4 - 2001

Технологии CAD/CAM Cimatron для прошивной и проволочной электроэрозионной обработки

Алексей Пелипенко, Виктор Молочник

В данной статье мы хотим подробнее осветить тему подготовки электроэрозионной обработки, затронутую в статье «Производительность в подготовке производства: уникальные решения от компании Cimatron» («САПР и графика» №1’2001). Дело в том, что последние технические достижения в области высокоскоростной фрезерной обработки, все более широкое применение алюминиевых формообразующих деталей оснастки, многокоординатных фрезерных станков с ЧПУ и некоторые другие факторы привели к отставанию по общим срокам подготовки производства и непосредственно производства в случае применения электроэрозии вместо фрезерования. Понимая это, компания Cimatron предложила высокопроизводительный модуль QuickElectrode, входящий в комплекс QuickTooling (быстрая подготовка инструментального производства), а также ряд других специализированных программных средств.

Основными задачами, решаемыми QuickElectrode, являются:

  • определение зон прожига, минимальных габаритов электродов (и их заготовок) и безопасных расстояний от формообразующих поверхностей до поверхностей основания/державки электрода;
  • проектирование моделей электродов путем применения функций по автоматическому созданию формообразующих поверхностей электродов, поверхностей основания, поверхностей расширения и замыкания формообразующих поверхностей (необходимых, например, при прожиге элементов оснастки, формирующих ребра жесткости детали), комплекса переходных поверхностей по задаваемым правилам (рис. 1);
  • полностью автоматическое формирование чертежей электродов (рис. 2); карт наладки прошивного станка; операционных эскизов; документов для заказа заготовки электрода с графическими эскизами; сводных документов с информацией (обо всех заготовках электродов, используемых для обработки детали, и их размерах, о расположении зон прожига, параметрах обработки (искровой зазор, тип траектории обработки, например осцилляция), степени готовности каждого электрода); графических документов с эскизами электродов и указанием их расположения относительно обрабатываемой детали;
  • передача геометрических элементов электродов в CAM-подсистему Cimatron, обеспечивающую использование средств INC (Intelligent NC — интеллектуальное программирование станков с ЧПУ).

QuickElectrode обеспечивает выполнение всего комплекса работ на основе моделей, спроектированных в Cimatron, или на основе поверхностных геометрических моделей, передаваемых из различных CAD-систем, без необходимости их «лечения». QuickElectrode предоставляет реалистичные средства анимации процесса прожига заготовки, обеспечивает одновременное проектирование электродов для прожига одной детали несколькими специалистами и имеет развитые средства настройки под конкретные производственные особенности.

Автоматическое формирование документов различного типа обеспечивается возможностью задания комплекса таких настроечных параметров, как формат основной надписи документа (рамки), состав заполняемых полей, цвета, типы линий, имена и номера слоев расположения геометрических элементов моделей электродов, имена файлов по умолчанию для моделей электродов, материал, тип траектории движения электрода, искровой зазор и др. Масштаб проекционных видов определяется системой автоматически в зависимости от формата чертежа. Все задаваемые при работе параметры выводятся в соответствующие документы, формируемые в подсистеме черчения CAD/CAM Cimatron и в Microsoft Excel (рис. 3).

Помимо прошивной электроэрозионной обработки важное место в подготовке производства занимает проволочная электроэрозия. Проволочная электроэрозия используется как для обработки деталей основного производства, так и для изготовления деталей технологической оснастки из твердых сталей, участки которых неудобно обрабатывать фрезерованием. В частности, проволочная электроэрозия применяется для получения на детали внутренних острых углов, достаточно малых радиусов либо в случаях, когда обрабатываемая глубина детали или электрода представляет трудности для фрезерования. Поскольку проволока, в отличие фрезерного инструмента, не подвергается постоянному износу, она гарантирует точность обработки независимо от ее сложности.

Приложение Cimatron для проволочной электроэрозионной обработки WireEDM предлагает для сегодняшнего инструментального производства гибкое и функциональное решение, которое не зависит от «возраста» или типа применяемого электроэрозионного станка. Модуль проволочной электроэрозии в Cimatron специально спроектирован так, чтобы было просто и быстро получать 2- или 4-осевые траектории инструмента с помощью прогрессивных методов. Модуль представляет собой Windows-приложение, использующее OpenGL для регенерации графики, и имеет пользовательский интерфейс с выразительными иконками и инструментальными панелями. В приложение встроены все основные типы электроэрозионного оборудования (AGIE, CHARMILLES, SODICK, ONA, MITSUBISHI, FANUC) с оптимизированными таблицами технологических параметров.

Приложение WireEDM может применяться как самостоятельный продукт или как модуль внутри CAD/CAM Cimatron. Как самостоятельный продукт приложение позволяет создавать и модифицировать необходимую геометрию, а также импортировать геометрические данные из других CAD-систем через форматы IGES или DXF. При работе в составе Cimatron модуль автоматически загружает необходимую геометрию, а пользователю предоставляются средства для ее редактирования. Кроме того, предлагаются такие функции, как переход на неограниченное число шагов по дереву операций (undo/redo), интеллектуальная обрезка проволоки, вывод на печать с предварительным просмотром, специальная функция создания зубчатых колес (шестерен) и т.п.

Функция управления в модуле WireEDM — Менеджер траекторий — дает возможность простого создания процедур обработки. Эти процедуры являются комбинацией геометрических и технологических данных, представляемых в виде логического дерева. Любая комбинация данных легко может быть создана либо изменена на том или ином этапе работы. Набор процедур и их параметров может быть сохранен в виде темплейта (как и во всех NC-процедурах Cimatron) и применен позже для обработки другой геометрии. Использование этих возможностей позволяет сохранять описание всего процесса обработки и применять его повторно неограниченное число раз. При манипуляции геометрическими данными и процедурами в Менеджере траекторий (то есть при создании, редактировании, переносе, копировании или удалении) можно использовать стандартные функции Windows — copy, cut, paste, drag and drop.

Применение опции сортировки по фазам работы позволяет группировать процедуры по типам и выполнять, например, все черновые операции (по всей геометрии) перед оставшимися чистовыми операциями. Применение опции сортировки по геометрии позволяет сгруппировать и выполнить процедуры для обработки определенных геометрических элементов, прежде чем процесс проектирования будет осуществляться далее. Опции сортировки могут использоваться на любом этапе работы.

Приложение WireEDM от Cimatron поддерживает все возможные режимы обработки для плоских деталей с множеством контуров и заданием наклона проволоки. В 4-осевом режиме оно обеспечивает быстрое и удобное проектирование UV-контура с использованием специальных функций и 4-осевой синхронизации: XY- и UV-контура. Опция No-Core-Cut позволяет выполнять автоматическую черновую операцию с учетом предварительного сверления для ввода проволоки. При этом точки остановов и точки выполнения технологических команд указываются на экране графически в интерактивном режиме.

В процессе создания модели детали пользователь может выполнять ее визуализацию в виде тонированного твердотельного объекта, перемещать ее, масштабировать или вращать с использованием стандартных графических операций. Производимые изменения (высоты детали, угла наклона проволоки или синхронизации контуров) автоматически отображаются на графической модели. Управление изображением может также применяться для реалистичной имитации процесса электроэрозионной обработки детали (рис. 4).

Модуль WireEDM Cimatron эффективно помогает пользователю при создании сложных траекторий инструмента. Настроечные таблицы для каждого типа станка и IMS-постпроцессоры помогают в создании компактных управляющих программ. Модуль WireEDM автоматически распознает пуансоны, матрицы, линии и поверхности разъема, помогая четко представить вид каждой детали. Пользователь может задать проходы для черновой или чистовой обработки, в то время как приложение устанавливает требуемые параметры и автоматически создает соответствующую траекторию. Многоконтурный выбор геометрии осуществляется с помощью «резиновой рамки», приложение распознает острова, открытые или замкнутые контуры.

Рассмотренные программные средства от компании Cimatron — это надежные, гибкие и простые в использовании приложения. Созданные для сокращения общего времени подготовки производства, они в конечном счете повышают эффективность использования электроэрозионного оборудования. Поставку и внедрение этих средств на предприятиях стран СНГ осуществляет АО «Би Питрон», обладающее опытом работ по автоматизации подготовки производства, а также имеющие квалифицированный персонал.

«САПР и графика» 4'2001