6 - 2003

PartMaker: автоматизированная разработка управляющих программ для современного оборудования с ЧПУ

Радислав Бирбраер, Олег Шеленков, Вячеслав Столповский

Будущее за автоматизированным производством

PartMaker: автоматизированная разработка УП

Удобный интерфейс пользователя: легкое освоение ПО, быстрая разработка УП

Разработка УП для механической обработки

Диагностика УП: надежная защита от ошибок программирования

Оптимизация УП: станки будут работать эффективнее

Генерация УП

СОЛВЕР предлагает

Фирма Amphenol, Inc. добилась максимального эффекта от использования своих станков благодаря применению PartМaker

Будущее за автоматизированным производством

Современное машиностроительное производство трудно представить без станков с числовым программным управлением. Сегодня они широко применяются как на промышленных гигантах, так и на малых предприятиях. Несомненно, что успешное развитие машиностроительной промышленности невозможно без активного использования оборудования с ЧПУ и автоматизации производства.

Увеличение парка станков с ЧПУ приводит к повышению требований к технологической подготовке производства, в том числе к качеству разработки управляющих программ (УП).

Сегодня все основные разработчики САПР в составе своих программных комплексов предлагают модули для разработки УП для станков с ЧПУ. К достоинствам этих модулей можно отнести то, что, будучи интегрированными в системы автоматизированного проектирования и соответственно обеспечивая корректный обмен моделями между конструкторскими и технологическими модулями, они позволяют успешно разрабатывать УП для основных видов металлообрабатывающего оборудования со стандартными технологическими возможностями — для фрезерных, токарных и электроэрозионных станков. Недостатками же многих систем являются необходимость в высокой квалификации технологов для работы в CAM-системе, зачастую неинформативный интерфейс пользователя, необходимость выполнения многочисленных ручных операций, недостаточно развитые функции диагностики программ на предмет выявления ошибок, ограниченные возможности создания УП для наиболее современных или уникальных видов оборудования.

Решить все эти проблемы взялись разработчики специализированного программного обеспечения (ПО). Например, для проверки и оптимизации УП инженерно-консалтинговая компания СОЛВЕР (SOLVER) предлагает применять программный комплекс Vericut фирмы CGTech (США), позволяющий сократить время обработки на 30-50%1.

Кроме того, на рынке программных продуктов для производства предлагается ПО для автоматизированной подготовки УП, о котором мы расскажем подробнее.

PartMaker: автоматизированная разработка УП

Для автоматизированной разработки УП для металлообрабатывающего оборудования с ЧПУ фирма СОЛВЕР предлагает (впервые в России) использовать программный комплекс PartMaker от компании IMCS (США). Наряду с подготовкой УП для традиционной группы металлообрабатывающих станков (токарных, фрезерных и электроэрозионных) это современное и эффективное ПО дает возможность разрабатывать программы для наиболее современного и уникального оборудования, в том числе для станков-автоматов продольного точения (SwissType) и многоцелевых токарно-фрезерных центров.

Модульная структура PartMaker позволяет приобретать лишь то ПО, которое является для предприятия актуальным на данный момент, и дооснащать программный комплекс новыми модулями по мере необходимости. В ПО входят пять основных модулей для разработки УП:

• для станков-автоматов продольного точения — SwissCAM;

• для токарно-фрезерных станков — Turn-Mill;

• для токарных станков — Turn;

• для фрезерных станков — Mill;

• для электроэрозионных станков — Wire EDM.

В начало В начало

Удобный интерфейс пользователя: легкое освоение ПО, быстрая разработка УП

Основным достоинством PartMaker является простота создания и проверки УП. ПО работает под управлением Windows. Для упрощения и ускорения процессов разработки УП используется система графических и текстовых подсказок. Кроме того, в PartMaker применяется база данных обработки, позволяющая накапливать производственный опыт об использовании металлорежущего инструмента, режимах резания, а также о повторяющихся операциях. Все это облегчает освоение ПО и позволяет технологу (а не программисту) быстро пройти обучение и начать разрабатывать качественные программы.

Для программирования в PartMaker применяется современная методика визуального программирования. Детали со сложной обработкой разбиваются на группы плоскостей и поверхностей вращения, а при помощи картинок-подсказок выбирается нужный вид обработки. Стратегия обработки устанавливается пользователем. Например, можно выполнить полный цикл обработки одной поверхности, а затем перейти к обработке другой или же обработать все поверхности одним инструментом, заменить его следующим (согласно разработанной технологии) и снова обработать все поверхности.

Визуализация обработки возможна как на этапах создания технологических переходов, так и у всей программы в целом. Имитация процессов обработки осуществляется на экране компьютера с динамической трехмерной демонстрацией удаления материала. Есть возможность поворота, масштабирования и изменения точки и панорамы наблюдения. При этом можно наблюдать одновременную работу нескольких инструментов, а также процесс передачи детали в противошпиндель. Для заготовки возможно задание режима полупрозрачности, а также создание разреза, позволяющего увидеть процесс обработки внутренних полостей или закрытых зон. При четырехкоординатной обработке можно наблюдать вращение заготовки вокруг инструмента. Для автоматов продольного точения ПО моделирует перемещения прутка внутри направляющей люнетной втулки, позволяя увидеть реальный процесс обработки, происходящий на станке.

В PartMaker есть свой встроенный графический редактор для создания математических моделей обрабатываемых деталей с помощью графических примитивов (точек, линий, дуг, фасок и т.п.). Интерфейс пользователя разработан таким образом, чтобы максимально облегчить и ускорить процесс создания геометрии моделей. Этому способствуют и стандартные команды Windows: «Копировать», «Вырезать», «Вставить» и т.д. Предусмотрена возможность выполнения таких корректирующих операций, как сдвиг и поворот изображения. Кроме того, возможен импорт в PartMaker двумерных моделей в формате DXF и трехмерных моделей из любой системы CAD/CAM, включая Pro/Engineer, AutoCAD, SolidWorks, Unigraphics и др. При необходимости импортированные модели могут быть доработаны технологом, а затем возвращены обратно в систему конструирования.

В начало В начало

Разработка УП для механической обработки

Программирование механической обработки в PartMaker ведется по технологическим переходам в зависимости от вида обработки (токарной или фрезерной), в том числе для токарно-фрезерных центров и автоматов продольного точения, и включает следующие возможности:

• 2-осевое фрезерование с 3-осевым позиционированием инструмента, обработка карманов с любым количеством выступов, с учетом попутного или встречного фрезерования, а также с введением режима коррекции;

• контурное фрезерование;

4-осевое фрезерование — как непрерывное, так и с индексным поворотом детали;

фрезерование в системе линейных, цилиндрических или полярных координат;

гравирование вогнутых и выпуклых изображений и надписей на плоскостях и поверхностях вращения;

• точение по внешнему и внутреннему диаметру согласно установленным пользователем параметрам черновой и чистовой обработки с выбором инструмента для каждой обработки в рамках одного цикла;

контурную токарную обработку канавочным инструментом с компенсацией ширины резца при расчете траектории движения инструмента;

• сверление отверстий по циклам пользователя, включая операции центрования, растачивания, развертывания, фрезерования отверстий, создания фасок и нарезания резьбы метчиком;

точение канавок любой формы канавочным инструментом или по методу контурной обработки;

нарезание резьбы любого профиля;

• программирование работы устройств подачи пруткового материала;

программирование передачи детали из шпинделя в противошпиндель;

отрезные операции с синхронизацией передачи детали из шпинделя в противошпиндель;

• программирование выдвижения детали из шпинделя зажимным устройством или противошпинделем;

• программирование передачи детали из шпинделя или из противошпинделя в зажимное устройство, расположенное в револьверной головке;

• программирование операций перезахвата детали для обработки длинных деталей за счет выдвижения их через противошпиндель (для станков SwissType) и др.

В начало В начало

Диагностика УП: надежная защита от ошибок программирования

Система диагностики УП предназначена для выявления ошибок программирования на этапе разработки программы, а не во время отладки программы на станке. Это позволяет сберечь дорогостоящее оборудование, технологическую оснастку и режущий инструмент от поломки, исключив возможные столкновения инструмента с заготовкой, оснасткой или с рабочими механизмами станка. Во время диагностики происходит останов демонстрации обработки с указанием места, в котором произошла авария, и отображением наименования вызвавшего ее процесса. Таким образом, аварии происходят не в цехе, а на экране монитора компьютера, позволяя уберечь дорогостоящее оборудование, оснастку и режущий инструмент от поломки.

Оптимизация УП: станки будут работать эффективнее

PartMaker автоматически формирует таблицу, содержащую план обработки, с указанием всех параметров процесса, пиктограмм с типом обработки и ориентации инструмента, названия процесса, используемого для обработки инструмента и его размещения, повторяющихся циклов, скорости вращения шпинделя и подачи инструмента, типа охлаждения, машинного времени, необходимого для отработки технологических переходов, и т.д. Кроме того, отображается информация о количестве инструментов, работающих одновременно на главном и вспомогательном шпинделях, о том, какие обработки включены в группы синхронизации, и о номерах синхронизируемых групп. Выбор обработок для включения их в группу синхронизации производится непосредственно пользователем, после чего система автоматически расставляет коды синхронизации и ожидания. Очередность обработки процессов может быть изменена пользователем путем их перемещения по таблице процессов.

Оптимизация УП позволяет повысить эффективность используемого оборудования, сократить время производственных циклов, повысить точность обработки и улучшить качество обрабатываемых поверхностей, уменьшить износ станков и режущего инструмента.

В начало В начало

Генерация УП

Генерация УП в G-кодах осуществляется в PartMaker в полном соответствии с требованиями к конкретной системе ЧПУ используемого оборудования. Возможна разработка новых постпроцессоров или модификация уже имеющихся в предлагаемой библиотеке. Постпроцессоры, содержащиеся в ней, сопровождаются подробной информацией о возможностях станка и списком доступных операций обработки, что позволяет осуществлять программирование даже специалисту, незнакомому с особенностями оборудования. В библиотеку входят постпроцессоры для таких станков с ЧПУ, как Hardinge, Romi, Fadal, Okuma, Miyano, Haas, Daewoo, Hitachi Seiki, Mori Seiki, Mazak, Nakamura, Index, Eurotech, OmniTurn и др. Управляющие программы, разработанные в PartMaker для станков-автоматов продольного точения (таких как Citizen, Star, Tsugami, Hardinge и др.), содержат специализированные машинные коды синхронизации и ожидания.

СОЛВЕР предлагает

Специалисты СОЛВЕР, прошедшие обучение и сертификацию в компании IMCS в США, осуществляют поставку ПО и проводят обучение специалистов. Комплексно подходя к решению производственных проблем машиностроительных предприятий, фирма СОЛВЕР предлагает комплексную автоматизацию управления жизненным циклом изделий, решений конструкторских и технологических задач, а также оснащение предприятий высокоэффективным технологическим оборудованием, инструментом и оснасткой.


1 Более подробно о программном комплексе Vericut см.: Как сохранить дорогостоящее оборудование и инструмент от поломки и сократить время подготовки нового изделия к производству? // САПР и графика. 2003. № 4. С. 6.

В начало В начало

«САПР и графика» 6'2003