6 - 2003

Лень — двигатель прогресса, или Съест ли волк поросят

Андрей Благодаров

Уважаемые технологи-программисты и все, кто связан с подготовкой управляющих программ для станков с числовым программным управлением (ЧПУ)!

Эта статья для вас. Очень надеюсь, что она поможет вам в оценке программного обеспечения для подготовки процесса механообработки и получения готовых изделий или сопутствующей оснастки на станках с ЧПУ.

По собственному опыту знаю, что повторяющихся ежедневно, а то и ежечасно действий при подготовке управляющих программ очень много. Мне всегда хотелось иметь для подобных технологий обработки некий шаблон, куда можно было бы внести соответствующие изменения по геометрии, инструменту и т.д., а дальше бы программа сама производила полный расчет черновых, получистовых и чистовых переходов, обрабатывала «остаток» меньшим инструментом, выполняла необходимые циклы сверления… Здорово было бы, не правда ли?

Мой опыт работы в различных технологических программах (Manufacturing Expert, Duct, Peps, Euclid), а также в программах технологической поддержки Pro/NC, EdgeCAM и некоторых других показывает, что у всех компаний-разработчиков замыслы, касающиеся автоматизации повторного использования технологий обработки, либо уже реализованы, либо находятся на стадии оформления.

Конечно, мои познания в упомянутых программах относятся ко времени собственной работы с ними. Многие из них с тех пор изменились, некоторые исчезли совсем или уже почти не используются на предприятиях. А потому, оставив в стороне сопоставление CAM-систем, поговорим об известной программе SolidCAM, в том числе о ее возможностях в области автоматизации рутинной работы при подготовке управляющих программ для обработки на станках с ЧПУ. (В некоторых случаях не лишним будет ее сравнение с системой EdgeCAM.)

Начнем, пожалуй, издалека, чтобы плавно подойти к главной теме. Для чего нужны станки с ЧПУ? На мой взгляд, в первую очередь для получения экономической выгоды. А за счет чего она достигается? Во-первых, за счет экономии времени и средств при изготовлении детали. Единожды отлаженная технология обработки может многократно применяться в дальнейшем, причем один оператор обслуживает несколько станков с ЧПУ (в то время как «один “универсальщик” — один станок»). Сложность геометрии и рассчитанная траектория для ее получения никак не связаны с количеством оснастки для изготовления шаблонов, по которым работает «универсальщик»; нет необходимости в подготовке специального инструмента и т.п.

Во-вторых, экономическая выгода достигается за счет повышения качества обработки и уменьшения сроков изготовления. Гидравлические и механические приводы станков надежнее, чем «человеческий» привод, обеспечат движения инструмента; пошаговая дистанция (количество перемещений) не так важна, как при ручной обработке; скорость перемещения в десятки и сотни раз выше — и всё это является залогом качества обработки. В настоящее время, используя станки, поддерживающие высокоскоростную обработку (High Speed Machining), можно отказаться от проведения последующих работ, например шлифования. Кроме того, станки с ЧПУ, как правило, имеют инструментальный магазин с автоматической сменой инструмента, что позволяет выполнять обработку в круглосуточном режиме.

В-третьих — это увеличение пакета заказов: качество и сроки работ на этих станках впечатляют даже самых капризных заказчиков.

Конечно, чтобы получить экономическую выгоду, необходимо не только приобрести станок с ЧПУ, но и оснастить технологов-программистов соответствующим программным обеспечением. Большое разнообразие технологических программ позволяет выбрать решение на любой вкус, под любые задачи и финансовые возможности. Как правило, при равенстве функциональных возможностей конкурирующие программы почти не отличаются друг от друга и по цене. Важно сопоставить и оценить их вспомогательные инструменты…

Итак, рассмотрим SolidCAM, помня заявленное в самом начале статьи пожелание: больше результатов при меньших усилиях.

Программа SolidCAM представляет собой мощный инструмент простого и быстрого создания управляющих программ для токарной, фрезерной, токарно-фрезерной и электроэрозионной обработки. При этом используются данные двумерных чертежей или трехмерных моделей, содержащих поверхностную, твердотельную или гибридную геометрию.

Программа поставляется как с собственным графическим редактором, обеспечивающим каркасное, поверхностное, твердотельное и гибридное проектирование, так и в виде интегрированного приложения к конструкторским программам, таким как AutoCAD, Mechanical Desktop, MicroStation и SolidWorks (решение для SolidWorks 2003 получило сертификацию «Gold Product»).

Предлагается широкий набор различных типов обработки, переходов и стратегий их выполнения:

1. Фрезерная обработка:

• Переход 3D-модель.

Черновые стратегии: растровая, контурная, врезанием.

Получистовые и чистовые стратегии: линейная, эквидистантная, спиральная, проекционная, по ватерлиниям, карандашная.

• Переход контурной обработки.

• Переход обработки карманов.

Стратегии: растровая, контурная, смешанная, с перекрытием контура, врезанием.

• Переход обработки паза:

- с постоянной глубиной;

- по продольному сечению.

• Переход обработки поверхности протягивания:

- поверхность;

- гравирование.

• Переход гравирования:

- получистовое;

- чистовое.

2. Обработка отверстий:

• Цикл сверление.

• Цикл сверление с выдержкой по времени.

• Цикл сверление с выходом.

• Цикл нарезания резьбы.

• Цикл расточки.

• Цикл расточки с выдержкой по времени.

• Цикл расточки с выходом на рабочей подаче.

3. Токарная обработка:

• Переход точение:

- продольное: наружное, внутреннее;

- торцевое: сзади, спереди;

- получистовое и чистовое.

Стратегии: черновая, копирование, контур.

• Переход нарезания резьбы:

- продольная: наружная, внутренняя;

- торцевая.

Стратегии: за один проход, многопроходная.

• Переход точения канавки:

- продольное: наружное, внутреннее;

- торцевое;

- получистовое и чистовое.

Стратегии: черновая, контур, отрезка.

4. Электроэрозионная обработка:

• Переход контурной обработки.

• Переход 4-осевой обработки.

• Переход наклонной обработки:

- постоянный угол;

- переменный угол.

Стратегии:

- основная: с остановкой только на первом проходе, с остановкой на всех проходах, с перемычкой;

- черновая: за один проход, карман, в одном направлении (вперед), в двух направлениях (вперед-назад);

- чистовая.

Требует ли такое разнообразие долгого изучения? В других программах, может, и требует, но не в SolidCAM!

Главные особенности интерфейса программы — удобство и компактность. Во многих технологических программах, не имеющих диалогового режима работы, а имеющих режим ниспадающих меню, переходы и стратегии обработки выбираются жестко, а редактирование и отладка ведутся на уровне параметров, а не идеологии обработки (примером таких программ может служить EdgeCAM). В программе SolidCAM все типы и стратегии задания или отладки перехода доступны из одного общего окна одним щелчком мыши. Возможны просчет и визуализация выбранной идеологии обработки.

Большое разнообразие типов и стратегий обработки, разумеется, должно обеспечиваться соответствующим режущим инструментом. В отличие от большинства других программ, SolidCAM, помимо стандартного режущего инструмента, располагает библиотекой и возможностями поддержки фасонного инструмента. Попробуйте, скажем, в той же EdgeCAM или в другой подобной программе задать инструмент с «обратным» радиусом или Т-образный инструмент, не говоря уже об инструменте с произвольной фасонной геометрией…

Рассказывая о преимуществах использования станков с ЧПУ, я забыл упомянуть еще один источник экономической выгоды. Благодаря SolidCAM весь процесс обработки можно увидеть и проконтролировать на виртуальной модели, то есть на экране монитора. Не отнимая время у оператора, не расходуя дорогой материал заготовки и инструмент, вы можете проверить правильность выбранных переходов и стратегий обработки, оценить выбор режущего инструмента и заданных параметров. Возможна проверка на предмет разного рода коллизий: врезание в материал на скорости холостых перемещений, касание материала нерабочей частью инструмента, столкновение инструмента с заготовкой и крепежной оснасткой и многое другое. Вышеназванные возможности дают SolidCAM существенные экономические преимущества перед универсальным способом изготовления, когда все перечисленное отлаживается непосредственно на станке.

SolidCAM предлагает на выбор множество различных возможностей визуализации и контроля траектории обработки: от каркасного представления до имитации удаления лишнего материала с просмотром остатка материала на предыдущих проходах.

И наконец, несколько слов о вспомогательных возможностях SolidCAM, решающих задачу автоматизации рутинных работ. Одним из инструментов программы SolidCAM является ТехПроцесс (сразу оговорюсь, что это не система технологической подготовки производства в части создания и выпуска технологической документации — это комплект групп технологических переходов для различных случаев обработки).

В поставку программы входят около 30 готовых комплектов технологических процессов для обработки деталей различного класса. В состав каждого из них включены стандартные переходы SolidCAM с оптимальными стратегиями обработки, с заданными технологическими параметрами и с инструментом в виде величин, изменяющихся в зависимости от обрабатываемой геометрии. Набор таких комплектов, их состав и пр. пользователь определяет для себя сам (используя как уже готовые, так и вновь задаваемые). Остается только классифицировать выданную для обработки геометрию  — а это может быть и сложная трехмерная поверхностная модель, и призматическая деталь с полостями для обработки, и плита с набором отверстий. Далее пользователь выбирает оптимальный, на его взгляд, технологический процесс — и все переходы, связанные с обработкой этой детали, добавляются автоматически. SolidCAM не ограничивает контроль рассчитанной траектории и внесение соответствующих изменений. Готовую управляющую программу можно сформировать как единую для всех или для группы переходов либо как отдельную программу для каждого перехода — это вы решаете сами.

Как уже было сказано, шаги в том же направлении предпринимают многие компании-разработчики технологического программного обеспечения. Но их достижения — это, на мой взгляд, лишь малая часть того, что уже сделано компанией SOLIDCAM Ltd (к примеру, в системе EdgeCAM есть модуль Strategy Manager — попробуйте его в деле, и вы всё поймете сами!).

А так ли важны дополнительные возможности SolidCAM, если, скажем, с выпуском управляющих программ нет особой спешки? Что они существенного дают, кроме экономии времени? Посмотрим на проблему с другой стороны. Как правило, на предприятии работает группа технологов-программистов. У каждого из них свой почерк и стиль создания управляющих программ. Если по тем или иным причинам вам доводилось разбираться в чужой управляющей программе, а потом ее еще и редактировать, то вы знаете, насколько это неблагодарный труд. Функциональные возможности программ типа ТехПроцесса в SolidCAM позволяют создать банк готовых, отлаженных технологий обработки. Применение таких технологий приводит к стандартизации стиля управляющих программ на предприятии, к повышению надежности разработок, к гарантированному использованию только оптимальных технологий обработки и к независимости производства от человеческого фактора.

Компания SOLIDCAM занимается разработкой технологического программного обеспечения уже более 18 лет. Опыт специалистов, накопленный за это время, позволяет утверждать, что по интерфейсу, основным и вспомогательным функциональным возможностям программа SolidCAM превосходит многие аналогичные разработки других компаний. Дополнительное тому подтверждение — количество реализованных рабочих мест в различных отраслях промышленности — более 7000. По желанию клиентов программа SolidCAM поставляется отдельными модулями, а значит, к переоснащению и перевооружению производства можно подходить поэтапно и гибко.

Вот так — пусть не во всем, но во многом — сбылась моя мечта времен работы технологом-программистом. Теперь есть программы, в которых можно ввести необходимые данные, а все остальное получить автоматически…

Всем, кто заинтересовался программой SolidCAM и хочет ознакомиться с ней подробнее, предлагаем посетить сайт www. solidcam.com, связаться со специалистами компании SOLIDCAM по телефону или по электронной почте и получить диск с демонстрационной версией.

«САПР и графика» 6'2003