5 - 2001

Новые возможности T-FLEX CAD/CAM при обработке сложных деталей

Владимир Пирогов, Игорь Пирогов, Андрей Степанов

В начале этого года фирма АО «Топ Системы» выпустила обновление последней версии системы T-FLEX ЧПУ, что было обусловлено значительным расширением функциональных возможностей системы. В рамках статьи невозможно достаточно подробно рассказывать обо всех новшествах, но отметить наиболее важные из них просто необходимо. Начать хотелось бы с новых возможностей создания постпроцессоров. Теперь система позволяет создавать постпроцессоры для всех видов стоек ЧПУ. Таким образом, появилась возможность создавать постпроцессоры не только для стоек, поддерживающих стандарт ISO 6983, DIN 66025, но и для тех, что работают исключительно со своим внутренним языком (например, стойка ЧПУ Heidenhain TNC145C).

Под видами стоек в данной статье понимаются:

  • современные стойки ЧПУ отечественных и западных производителей, для которых достаточно табличных настроек генератора постпроцессоров системы T-FLEX ЧПУ;
  • относительно современные стойки ЧПУ отечественного и западного производства, для работы с которыми в генераторе постпроцессоров системы T-FLEX ЧПУ имеется возможность использования макросов. Ярким представителем данного вида стоек является стойка 2С42;
  • несовременные стойки ЧПУ отечественного производства, которые достаточно часто представляют собой панель оператора ЧПУ. Они широко распространены до сих пор вследствие использования на многих предприятиях устаревшего оборудования. Для этих стоек пользователь может самостоятельно создать постпроцессор в специальном сервисном модуле T-FLEX ЧПУ и затем подключить его для генерации управляющей программы (УП).

Наибольшую проблему при создании постпроцессора представляют несовременные стойки ЧПУ. Именно для разработки постпроцессоров к этим стойкам и был создан специализированный сервисный модуль, поставляемый теперь совместно с модулем генерации постпроцессоров системы T-FLEX ЧПУ.

Особенно следует подчеркнуть, что благодаря новому модулю опытный технолог-программист может подключать к системе постпроцессоры, которые он разработал ранее.

Подключение внешнего постпроцессора осуществляется в диалоговом окне, появляющемся при сохранении управляющей программы. Пользователь просто выставляет метку о подключении внешнего постпроцессора, а затем указывает место его нахождения. Сейчас вместе с системой T-FLEX ЧПУ поставляется библиотека постпроцессоров, в которую разработчики добавили и внешние постпроцессоры. Библиотека насчитывает более 100 наименований, 30 из которых являются внешними постпроцессорами. Внешний постпроцессор отличается от стандартного тем, что разрабатывается не на стойку ЧПУ, а на конкретный станок. Например, в библиотеке имеются четыре внешних постпроцессора и один стандартный для стойки Н33, которая используется с различными станками.

Другим важным новшеством являются появившиеся в системе T-FLEX ЧПУ так называемые технологические траектории. Эти траектории представляют собой набор определенных технологических команд и геометрических элементов. Соответственно этот набор можно вставить в любом месте управляющей программы. К технологическим командам относят, в частности, включение и отключение системы охлаждения, смену направления вращения шпинделя, смену инструмента и ряд других. В качестве геометрического элемента для технологической траектории используется «путь». По этому «пути» происходит, например, движение инструмента с позиционированием или без позиционирования. Также по этому «пути» может осуществляться подвод или отвод инструмента. Появились специальные диалоги, в которых задаются различные параметры, необходимые для расчета технологических траекторий.

Так, для расчета обычных траекторий токарной обработки задаются следующие параметры (рис. 1):

  • имя траектории (по умолчанию система предлагает «Траектория 1»);
  • файл с инструментом. Пользователь выбирает файл, содержащий информацию о применяющемся инструменте, который был заранее спроектирован с использованием «Редактора инструмента»;
  • припуск. Задается величина припуска — расстояние между исходным и эквидистантным контурами;
  • точность аппроксимации задается конкретным цифровым значением с размерностью поддерживаемой стойкой ЧПУ и системой управления (размерность в параметрах не указывается);
  • коррекция. Технолог-программист выбирает и задает одним из способов коррекцию на радиус инструмента;
  • количество проходов. Задается количество проходов инструмента;
  • откидка по X. Отступ инструмента от заготовки после рабочего хода по оси X;
  • откидка по Z. Отступ инструмента от заготовки после рабочего хода по оси Z;
  • и еще целый набор параметров, в том числе для машинных токарных циклов.

После задания всех необходимых параметров для расчета технологу-программисту достаточно нажать кнопку OK — и система произведет расчет траекторий. Синим цветом на рис. 2 выделены технологические траектории. После этого выбирается постпроцессор, в соответствии с которым должна сохраняться управляющая программа. Пользователь также указывает место сохранения программы обработки. Понятно, что для одной и той же детали можно рассчитать несколько УП для различных стоек ЧПУ. Это позволит наиболее полно использовать станочное оборудование.

После сохранения управляющей программы технолог-программист может визуально проконтролировать процесс изготовления детали по полученной программе. Для этого существует две возможности:

  • контроль траектории обработки в системе T-FLEX ЧПУ. В этом случае необходимо использовать штатный имитатор обработки, поставляемый в базовом модуле системы;
  • контроль траектории обработки при помощи T-FLEX NC Tracer (рис. 3). Данный программный продукт поставляется фирмой АО «Топ Системы» в трех различных вариантах. Пользователь может приобрести на свое усмотрение систему T-FLEX NC Tracer 2D, 3D или 5D. Во всех этих вариантах происходит отображение реального съема материала с заготовки. Кроме того, есть возможность осуществлять редактирование управляющей программы непосредственно в стандартах ISO 6983, DIN 66025. Программный продукт T-FLEX NC Tracer позволяет выгружать полученную в результате имитации съема материала твердотельную модель в CAD-систему. Далее пользователь может проконтролировать эту модель, построив, например, в системе

T-FLEX CAD набор сечений, разрезов и т.д.

Отдельно необходимо отметить большое количество новшеств, которые появились в объемной обработке. Особо стоит остановиться на сложной 5-координатной обработке. Среди новых возможностей данной обработки стоит упомянуть:

  • чистовую обработку твердых тел с учетом направляющей и ограничивающей кривой;
  • чистовую обработку с автоматическим расчетом врезания и выхода инструмента;
  • черновую и чистовую обработку с фиксированным, плавающим и сопрягающим вектором нормали;
  • обработку фигурной ограничивающей зоны;
  • зонную обработку инструментом любой геометрии.

Чтобы продемонстрировать возможности 5-координатной обработки, в качестве примера была выбрана деталь типа «шнек». Заказ и получение импортного шнека — достаточно дорогостоящая процедура, к тому же растянутая во времени. Наряду с этим в отечественном машиностроении имеются оборудование и оснастка, позволяющие выпускать эти детали непосредственно в России. Проблема обработки шнека связана со сложностью расчета траектории, а в дальнейшем — и получении по этой траектории УП. Некоторое время назад специалисты фирмы «Топ Системы» совместно со специалистами одного из своих заказчиков успешно осуществили разработку модели и собственно изготовление по разработанной модели одного из типовых шнеков.

Отметим, что исходя из сформулированных требований, которые выражались в пожелании клиента получить максимально простую для дальнейшей работы модель, была выбрана модель со сквозной параметризацией. Заказчик предоставил сведения о необходимой номенклатуре шнеков. На основе этой информации в системе T-FLEX CAD была создана параметрическая модель шнека (рис. 4). Изменяя переменные, можно получать разные модели шнека. В числе этих переменных:

  • изменение направления витка;
  • угол наклона задней стенки профиля витка;
  • минимальный диаметр внутреннего тела шнека;
  • максимальный диаметр шнека и ряд других параметров.

Затем в системе T-FLEX ЧПУ был спроектирован инструмент, который используется для черновой, получистовой и чистовой обработки шнека. После этого в модуле «Генератор постпроцессоров» был подготовлен постпроцессор для стойки ЧПУ заказчика. На этом подготовительный этап был завершен.

На основном этапе были рассчитаны траектории обработки шнека по технологии заказчика, что представляло наибольшую трудность. Немаловажно отметить, что в дальнейшем пользователю уже не понадобится заново рассчитывать траектории. Это связано с тем, что модель полностью параметрическая, поэтому, внося изменения в переменные модели, пользователь фактически сразу получает измененные траектории обработки и УП, которые система пересчитает автоматически. Кроме того, необходимо особо отметить, что если раньше на расчет траекторий обработки и управляющей программы подобных деталей, производившийся вручную, требовалось от одного до двух месяцев, то с использованием системы T-FLEX CAD/CAM этот процесс (включая создание параметрической модели) занял всего лишь семь дней.

Для расчета траектории необходимо было построить набор путей, которые затем были использованы в качестве вспомогательных элементов при создании 5-координатной траектории движения фрезы. В свою очередь, для расчета этой траектории была выбрана зонная 5-координатная фрезерная обработка твердотельной параметрической модели. Расчет траекторий осуществлялся по сечениям, поэтому система автоматически разбила шнек — в нашем случае на 320 сечений. Это в очередной раз подчеркивает высокую сложность и трудоемкость расчета траектории обработки для подобных деталей.

Понятно, что, прежде чем рассчитать траекторию обработки в системе T-FLEX ЧПУ, технолог-программист должен задать целый ряд параметров обработки. После расчета траекторий обработки пользователь может на экране дисплея просмотреть полученную модель шнека с рассчитанными траекториями (рис. 5). Далее достаточно задать уже созданный постпроцессор, имя УП и место ее сохранения на компьютере. После успешного завершения процесса сохранения управляющей программы пользователь имеет возможность просмотреть ее отработку во встроенном в систему T-FLEX ЧПУ имитаторе обработки (рис. 6). Можно пойти и по второму пути, уже описанному в данной статье. Система T-FLEX NC Tracer позволяет непосредственно отследить полностью процесс изготовления — со съемом материала и получением в конечном итоге твердотельной модели готовой детали.

В завершение отметим еще несколько новых возможностей системы T-FLEX ЧПУ:

  • в систему добавлена относительная система координат в виде элемента составной траектории с условным влиянием на составляющие траектории;
  • появилась возможность задания параметров в относительной системе координат, связанных с кинематикой станка;
  • появился дополнительный контроль расчета траектории во всех видах обработки. Этот контроль действует при проходе по контуру с учетом плавающей стрелки прогиба в случае использования круговой интерполяции, что позволяет существенно сократить управляющую программу, а также преобразовать плавающую стрелку, учитывая положение инструментов и другие новинки, появившиеся в последней версии системы.

Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что система T-FLEX CAD/CAM способна успешно решать в полном объеме не только конструкторские, но и технологические задачи.

«САПР и графика» 5'2001