чем 15 лет на предприятиях самых различных отраслей. В комплект оборудования входит и готовый постпроцессор на каждый из станков, созданный при помощи ADEM GPP.

Особенности применения станков типа «Снайпер»

Станки рассчитаны на применение фрез, предназначенных для высокоскоростной обработки, то есть изготовленных из цельного сверхмелкозернистого твердого сплава с высокой теплостойкостью и повышенным сопротивлением абразивному износу, так как частота вращения привода главного движения составляет от 7 до 27 тыс. об./мин, а жесткость конструкции предполагает применение скоростного фрезерования. Подача СОЖ не предусмотрена — тепло уносится мелкой раскаленной стружкой, для удаления которой предусмотрен пылеотсос с использованием промышленного пылесоса.

Наиболее приемлемыми для высокоскоростной обработки являются цанговые патроны и патроны с термозажимом, обеспечивающие закрепление инструментов относительно их хвостовиков со всех сторон. В настоящее время на станках установлены цанговые патроны с диаметром хвостовика до 8 мм.

Наилучшие результаты были получены при использовании фрез фирмы Sandvik. Скорость резания при обработке стали достигает 400 м/мин. При обработке алюминия у концевой фрезы для высокоскоростного фрезерования большого объема должно быть три стружечные канавки — именно тогда фреза становится практически идеальной для выполнения высокоскоростной обработки. Максимальная производительность при обработке алюминия при съеме припуска составляет примерно 3 куб. дюйма (45 см3) в минуту.

Характеристики станков

«Снайпер-4» предназначен для изготовления моделей для литья, пресс-форм для литья по выплавляемым моделям. Служит для выпуска продукции рекламного назначения и художественных изделий. Используется для 3-координатного фрезерования мягких материалов, не требующих высокой точности обработки.

«Снайпер-5» — это 3-координатный станок, причем одна из координат вращается. Предназначен для фрезерной обработки тел вращения и для гравировки валов.

«Снайпер-6» — 3-координатный прецизионный станок с размерами обрабатываемой зоны 420x300x100 мм. Предназначен для изготовления формообразующих элементов пресс-форм, моделей, электродов для электроэрозионной обработки штампов из разных материалов (в частности, из стали).

«Снайпер-7» аналогичен модели «Снайпер-6», но имеет две дополнительные координаты: стол для крепления обрабатываемых деталей вращается на 180x360 градусов. Размеры обрабатываемой зоны — 300x200x50 мм. Используется для изготовления формообразующих элементов пресс-форм повышенной сложности, моделей, электродов для электроэрозионной обработки, штампов.

«Снайпер-9» — у этого 3-координатного станка размеры обрабатываемой зоны 480x300x100 мм. Предназначен он для изготовления деталей, в том числе из стали. По специальному заказу возможно увеличение обрабатываемой зоны.

«Снайпер-11» тоже является 3-координатным станком с еще большими размерами обрабатываемой зоны — 600x600x120 мм. Используется для изготовления деталей из легких металлов.

В начало В начало

Экоинвент

Учебно-инженерный центр, входящий в структуру ЗАО «Экоинвент», специализируется в основном в области разработки и производства учебного оборудования и методических материалов для профессионального образования и системы повышения квалификации специалистов, занятых в различных отраслях промышленности.

Учебный класс CAD/CAM-технологий

Учебный класс CAD/CAM-технологий

Учебный центр произвел поставку учебного класса для Волгоградского государственного колледжа управления и новых технологий. Оснащение этого колледжа было осуществлено по государственному контракту на создание образцового технического колледжа в регионе. На соответствие подобному образцу будут ориентироваться в своей работе как руководители региональных технических учебных заведений, так и главы административных округов. По отзывам преподавателей колледжа, класс CAD/CAM-технологий больше похож на исследовательскую лабораторию, чем на привычное учебное помещение.

Учебное место конструктора-технолога

Учебное место конструктора-технолога

Новый класс по CAD/CAM-технологиям был смонтирован и принят в эксплуатацию под руководством заместителя директора колледжа А.Ю.Малолкина и преподавателей технических дисциплин. Рабочие места учащихся были оснащены малогабаритными настольными 3-координатными фрезерными станками немецкой фирмы Max Computer и отечественной интегрированной CAD/CAM-системой ADEM — в качестве системы конструкторско-технологической подготовки производства и системы, непосредственно управляющей данными станками. Поскольку в учебном процессе предполагалась работа двух студентов на одном станке, то получились сдвоенные места, состоящие из двух компьютеров и одного станка. Помещение класса вместило шесть таких сдвоенных мест и одно место преподавателя, для своевременной верификации работ учащихся также оснащенное компьютером с установленной на нем системой ADEM.

Кроме того, в колледже скоро начнется оборудование других классов по тем дисциплинам, которые там изучаются. Актуальность создания подобных обучающих центров подтверждает тот факт, что профессия технолога в настоящее время является одной из самых востребованных в России.

В начало В начало

«САПР и графика» 2'2004