9 - 2002

SURFCAM 2002 — что нового?

Ассоциативная 2,5-координатная фрезерная обработка

Новая серия Advanced Machining Logic. Дополнительные модули, сокращающие время обработки

   Step Reduction Milling (SRM)

   SURFCAM Pattern Slicing

   SURFCAM Hole Processing

Высокоскоростная фрезерная обработка в SURFCAM

Имитация и проверка процесса обработки. SURFCAM Verify — Predator

Заключение

Бесплатная лицензия — SURFCAM 2D Free

В предыдущих статьях мы рассказывали о принципах выбора оптимальной CAM-системы, об основных возможностях CAD/CAM-системы SURFCAM, об отдельных модулях этой системы и приводили примеры ее применения на отечественных предприятиях. Сегодня мы хотим рассказать об изменениях и новых интересных возможностях, появившихся в вышедшей совсем недавно версии SURFCAM 2002.

Ассоциативная 2,5-координатная фрезерная обработка

Потребность пользователей в ассоциативности траектории обработки детали с ее геометрической моделью обусловила появление аналогичной возможности в SURFCAM 2002. Теперь операции 2,5-координатной фрезерной обработки — обработка по контуру, обработка карманов и обработка плоскостей — поддерживают данную ассоциативность. Геометрия деталей для этих операций задается набором простых элементов, таких как отрезки прямых, дуги окружностей, кривые NURBS, которые стыкуются между собой в своих крайних точках и образуют замкнутые или незамкнутые контуры либо «цепочки». Именно эти контуры и определяют, какие элементы и области детали должны подвергаться обработке. Информация об этих контурах сохраняется в SURFCAM вместе с траекторией операции обработки. При выборе в диспетчере операций ЧПУ SURFCAM команды ассоциативной регенерации траектории открывается диалоговое окно с параметрами операции. Есть возможность изменить технологические параметры для этой операции, то есть задать другой инструмент и материал заготовки, изменить режимы резания, направление обхода, режимы подхода/отхода в зоне обработке и другие параметры.

Если геометрия детали не изменялась, то ее не требуется выбирать заново, а траектория движения инструмента будет автоматически пересчитана.

В тех случаях, когда до этого были сделаны изменения в геометрии детали, система SURFCAM автоматически выполняет новый выбор измененных контуров детали. При этом выдается сообщение о том, сколько таких контуров было выбрано, и они подсвечиваются на экране. Это выполняется как для контуров участков и областей детали, подвергаемых обработке, так и для контуров, задающих заготовку. Пользователь может добавить или изменить выбор контуров либо согласиться с автоматическим выбором. После этого выполняются пересчет и регенерация траектории инструмента.

Если же изменения в геометрии были настолько серьезными, что автоматически выполнить выбор измененных контуров не удается, пользователь может сам произвести выбор нужных элементов. После этого выполняются пересчет и регенерация траектории инструмента.

При ассоциативном редактировании допускаются такие изменения в геометрии детали, как изменение размеров и масштаба, добавление или удаление отдельных геометрических элементов, входящих в состав контуров, определяющих области детали, подвергаемые обработке. В последующих версиях SURFCAM планируется значительно расширить возможности ассоциативного редактирования траекторий обработки и распространить ее на операции 3-координатной фрезерной обработки.

Ассоциативность траекторий операций обработки деталей обеспечивает более тесную связь между CAD и CAM и позволяет сократить цикл подготовки производства. При изменениях в конструкции изделия отпадает необходимость полного перерасчета техпроцессов обработки.

В начало В начало

Новая серия Advanced Machining Logic. Дополнительные модули, сокращающие время обработки

Вместе с SURFCAM 2002 выпущена серия дополнительных модулей Advanced Machining Logic, расширяющая базовые возможности и основанная на самых современных методах и интеллектуальной логике. Эти модули, которые были разработаны для обеспечения ряда специфических потребностей, продаются отдельно, дополнительно к SURFCAM, или стандартно входят в более функциональные конфигурации SURFCAM, такие как 4 Axis и 5 Axis.

В начало В начало

Step Reduction Milling (SRM)

Модуль SRM основан на новой технологии и является первым и главным модулем в серии Advanced Machining Logic. Этот модуль доступен как дополнение к SURFCAM 2002. Запатентованная технология обработки представляет собой новое решение для фрезерования деталей, состоящих из множества сложных поверхностей. Глубины резания для каждого из инструментов, используемых в процессе обработки, автоматически синхронизируются так, чтобы каждый инструмент работал при оптимальном режиме и не испытывал перегрузок, а весь основной материал с заготовки удалялся максимально большим числом инструментов. Это обеспечивает сокращение времени обработки и числа проходов для каждого инструмента и соответственно — общего машинного времени. Время расчета и подготовки траектории для такой обработки также невелико. Все это в совокупности представляет собой значительный прогресс по сравнению с теми типовыми методами, которые являются общими для других CAM-систем.

В начало В начало

SURFCAM Pattern Slicing

Модуль Pattern Slicing предназначен для использования при производстве больших крупногабаритных изделий и деталей, состоящих из нескольких компонентов. Траектория обработки всей детали автоматически делится на уровни, определяемые пользователем и соответствующие отдельным компонентам. Обработка каждого уровня представляется как отдельная операция. Это позволяет одновременно выполнять обработку отдельных компонентов на нескольких станках, что сокращает полное машинное время.

В начало В начало

SURFCAM Hole Processing

Модуль Hole Processing автоматизирует процесс обработки отверстий. Шаблон типового, часто используемого процесса обработки создается один раз. Такой шаблон, например, может включать набор из нескольких операций обработки отверстий: разметку или центровку отверстий, сверление или глубокое сверление, растачивание, нарезание резьбы или другую операцию. Можно создать любое количество необходимых шаблонов для часто используемых техпроцессов и просто изменять параметры, специфичные для обработки конкретной детали. Отверстия могут задаваться в виде наборов точек, окружностей с сортировкой по диаметрам, с осевыми линиями, определяющими глубину отверстий. Порядок обработки отверстий задается и управляется с использованием различных методов оптимизации. Это позволяет создавать кратчайшие траектории и обеспечивает минимальное машинное время. Режим точного позиционирования гарантирует высокую точность, обеспечивая подход к каждому отверстию с понижением подачи и по одному направлению. Модуль SURFCAM Hole Processing стандартно входит в SURFCAM 2 Axis PLUS и выше. Пользователи SURFCAM 2 Axis могут приобрести его дополнительно.

В начало В начало

Высокоскоростная фрезерная обработка в SURFCAM

С появлением новых конструкций станков и инструментов значение высокоскоростной обработки (High Speed Machining), и особенно высокоскоростного фрезерования, значительно возросло. Применение технологии высокоскоростного фрезерования приводит к значительному повышению производительности при обработке металлов резанием с одновременным повышением качества поверхности готовых деталей. Это особенно важно в производстве пресс-форм и другой технологической оснастки. Повышение производительности достигается за счет применения более высоких скоростей резания, которые в два-три раза превышают обычные. При этом равнодействующая сила резания уменьшается, что позволяет значительно увеличить объем резания и достигнуть большей производительности. Повышение качества поверхности детали обусловливается возможностью значительно уменьшить расстояние между соседними проходами фрезерования. Также при этом повышается точность формы обрабатываемой поверхности и уменьшается остаточная шероховатость. Последующая ручная обработка значительно сокращается, а зачастую и исключается.

Кроме современных станков, обладающих высокой жесткостью конструкции, высокоскоростными шпинделями, цифровыми системами ЧПУ, и применения инструмента с высокой стойкостью, метод высокоскоростного фрезерования требует использования CAM-систем, обеспечивающих ряд специальных функций. Система SURFCAM и раньше поддерживала функции высокоскоростного фрезерования для режимов 2,5- и 3-координатной обработки. В версии 2002 они еще более расширены и улучшены.

Модуль SURFCAM 2 Axis для 2,5-координатной фрезерной обработки разработан так, что позволяет создавать траектории движения инструмента гладкими, без изломов и углов. Это выполняется вставкой в углы и в места изломов траектории касательных дуг, размеры которых управляются параметрами. Можно выполнить замену всех перемещений быстрого позиционирования на перемещения с ускоренной подачей, а также произвести округления углов в местах резкого изменения направления движения инструмента в этих перемещениях. Это гарантирует непрерывность режима высокоскоростной обработки в течение всей операции обработки детали. SURFCAM также обеспечивает выполнение перемещений подвода и отвода инструмента в местах начала и завершения рабочих проходов траектории по касательной дуге.

При 3-координатной фрезерной обработке для обеспечения высокой точности и отличного качества поверхности детали, представляющей собой сложную геометрическую модель, состоящую из множества поверхностей, требуется представление траектории движения инструмента в виде последовательностей очень малых участков линейной интерполяции вдоль поверхностей детали. Функция предварительного просмотра (Look-Ahead) системы ЧПУ многих современных станков обеспечивает отработку таких последовательностей участков линейной интерполяции с необходимой точностью и с высокой скоростью подачи. Однако при резком изменении направления движения инструмента существует предельное значение угла излома траектории, когда эти возможности системы ЧПУ-станка не эффективны либо их недостаточно.

В SURFCAM при подготовке управляющих программ для 3-координатного высокоскоростного фрезерования технолог-программист может задавать значение этого предельного угла. При превышении заданного предельного угла SURFCAM позволяет сгладить излом добавлением плавных участков в траекторию инструмента. Параметры сглаживающих участков задаются и контролируются технологом.

Одной из важных особенностей современных станков и системы ЧПУ, поддерживающих и обеспечивающих высокоскоростное фрезерование, является возможность применения сплайновой (NURBS) интерполяции для воспроизведения сложной криволинейной поверхности детали. Средства высокоскоростной обработки в SURFCAM содержат возможности аппроксимации и замены участков линейной интерполяции от точки к точке на участки сплайновой (NURBS) или круговой интерполяции. Это приводит к значительному уменьшению объема управляющей программы, а также к снижению времени обработки на станке. Плавность траектории инструмента и соответственно качество поверхности детали при этом возрастают.

Области применения высокоскоростной фрезерной обработки постоянно расширяются — это автомобильная и авиационная промышленность, инструментальное и модельное производство, производство пресс-форм, штампов и другой технологической оснастки. Успешное внедрение и применение методов высокоскоростной фрезерной обработки невозможно без использования современной CAM-системы для подготовки управляющих программ, такой как SURFCAM.

В начало В начало

Имитация и проверка процесса обработки. SURFCAM Verify — Predator

Проверка, отладка и запуск в производство управляющих программ — важная и довольно трудоемкая задача. Ошибки в управляющих программах могут привести к поломке станка, инструмента, приспособлений, к порче заготовок. Сократить связанные с этим значительные потери времени и средств помогает программное обеспечение для имитации и проверки процесса обработки на станках с ЧПУ.

В системе SURFCAM используется встроенное средство проверки и имитации обработки — SURFCAM Verify с динамическим отображением удаления материала с заготовки. Применение этого средства позволяет обнаружить возможные ошибки без выполнения отладки на станке с ЧПУ и помогает создавать управляющие программы для станков с ЧПУ быстрее и эффективнее.

Встроенный вариант проверки функционирует непосредственно в среде программы SURFCAM на графическом уровне и оптимизирован по быстродействию и точности отображения. Проверка и имитация выполняются для токарной и от 2- до 5-координатной фрезерной обработки и включены во все соответствующие модули линии SURFCAM (SURFCAM 2 Axis/Plus, 3 Axis/Plus, 4 Axis и 5 Axis).

С системой SURFCAM также поставляется внешняя программа проверки и имитации процесса обработки — Predator Virtual CNC. Эта программа содержит набор дополнительных функций и возможностей. Среди разнообразных методов и режимов отображения процесса обработки выделяется «Турбо» — режим, при котором скорость проверки для разных типов инструментов достигает нескольких тысяч кадров УП в секунду. Следует также отметить функцию глубокого увеличения, которая позволяет создавать отдельные твердотельные модели выделенных фрагментов обрабатываемой детали для выполнения точного контроля.

Программа Predator Virtual CNC может поставляться отдельно от системы SURFCAM и использоваться для проверки и отладки уже готовых управляющих программ, представленных в кодах системы ЧПУ-станка. В этом случае в состав программы входит библиотека готовых трансляторов для популярных систем ЧПУ. Настраиваемый репостпроцессор позволяет выполнять настройку и адаптацию на другие различные системы ЧПУ.

Программа Predator содержит библиотеку инструментов с оправками и держателями. Поддерживается 25 типов инструментов, включая фасонный тип, задаваемый пользователем. Информацию об инструменте можно получить из комментариев управляющей программы.

Модели заготовки и прижимных приспособлений могут быть представлены в виде разных геометрических форм, включая произвольную форму в формате STL, которая может быть импортирована из любой CAD-системы. Отдельные модели могут комбинироваться для создания комплексных фасонных заготовок, сложных приспособлений, столов и плит-спутников.

Обработанные модели можно сохранить в STL-формате. Может быть выполнено сравнение STL-моделей обработанной и спроектированной детали, с заданием точности сравнения. При этом определяются и выделяются разным цветом места с зарезами и участки, где остался избыточный материал. Средствами анализа можно определить величину отклонений в любой указанной точке и номер кадра управляющей программы, соответствующий этой точке.

Программа Predator позволяет распознавать и анализировать отдельные объекты на модели обрабатываемой детали. Распознаются такие объекты, как кромки, дуги, цилиндры, сферы и плоскости. Специальными средствами можно выполнять точные измерения размеров отдельных объектов и взаимного расположения объектов и элементов на твердотельной модели обрабатываемой детали.

В новую версию программы Predator Virtual CNC добавлена возможность создания виртуальной модели станка с ЧПУ и имитации его работы по управляющей программе. В библиотеке программы содержится ряд готовых моделей станков, которые можно использовать в работе или создать на их основе свои собственные. Сначала создаются виртуальные детали и узлы станка из STL-моделей любой формы. Затем определяются тип станка и количество осей координат. Описывается кинематика узлов станка: поступательное и вращательное движение рабочих органов и стола станка с учетом взаимного расположения и конструкции, задаются пределы перемещений по всем осям станка для подвижных частей и узлов. Станку присваивается система ЧПУ из библиотеки существующих репостпроцессоров Predator, или создается файл описания команд новой системы ЧПУ. Перед выполнением имитации работы станка загружается файл управляющей программы, на столе станка размещаются модели заготовки и прижимных приспособлений, заполняется таблица корректоров инструмента и смещений. Имитацию работы станка с динамическим отображением на экране можно выполнять с различной скоростью либо по одному кадру управляющей программы. При выполнении управляющей программы на виртуальной модели станка осуществляется контроль возможных коллизий различных частей и узлов, учитывается коррекция на радиус инструмента и значения смещений системы координат.

Эта новая возможность позволяет предотвратить возможные столкновения и поломки различных подвижных частей и узлов станков с ЧПУ при выполнении сложных управляющих программ многокоординатной обработки.

В начало В начало

Заключение

Мы рассказали только о нескольких наиболее интересных новых возможностях программы SURFCAM 2002. Существует еще целый ряд улучшений и дополнений, которые остались за рамками этой статьи. Речь идет о электроэрозионной обработке в SURFCAM, о модуле параметрического твердотельного моделирования SURFCAM Solids, о бесплатных трансляторах геометрических данных из различных CAD-систем в форматах IGES, Parasolid, ACIS, DXF, DWG, о дополнительных трансляторах из CATIA и Pro/ENGINEER и о других интересных моментах. Компания Surfware, Inc. постоянно учитывает пожелания пользователей в новых версиях SURFCAM. Во многом благодаря этому программа SURFCAM пользуется популярностью и с успехом применяется во всем мире, в том числе и на целом ряде отечественных предприятий. Среди пользователей SURFCAM — Заволжский моторный завод, смоленский завод «Измеритель», кинешемский завод «Автоагрегат», Воронежский завод тяжелых штампов, запорожское ПО «Прогресс» и другие предприятия. В различных рейтингах компьютерных компаний, занимающихся программным обеспечением по подготовке управляющих программ для станков с ЧПУ, фирма Surfware, Inc. постоянно занимает место в первой десятке.

По материалам компании ЕМТ.

«САПР и графика» 9'2002