EdgeCAM (Pathtrace Ltd) — уникальный инструмент для разработки технологии и создания программ для станков с ЧПУ

Виталий Кононов, Игорь Караулов

В чем преимущества EdgeCAM перед другими аналогичными программами

Что такое EdgeCAM сегодня

Создание геометрии детали и проектирование способа ее изготовления

Операция верификации пути инструмента

Возможности подпрограммы «Мастер Кода»

Форматы данных EdgeCAM

Заключение

В области систем создания управляющих программ для станков с ЧПУ в мире существует множество видов программного обеспечения. Подавляющее большинство этих программ являются самостоятельными, многие из них функционируют на рабочих станциях с ОС UNIX. Ранее считалось, что разработка и создание больших и сложных проектов на платформе персональных компьютеров невозможны, но в связи со стремительным развитием архитектуры и быстродействия персональных компьютеров на базе процессоров Pentium фирмы Intel разработчики пересмотрели свое отношение к персональным компьютерам. Кроме того, произошли значительные изменения в области технологии программного обеспечения для трехмерного моделирования, работающего с ОС Windows на персональных компьютерах. Особенно большие изменения в этой области произошли в 1999-2000 годах, благодаря выходу новинок программного обеспечения компании Autodesk, Inc., таких как Mechanical Desktop версии 4 и Inventor, с помощью которых компания Autodesk сместила акценты своих интересов как в сферу САПР среднего уровня, так и в сферу тяжелых САПР. Многие компании — производители профессионально ориентированных приложений, использующих графическое ядро компании Autodesk, уже выпустили приложения для Mechanical Desktop 4 и начали работы над созданием приложений для Inventor. Специалисты компании Pathtrace Ltd выпустили сразу два приложения для создания, проверки и оптимизации ЧПУ-кодов как для Mechanical Desktop 4 в 1999 году, так и для Inventor в 2000-м. В процессе работы над новой версией программы EdgeCAM специалисты компании Pathtrace Ltd не только использовали свой богатый опыт инженерной работы, но и учли недостатки уже эксплуатирующихся программ других производителей ПО для станков с ЧПУ. В результате получился простой в освоении и удобный в работе программный инструмент для создания управляющих программ для станков с ЧПУ. Версия EdgeCAM для Mechanical Desktop 4 начала продаваться еще в 1999 году, а версия EdgeCAM для Inventor в настоящее время тестируется и должна была поступить в продажу в начале апреля 2000 года. Программа EdgeCAM продается в мире уже давно. Она стала одним из самых популярных программных продуктов для создания управляющих программ для станков с ЧПУ как в Европе, так и в США и Азии. В России EdgeCAM тоже обосновалась давно. Еще во времена СССР специалисты использовали версию EdgeCAM, работая с компьютерами типа СМ ЭВМ, но до 1998 года компания Pathtrace Ltd не имела представителей на российском рынке. Заключение дистрибьюторского соглашения с АО «Русская Промышленная Компания» в 1998 году ознаменовало новый этап в деятельности компании Pathtrace Ltd на российском рынке и рынке СНГ. В настоящее время вниманию российских специалистов предлагаются версии EdgeCAM для Autodesk Mechanical Desktop 4 и для Autodesk Inventor 2.

В чем преимущества EdgeCAM перед другими аналогичными программами

Одним из основных преимуществ пакета EdgeCAM по сравнению с аналогами является то, что программа имеет несколько различных версий, как работающих с графическими ядрами Autodesk Mechanical Desktop 4 и EDS Solid Edge, так и самостоятельно работающих с операционными системами Windows и UNIX. Кроме того, у EdgeCAM есть интерфейс для работы с солидами, передаваемыми из тяжелых систем, таких, например, как CATIA. Если используется версия EdgeCAM в виде приложения к Mechanical Desktop или SolidEdge, то геометрическая модель изделия создается в этих пакетах. Все остальные операции по моделированию процесса проработки исходной формы заготовки и ее обработке, по проверке соответствия детали и модели, генерации управляющей программы для станка с ЧПУ выполняет оригинальный модуль EdgeCAM фирмы Pathtrace Ltd. В процессе покупки ПО пользователь получает сразу все версии EdgeCAM и имеет возможность сделать выбор, что использовать для работы после знакомства со всеми версиями ПО.

Другое преимущество EdgeCAM перед аналогичными программами — это избавление клиентов от необходимости платить деньги третьим фирмам за написание постпроцессоров для своего оборудования и возможность избежать дополнительных затрат и постоянной зависимости от производителей и поставщиков программного обеспечения на этапе адаптации EdgeCAM к условиям собственного производства. В поставке программного обеспечения присутствует специальная утилита, которая позволяет в режиме диалога между компьютером и инженером создать постпроцессор для любого оборудования, поддерживаемого EdgeCAM. При этом от инженера не требуется знаний какого-либо из языков программирования.

В процессе создания компьютерной модели детали и разработки исходной формы заготовки в среде Mechanical Desktop 4 или Solid Edge, после обработки этой информации модулем EdgeCAM, в стандартный файл с солидами в формате Mechanical Desktop или Solid Edge дописывается служебная информация EdgeCAM. Это никак не влияет на возможность последующего использования этих файлов для обработки и редактирования в среде Mechanical Desktop или Solid Edge, не имеющих модуля EdgeCAM. В подобных ситуациях аналогичные программы обычно создают два файла — один с графической информацией о детали, другой со служебной информацией для модуля ЧПУ. Отсутствие разделения графической и служебной информации без нарушения функциональных возможностей файла для дальнейшего модифицирования и редактирования — еще одно важное преимущество EdgeCAM перед другими аналогичными пакетами.

Что такое EdgeCAM сегодня

EdgeCAM — это пакет программ и набор сервисных подпрограмм, разработанных компанией Pathtrace Ltd. Эти программы и подпрограммы позволяют в удобной форме получать ЧПУ-коды для фрезерной, токарной и электроэрозионной обработки заготовок. Это программное обеспечение полностью совместимо с операционными системами Windows и UNIX. Оно было разработано с использованием 32-битной архитектуры. Функциональные возможности этого пакета полностью удовлетворят любого пользователя CAM-систем, а возможности его конфигурирования и пользовательский интерфейс ориентированы на пользователя, не имеющего опыта программирования. Чтобы эффективно работать с программой, пользователь должен иметь некоторый опыт в разработке технологии получения изделий с помощью станков с ЧПУ. EdgeCAM работает с пятиосным фрезерованием для черновой и чистовой обработки, пакет моделирует выполнение двухосной, соосной и радиальной, четырехосной токарной обработки, а также двух- и четырехосную обработку заготовок на электроэрозионных станках. Программное обеспечение инсталлируется так же, как и любая другая программа для Windows или UNIX. Если вы можете инсталлировать Microsoft Office, то инсталляция EdgeCAM не вызовет у вас затруднений. EdgeCAM для нормальной работы не требует дополнительных аппаратных ресурсов сверх тех, что необходимы для нормальной работы Mechanical Desktop или SolidEdge. Далее мы рассмотрим возможности пакета EdgeCAM, работающего в качестве приложения для Autodesk Mechanical Desktop.

Создание геометрии детали и проектирование способа ее изготовления

Хочется напомнить, что конфигурация детали и форма исходной заготовки могут быть созданы как с помощью средств EdgeCAM, так и с помощью инструментов трехмерного моделирования, доступных пользователям других САПР.

Использование возможностей трехмерного твердотельного параметрического моделирования для формирования ЧПУ-кода является эффективным способом повышения производительности труда и сокращения сроков проектирования технологии изготовления как отдельных деталей, так и изделия в целом. Технология работы с трехмерной моделью позволяет вести все работы параллельно, создавая технологический процесс изготовления детали одновременно с ее проектированием, а это, в свою очередь, позволяет на ранних этапах проектирования определиться с технологией изготовления изделия. Поэтому интеграция, присущая EdgeCAM и Mechanical Desktop, является очень эффективной для выполнения данного вида работ. Твердотельные модели, получаемые с помощью Mechanical Desktop, содержат значительное количество данных, необходимых для создания технологического процесса обработки детали на станках с ЧПУ.

Информация о материалах, сведения о внутренних и внешних элементах детали и пр. извлекается EdgeCAM непосредственно из модели изделия, полученной с помощью Mechanical Desktop. Истинная целостность данных о геометрии детали очень важна на этапе моделирования процесса механической обработки и достигается тем, что геометрия детали не фильтруется через транслятор при обращении пользователя к инструментам модуля EdgeCAM и возврату в Mechanical Desktop. Благодаря этому технолог может избежать многих ошибок, поскольку даже самый хороший транслятор не совершенен. Кроме того, путь инструмента связывается с деталью так, что единый файл детали используется для всего проекта — и для проектирования, и для производства. Наличие ассоциативных связей между элементами в Mechanical Desktop позволяет установить связь пути инструмента и детали и автоматически обновлять путь при изменении пользователем геометрии детали без повторного моделирования. Такая интеграция EdgeCAM и Mechanical Desktop позволяет на их основе строить высокопроизводительные системы сквозного проектирования от эскиза изделия до технологии его изготовления с использованием станков с числовым программным управлением и обрабатывающих центров.

Кроме возможности создания модели детали средствами Mechanical Desktop, EdgeCAM имеет собственные инструментальные средства для выполнения данной работы. В этом случае геометрическая форма изделия создается и редактируется с помощью меню «Геометрия» или соответствующей панели иконок в меню EdgeCAM. Используя собственное меню программы, пользователь может создавать и редактировать как твердотельные модели, проволочные модели деталей, так и сложные поверхности (типа профиля авиационных лопаток), выполненные в виде тонких оболочек. Собственный интерфейс EdgeCAM позволит пользователю получить модели изделий любой сложности и в то же время является быстрым и удобным средством создания геометрии для решения технологических задач.

После завершения процесса создания трехмерной модели изделия и формирования формы исходной заготовки пользователю необходимо оценить и выбрать способ изготовления данного изделия. Способы механической обработки изделия, такие как сверление, развертывание, цекование, нарезание резьбы, выборка карманов, могут быть сгруппированы, и после указания базовой операции и ввода соответствующих параметров приведены в действие при этом автоматически программируется большое количество переходов. В процессе работы с EdgeCAM пользователь совершает примерно в 20 раз меньше нажатий клавиатуры и кнопок мыши, чем при использовании других аналогичных программ. Если пользователь выберет инструмент перед тем, как обратиться к модулю обработки, то будет иметь дело с информацией, относящейся к определенному станку. В другом случае, если пользователь имеет уже выбранный режущий инструмент, то и представленные возможности относятся к определенному типу режущего инструмента.

Эти автоматические средства удобны, когда пользователь вынужден распределять работу между разными типами станков. Если выбранный станок не подходит для типа выбранной геометрии, то программа EdgeCAM будет информировать пользователя об этом. В качестве альтернативы пользователь может выбрать подходящий режущий инструмент из имеющейся библиотеки инструментов. Библиотека охватывает инструменты, приспособления и предварительно загруженные комплекты инструментов, а также такие вещи, как материалы, шаблоны и вкладыши. При выборе из библиотеки инструмента пользователь всегда может посмотреть характеристики конкретного инструмента и рассмотреть его возможности перед использованием. Кроме того, пользователь имеет возможность ввести собственный инструмент в библиотеку инструментов программы путем задания параметров, которые описывают инструмент, используя встроенную подпрограмму для ввода нового инструмента.

Главная панель инструментов в модуле обработки представляет различные варианты обработки, такие как зигзаг, спираль и пр. Когда пользователь выбирает что-либо из предлагаемого списка, программа через диалоговое окно запрашивает пользователя о шаге подачи инструмента или о высоте гребешка в соответствии с выбранным инструментом. Скорости подачи и резания могут быть указаны или выбраны пользователем в зависимости от материала компонента. Сформировав исходные требования и описав технологию получения изделия, пользователь может перейти к этапу проверки полученной технологии в процессе компьютерного моделирования процесса изготовления изделия.

Операция верификации пути инструмента

Верификация пути — это еще одна возможность сократить сроки разработки технологического процесса и сэкономить время и деньги. Предлагаемая программа Verify позволяет, избежав дополнительных затрат на отладку технологического процесса в «железе», на «мягкой» компьютерной модели проверить результаты работы технологов, устранить возможные ошибки и внести необходимые изменения в технологический процесс. При этом технолог, моделируя путь инструмента, может рассмотреть обрабатываемую деталь с разных сторон и визуально определиться с качеством выполненной обработки изделия.

Функция Compare позволяет сравнить обрабатываемую заготовку с моделью исходной детали. Эта операция доступна пользователю в процессе работы над технологией изготовления изделия. Подрезанные или недофрезерованные объемы заготовки изготавливаемой детали выделяются различными цветами, что помогает пользователю сориентироваться, определить место возможного дефекта и внести необходимые изменения в технологический процесс.

Возможности подпрограммы «Мастер Кода»

Создание хорошего ЧПУ-кода — главная цель всех пользователей, работающих с CAM-системами. EdgeCAM обеспечивает наиболее простой, творческий и эффективный путь достижения решения этой задачи с помощью подпрограммы «Мастер Кода». Эта подпрограмма позволит пользователям настраивать генераторы кода, используя простой шаблон, который удовлетворяет основным структурам и форматам данных, требующимся для управления станками с ЧПУ.

С помощью «тонкой настройки» генератора кода через диалог «вопрос-ответ» технолог получает требуемый результат. Простая технология drag-and-drop позволяет пользователям управлять выходным кодом согласно требованиям для используемого оборудования и дает общую независимость и гибкость по формированию исполнительных инструкций для установленного станка. Подпрограмма «Мастер Кода» дает пользователю свободу в использовании маршрутов, циклов обработки отверстий и большое количество других операций, доступных для пользовательского станка с ЧПУ.

Форматы данных EdgeCAM

Пакет программ EdgeCAM поддерживает множество форматов данных различных САПР, включая IGES и SAT для твердотельного моделирования. EdgeCAM может успешно работать с форматами AutoCAD и Solid Edge. Кроме того, он может читать файлы пакетов MicroStation, которые соответствуют формату IGDS фирмы Intergraph (этот же формат использует EMS-моделлер); помимо этого читаются файлы CATIA и других тяжелых САПР, а также большинства систем среднего уровня.

Заключение

Пакет EdgeCAM — это программный продукт, сделанный инженерами для инженеров. EdgeCAM имеет дружественный интерфейс, не требующий дополнительных знаний программирования от специалистов, работающих с этим программным продуктом. Полная интеграция пакета EdgeCAM с САПР среднего и тяжелого уровня делает его наиболее привлекательным для специалистов, как уже работающих с ним, так и собирающихся сделать выбор программного обеспечения для создания управляющих программ для станков с ЧПУ.

«САПР и графика» 6'2000