CATIA V5 для технологической оснастки
Решение прикладных задач производства
12 февраля нынешнего года вышел в свет новый, 8-й релиз CATIA V5. Возможности системы возросли в очередной раз. С каждым новым релизом в CATIA V5 появляется все больше новых модулей, все больше функциональных возможностей. Это объясняется тем, что CATIA V5 — новый продукт, который сегодня активно набирает функциональность. С появлением 8-го релиза CATIA V5 стал содержать уже 119 продуктов. Публикация в «САПР и графика» (№ 9’2001) уже знакомила читателей журнала с возможностями CAM-модулей CATIA V5. В настоящей статье мы продолжим разговор о CAM-модулях и расскажем о некоторых новых возможностях CATIA V5. Наиболее интересным этот материал может быть для тех, кто занимается изготовлением технологической оснастки, так как новые возможности CATIA V5 позволяют решать некоторые специфические задачи, чаще всего встречающиеся именно при производстве штампов и пресс-форм.
Новые модули
Core and Cavity Design. Этот модуль специально предназначен для конструкторов
оснастки. Он служит для поиска линии разъема на детали. При помощи этого модуля
можно разбить деталь на пуансон и матрицу. Если количество разнимаемых частей
пресс-формы больше двух, то система поможет разбить деталь на нужное количество
разнимаемых поверхностей. Кроме того, данное приложение поможет найти направление
движения для разнимаемых частей, что особенно полезно для создания сложной технологической
оснастки, поскольку позволяет обнаружить все теневые зоны и определить направление
движения разнимаемых частей. 
STL Rapid Prototyping. Данный модуль, являющийся очень полезным инструментом
для создания и редактирования файлов в формате stl, предназначен для тех, кто
использует возможности стереолитографии для создания прототипов изделия.
NC Manufacturing Review. Этот новый модуль цехового уровня из группы CAM-модулей
предназначен для визуализации и редактирования программ ЧПУ. С его помощью можно
просматривать программы в формате CATIA V5, CATIA V4, APT file, CL file, ISO
Code. Предусмотрена также функция Multi-CAM reviewer для визуализации программ
ЧПУ из других CAM-продуктов, позволяющая использовать богатые возможности визуализации
CATIA V5 для проверки подобных программ. Такой инструмент может быть полезен
самым разным специалистам: для руководителя отдела, в котором создаются программы
ЧПУ, — это инструмент для контроля программ; для мастера или оператора станка
— это самая исчерпывающая информация об обработке изделия. Простой интерфейс
и оптимальный набор функций облегчают работу с этим модулем тем, кто непосредственно
не создает программы ЧПУ, но использует их для работы.
Advanced Machining. В этом модуле, предназначенном для самого широкого круга пользователей, собраны воедино все возможности CATIA V5 по созданию программ ЧПУ для фрезерования в 2,5-5 осях. Модуль содержит 36 различных стратегий обработки, большинство из которых заключает в себе от 2 до 9 разновидностей стратегий. Одних только разновидностей черновых стратегий обработки целых 16!
 |
|
Новые возможности системы
Кроме перечисленных выше модулей, в CATIA V5 включены и другие инструменты
для специалистов, работающих в различных областях машиностроения. А для тех,
кто конструирует и изготавливает оснастку, можем добавить, что и старые модули
обогатились новыми функциями. Например, в модуле Mold Tooling Design (проектирование
пресс-форм) появилась функция быстрого создания ползунов и направляющих, что
необходимо для сложной оснастки. Добавлены новые каталоги и расширены старые.
Дополнены инструменты твердотельного и поверхностного моделирования. Появились
дополнительные настройки для чтения данных в форматах Unigraphics, Pro/ENGINEER,
I-DEAS, Solid Edge, SolidWorks. Улучшены возможности для обработки в режиме
сборки. Практически каждый модуль CATIA V5 обогащен новыми функциями.
|
|
Решение прикладных задач производства
Для того чтобы яснее понять возможности системы, рассмотрим некоторые задачи, с которыми сталкиваются технологи-программисты.
На производстве оснастки технологу-программисту приходится решать самые разные задачи. Давайте посмотрим, как можно решить некоторые из них при помощи CATIA V5.
|
|
Задача 1
Требуется отфрезеровать деталь. Заготовка получена литьем и имеет достаточно сложную форму. Подобная задача часто встречается при изготовлении крупных штампов. Для проведения черновой обработки требуется модель заготовки. Существует три варианта решения этой проблемы:
- Модель заготовки строится технологом по чертежам отливки. На первый взгляд, это наиболее правильное и логичное решение, но оно не всегда возможно. В реальной жизни обычной является ситуация, когда чертеж отливки недостаточно подробен или отливка не соответствует чертежу. Другими словами, построить заготовку не представляется возможным. Это не настолько редкий случай, чтобы оставлять его без внимания. Кроме перечисленных проблем есть еще одна: качество модели заготовки может зависеть от квалификации технолога-программиста, который ее строит. Некачественная модель заготовки может стать причиной поломки инструмента, порчи детали или даже станка. Если же в распоряжении того, кто будет строить по чертежам отливки модель заготовки, нет достаточно мощного инструмента поверхностного моделирования, то построить модель тоже не всегда возможно. На поверку оказывается, что это решение связано с рядом проблем и не всегда применимо.
- Второе решение можно назвать универсальным, поскольку его можно использовать практически всегда. Заготовка создается в виде простой призмы по максимальным габаритам отливки. В этом случае практически наверняка можно избежать столкновения инструмента с заготовкой на ускоренном ходу, что возможно в предыдущем случае, так как объем заготовки заведомо больше объема реальной отливки. Недостаток этого решения в том, что массу рабочего времени станка можно потратить на «фрезеровку воздуха». Кроме того, существует опасность отфрезеровать прижимы и другие приспособления.
- Третье решение — создание заготовки по оцифровке. На измерительной машине можно получить облако точек, по которому в дальнейшем строится объемная модель. Здесь проблема заключается в том, что построить подобную модель достаточно сложно, а CATIA V5 позволяет быстро решить эту задачу своими средствами.
В CATIA V5 имеется специальный формат данных *.cgr, который используется для
самых разных целей, например для вычисления ометаемого объема механизма, упрощенной
визуализации сборок, имитации съема материала при фрезеровке или точении и т.д.
В этом формате хранится объемное представление геометрии, в частности с его
помощью можно мгновенно создать трехмерную заготовку по облаку точек. 8-й релиз
CATIA V5 предоставляет возможность использовать данные в этом формате в качестве
заготовки для фрезерования. Следовательно, мы можем решить указанную задачу.
|
|
Задача 2
Обрабатывается пресс-форма, а точнее ее пуансон. Заготовка закреплена при помощи
прижимов, под которыми после черновой обработки остались недоработанные зоны.
Требуется после черновой обработки закрепить прижимы в других местах и удалить
оставшийся под прижимами металл. Подобные зоны доработки бывает достаточно сложно
определить и учесть при обработке, что приводит к поломке инструмента и браку.
Рассматриваемый случай достаточно прост, встречаются случаи и более сложные.
Бывает, что деталь обрабатывается не целиком, а по частям (зонам), и тогда есть
риск не учесть оставшийся материал и испортить инструмент. В CATIA V5 предусмотрена
функция вычисления зон доработки, позволяющая вычислить зоны, где остался материал
после обработки инструментом определенного диаметра. Такие зоны можно доработать
инструментом меньшего диаметра. Однако подобный алгоритм не учитывает зоны,
которые остаются вследствие других причин, подобных той, что имеет место в рассматриваемом
случае. Данная проблема тоже решается при помощи формата *.cgr. CATIA V5 может
записывать результат визуализации обработки в файл с данным расширением. Если
использовать этот файл как заготовку для последующей обработки, то такая задача
легко решается. Обратите внимание, что в CATIA V5 в режиме визуализации съема
материала можно отображать не только обрабатываемую деталь.
Примеры этих двух задач показывают, что CATIA V5 может решать достаточно специфические
проблемы производства оснастки.
|
|
Задача 3
Это задача скорее не технического, а организационного характера. На предприятиях
обычной является ситуация, когда обработку одной детали ведут два и более технолога-программиста.
Это может быть связано с тем, что их работа организована в две смены. Часто
технологу приходится продолжать работу, начатую другим. Причин, почему возникают
подобные ситуации, много. Конечно, лучший вариант, когда обработку детали ведет
один человек — в этом случае проконтролировать наличие программ для обработки
проще. Но что делать, если число программ, которые создает технологический отдел,
велико, а проконтролировать, какая часть работы уже сделана, сложно? Оптимальным
выходом здесь может стать использование PDM, но мало кто в России имеет подобные
продукты. Можно вести базу программ, но этот вариант не решает проблему, поскольку
данные в базе могут не соответствовать действительности. Требуется база с ассоциативной
связью с CAM-модулем, так как при отсутствии такой связи точность данных не
гарантирована. Средствами CATIA V5 решить эту задачу достаточно просто. Правильнее
сказать: идеология системы такова, что подобная проблема практически невозможна.
Дело в том, что ядро CATIA V5 (оно называется CNEXT) уравнивает в правах геометрические
данные и процессы. Все процессы обработки (программы) хранятся в дереве построений
(спецификации). При работе становится видно, что рядом с обрабатываемой геометрией
находится дерево построений, которое содержит раздел геометрии, раздел для хранения
данных об обработке и раздел ресурсов, используемых для операций обработки (инструмент,
оборудование). Это дерево носит название PPR (процесс, продукт, ресурс). Таким
образом, система позволяет хранить всю информацию об обработке детали или сборки
в едином дереве построений.
|
|
Задача 4
Последняя из рассматриваемых задач перекликается с первой и тоже связана с
использованием данных оцифровки. Суть задачи заключается в следующем: требуется
создать точную копию какого-либо объекта на основе его оцифровки. Подобная проблема
возникает, например, при необходимости получения копии пресс-формы. Стандартный
путь решения — это построение средствами поверхностного моделирования модели
по облаку точек, а затем обработка восстановленной поверхности. Для решения
средствами CATIA V5 можно воспользоваться новым модулем быстрого восстановления
поверхностей (см. выше). Но есть и другой способ — создать программу для обработки,
минуя процесс построения поверхностной геометрии. CATIA V5 может создать по
облаку точек сетку из треугольников (тип объекта tessellation), которую можно
фрезеровать. Конечно, для получения качественной поверхности при фрезеровании
точность оцифровки должна быть достаточно высокой, но такие возможности системы
позволяют быстро делать копии по оцифровке.
|
|
Заключение
Чуть более года назад в CATIA V5 появились собственные CAM-приложения. К 8-му релизу возможности системы достигли такого уровня, что позволяют решать сложные задачи производства технологической оснастки. К таким возможностям можно отнести мощную визуализацию процессов обработки, большое количество стратегий обработки, обработку сборок, наличие редактора программ и специализированных приложений для конструкторов пресс-форм и штампов и т.д.; кроме того, имеется широкий набор приложений со сквозной параметрической связью. Благодаря этим возможностям CATIA V5 позволяет автоматизировать весь цикл проектирования и производства оснастки и решать весьма специфические задачи данного типа производства. С выходом 8-го релиза CATIA V5 можно уверенно говорить о том, что появился новый, мощный, современный инструмент для всего цикла производства технологической оснастки.
«САПР и графика» 5'2002
