Стратегия современного производства на базе системы T-FLEX ЧПУ

Игорь Пирогов, Владимир Пирогов, Андрей Степанов, Алексей Магас

В последнее время все больше экспертов сходятся во мнении, что отечественное производство выходит из многолетнего кризиса и постепенно начинает функционировать. К такому же заключению приходят и разработчики CAM-систем, отмечая увеличивающийся спрос на автоматизированные системы данного вида.

Действительно, предприятия приспособились (или почти приспособились) к современным условиям работы. Прежде всего, менеджмент предприятий увеличивает количество заказчиков, а следовательно, расширяется номенклатура выпускаемых изделий. При этом наблюдается огромное число модификаций этих изделий, но в целом серийность, то есть число единиц каждого выпускаемого наименования, уменьшается. Кроме того, резко сократилось число высококлассных станочников, хотя появились и молодые специалисты. Последние, с одной стороны, активно перенимают накопленный опыт и знания «старой гвардии», а с другой стороны, свободно работают с современными вычислительными средствами. Все это — определяющие факторы для активного использования современных станков с ЧПУ, что, в свою очередь, увеличивает потребность в CAM-системах. Также необходимо отметить, что произошло очень значительное сокращение времени, которое отводится на подготовку производства. Это еще один довод в пользу CAM-систем, поскольку разработка и отладка управляющей программы в соответствии с созданной технологией изготовления изделия являются одним из важнейших этапов подготовки производства.

АО «Топ Системы» (http://www.topsystems.ru/) в этом секторе программного рынка предлагает собственную разработку — интегрированную с T-FLEX CAD систему T-FLEX ЧПУ. Эта система продается на российском рынке чуть более трех лет, но стала уже достаточно популярной у отечественных производителей, что подтверждается все возрастающим числом пользователей данного программного продукта. В числе пользователей T-FLEX ЧПУ несколько крупных корпоративных клиентов. За счет чего растет популярность системы, на чем основываются конечные пользователи в своем выборе T-FLEX ЧПУ?

Прежде всего, в пользу T-FLEX ЧПУ говорят широкие возможности по подготовке управляющих программ для различных видов обработки. Вряд ли имеет смысл описывать в рамках статьи все возможности системы, перечислим лишь основные функции обработки.

Электроэрозионная обработка (рис. 1), а также лазерная, плазменная и гидроструйная резка предоставляют пользователям следующие возможности:

• одноконтурное резание (2D-обработка);
• угловое резание (2,5D-обработка);
• двухконтурное резание (4D-обработка);
• выборка материала по спирали;
• вывод в заданную точку инструмента (резака, проволоки и т.п.).

Возможности токарной обработки (рис. 2) следующие:

• чистовая обработка контура;
• получистовая обработка контура;
• снятие припуска отрезным резцом;
• снятие припуска проходным резцом;
• точение канавок с фасками, со скруглениями и глубоких канавок;
• выборка карманов зигзагом;
• выборка карманов спиралью;
• осевое сверление и глубокое сверление;
• нарезание резьбы резцом;
• нарезание резьбы метчиком;
• машинные циклы для систем ЧПУ FANUC, 2P22, НЦ-31;
• вывод в заданную точку инструмента.

Сверлильная и фрезерная 2,5D-обработка (рис. 3) обеспечивают пользователям возможности:

• сверления и глубокого сверления;
• машинные циклы для систем ЧПУ Olivetti, Bradley, Maho, FANUC, 2C42, Р-2М, Э2000 CNC;
• фрезерная обработка плоских поверхностей, в том числе с учетом технологических элементов типа «остров» и «карман»;
• фрезерная обработка 2D-контуров;
• цикл фрезерования кармана;
• вывод в заданную точку инструмента.

Возможности фрезерной 3D- (рис. 4) и 5D-обработки:

• фрезерная обработка поверхностей и наборов поверхностей;
• фрезерная обработка сложных 3D-контуров;
• фрезерная обработка твердотельных моделей;
• подборка ребер;
• 5-координатное сверление: предварительное сверление, торцовка, окончательная торцовка, сверление, рассверливание.

Кроме кратко перечисленных функций обработки можно выделить еще ряд характерных возможностей T-FLEX ЧПУ:

• система непосредственно встроена в T-FLEX CAD, что обеспечивает прямое взаимодействие, то есть снимает проблему передачи данных с конструкторского этапа на этап подготовки управляющей программы. Таким образом, можно отметить отсутствие возникновения геометрических погрешностей и ошибок;
• система позволяет подготавливать управляющие программы с использованием эскизов, чертежей, поверхностей, твердых тел и их комбинаций. В качестве исходных данных могут фигурировать перечисленные выше графические данные, подготовленные в конструкторском модуле системы T-FLEX CAD. Пользователь просто указывает элементы модели, которые необходимо обработать, и, кроме того, может в любой момент скорректировать созданную конструкцию или внести новые элементы;
• имеется редактор инструментов, в котором пользователь может спроектировать инструмент, необходимый ему для обработки, а затем внести его в инструментальную базу данных для конкретного рабочего места, участка, цеха и т.д.;
• система позволяет создавать библиотеки инструментов как для одного станка, так и для предприятия в целом;
• использование станочных циклов. В системе реализовано порядка 70 машинных циклов для сверления, токарной и фрезерной обработки. Все эти циклы созданы для различных стоек ЧПУ и значительно облегчают пользователю создание управляющей программы;
• в системе реализовано программное управление шпинделем и СОЖ;
• система сочетает как поверхностную, так и твердотельную (иначе — зонную) виды обработки;
• в системе возможна работа с радиусной эквидистантной и радиусной контурной коррекциями;
• в зонной обработке необходимо особо отметить 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;
• в системе возможна генерация постпроцессоров для стоек ЧПУ с помощью табличных настроек, работы с макросами, а также подключение внешних постпроцессоров. В зависимости от видов стоек ЧПУ возможно использование различных функций генератора постпроцессоров;
• с системой поставляется библиотека постпроцессоров, в настоящий момент насчитывающая порядка 200 постпроцессоров для различных типов стоек и для различных видов обработки, в числе которых более 120 — внешние постпроцессоры;
• система включает модуль ведения проекта, то есть возможность создания единой модели составных траекторий для различных видов обработки с одновременным созданием управляющих программ под разные типы оборудования. При использовании модуля ведения проекта система не разрушает геометрические связи и дает возможность одновременной коррекции всех составляющих траекторий. Данный модуль активно используется пользователями при моделировании многоэтапной обработки: обрабатывающий центр — электроэрозионная обработка — обрабатывающий центр и т.д.;
• система позволяет проводить параметрические изменения управляющих программ. При параметрическом изменении исходных данных, полученных на этапе конструирования, происходит автоматическое изменение рассчитанной траектории обработки и полученной по данной траектории управляющей программы. Таким образом, можно констатировать сквозную параметризацию всей системы;
• в системе имеется динамическое моделирование процесса обработки двумя способами: со съемом материала и без съема материала. В базовой поставке пользователь получает имитатор обработки без съема материала, который позволяет быстро просмотреть и проконтролировать управляющую программу. В данном имитаторе возможны покадровая прокрутка управляющей программы, перемещение вперед и назад и т.д. Кроме того, возможны различные манипуляции с объектом обработки. Помимо этого пользователь может приобрести имитатор обработки со съемом материала. Данный модуль представляет собой современный редактор управляющих программ, который работает с управляющими программами, созданными не только внутри системы, но и в других, причем вручную. T-FLEX NC Tracer позволяет производить имитацию обработки по управляющим программам с учетом любой кинематической схемы станка, компоновки станка, а также с использованием 5-координатной трансформации. Полученную в результате обработки модель можно сравнить с математической моделью, созданной в системе;
• в системе существует автоматический контроль на зарезание смоделированных элементов приспособлений, то есть уже на этапе расчета траектории система не позволяет инструменту зарезать обрабатываемую деталь.

Однако основным доводом в пользу выбора T-FLEX ЧПУ в качестве CAM-системы является заложенная в нее современная идеология производства. В самом начале работы над системой (в 1993 году) коллектив разработчиков пошел по пути, который в то время только начал появляться в промышленно развитых странах. Понятно, что в российских производственных условиях на тот момент это было невозможно. Поэтому авторы системы сознательно упустили отечественный рынок, разрабатывая программные модули для зарождавшейся идеологии под зарубежных заказчиков. В то же время они были уверены, что рано или поздно, в том или ином виде, но подобная производственная идеология будет востребована и в нашей стране. Можно сказать, что такой момент настал — и АО «Топ Системы» предлагает решение всех производственных проблем в рамках данной идеологии, основоположниками которой являлись такие известные в этой области фирмы, как Tebis, EXAPT Systemtechnik и др.

В настоящее время в отечественном производстве четко прослеживается тенденция по обновлению станочного оборудования с ЧПУ. Наши производители, в отличие от западных, не могут позволить себе полностью обновить оборудование, поэтому, как правило, покупаются новые специальные станки, например заточные станки марки WALTER или шлифовальные — марки STUDER, а для старого оборудования проводится комплекс работ по модернизации. Обязательный пункт в этих работах — замена стойки ЧПУ. Именно на этом этапе АО «Топ Системы» предлагает современную идеологию. В начале 2001 года совместно со своим партнером ОАО «ЭНИМС» фирма начала продвигать на отечественный рынок новую стойку ЧПУ «Э2000 CNC». Вся аппаратная часть была спроектирована ОАО «ЭНИМС», а математическое обеспечение стойки было разработано АО «Топ Системы». Следует отметить, что система T-FLEX ЧПУ имеет ту же самую математическую составляющую, что и математическое обеспечение стойки «Э2000 CNC».

Осознав этот факт, ряд предприятий, в числе которых, например, ОАО НПП «ЭГА», ОАО НПО «НАУКА», ПО «СТАРТ» и другие, уже приняли решение по созданию корпоративных сетей, включая производственные подразделения, на базе программных продуктов АО «Топ Системы». Последние сомнения по этому поводу были сняты после того, как АО «Топ Системы» совместно с ОАО «ЭНИМС» стало заниматься работами по модернизации и ремонту станочного оборудования с ЧПУ.

В рамках статьи хотелось бы привести достаточно показательный пример. Речь идет о предприятии ОАО НПП «ЭГА» (рис. 5). Именно здесь в настоящий момент создается корпоративная сеть, которая свяжет между собой все основные подразделения и позволит внедрить цеховую технологию использования CAM-систем. Это стало возможным после того, как начиная с лета 2000 года на предприятии началось активное внедрение программных продуктов АО «Топ Системы», основу которых составили такие системы, как T-FLEX CAD и T-FLEX ЧПУ. Через год, летом 2001 года, на предприятии стартовали активные работы по модернизации и ремонту станков с ЧПУ (один из готовых станков приведен на рис. 5). Речь идет в полном смысле слова о модернизации станков, поскольку на станках меняются не только приводы и стойка ЧПУ, но они также дооснащаются дополнительными координатами и высокоскоростными шпиндельными узлами.

В заключение хотелось бы поблагодарить специалистов ОАО НПП «ЭГА» и других предприятий за предоставленные ими примеры обработки в системе T-FLEX ЧПУ и еще раз отметить, что в настоящий момент АО «Топ Системы» готово проводить полный комплекс работ, позволяющий внедрить новую производственную идеологию на российских предприятиях.

«САПР и графика» 7'2002