12 - 2002

Декоративно-прикладное искусство с ЧПУ

Виталий Феоктистов

Сочетание самобытности и массовости изготовления издавна являлось особенностью российского декоративного искусства. Задачи и цели художников могут быть самыми разнообразными, однако в этой области преобладают трудоемкие процессы, позволяющие говорить о целесообразности сквозного процесса проектирования — от электронной модели до управляющей программы для малогабаритного оборудования с ЧПУ. Все рассматриваемые в этой статье решения были подобраны с учетом многих факторов: производительности, точности, стоимостных характеристик и т.д.

Прежде чем приступить к выбору того или иного комплексного решения, сформулируем основные аспекты технического задания на перевооружение некрупного, так сказать, артельного, производства различного рода изделий прикладного и декоративного искусства. Любые требования производителей базируются на основе ассортимента изделий, автоматизация производства которых должна поднять уровень их конкурентоспособности на рынке. Первичными остаются чертеж, модель, эскиз и технологический процесс. Если производство имеет более или менее серийный характер, можно говорить о нормах времени и технико-экономическом обосновании внедрения средств автоматизации.

Художественные изделия, при производстве которых технологии ЧПУ дают реальный экономический эффект (рис. 1), относятся к следующим сферам производства:

  • изготовление предметов символики и геральдики, различного рода памятных знаков и печатей;
  • копирование предметов народного творчества с частичной или полной имитацией отделки типа скани, зерни, инкрустации;
  • производство художественных изделий из кости.

Используемые материалы могут быть как природного (дерево, кость), так и искусственного происхождения (сталь, цветные металлы, полимеры), что является серьезным основанием для проработки методик резания на основе собственного опыта мастеров. Дело в том, что ручная обработка, в отличие от машинной, является более чувствительной к таким критическим изменениям процессов снятия материала, как поломка инструмента, выявление внутренних напряжений и дефектов и т.п.

В настоящее время рынок настольного оборудования с ЧПУ насыщен различными предложениями, которые в состоянии поднять уровень как эффективности, так и качества производства изделий декоративно-прикладного искусства. Производители станков постарались обеспечить оригинальность и надежность конструкции на основе самых современных технологий.

Итальянская фирма CIELLE, специализирующаяся на данном виде оборудования, производит широкий спектр станков и CNC-контроллеров, предлагая разным категориям пользователей решения, различные по возможностям и стоимости, но всегда высокоэффективные и гарантирующие надежное вложение капитала. Пять серий — ALFA, BETA, GAMMA, DELTA, EPSILON — включают более 20 моделей станков и охватывают самый широкий диапазон возможных приложений — от простой гравировки до индустриального использования. Гибкость, многофункциональность, конкурентоспособность и быстрая окупаемость станков CIELLE позволяют с успехом использовать их как на крупных, так и на небольших, оперативных производствах. К наиболее привлекательным видам спецоснастки, используемым в работе станков CIELLE, следует отнести универсальные стенды и систему контроля базового рельефа обрабатываемой поверхности, магазин автоматической смены инструмента, а также различные индексные и поворотные головки (4-я координата), тактильные и лазерные 3D-сканеры.

Японская корпорация Roland давно завоевала сердца российских производственников качеством и надежностью своих решений. Roland PNC-3200 — наиболее мощная профессиональная машина для 3D-фрезеровки и моделирования из высококлассного оборудования серии CAMM-3. Большая рабочая область, модернизированный командный язык, увеличенная скорость обработки, высокое разрешение (точность) и целый ряд других улучшений делают эту машину наиболее быстрой и мощной настольной фрезерной системой. PNC-3200 — отличное решение для экономии времени, уменьшения издержек и быстрого создания технологической оснастки, моделей и прототипов в промышленности.

Легкие в использовании и совместимые со многими популярными трехмерными CAD-программами, устройства MDX-20/15 представляют собой и 3D-сканер, и фрезерную машину, идеально подходят для многих областей деятельности — от моделирования и ювелирной промышленности до изготовления литьевых форм, быстрого прототипирования, мелкосерийного производства и дизайна портативных изделий. MDX-20/15 используют для изготовления тестовых образцов, в целях снижения количества производственных ошибок, уменьшения временных затрат и стоимости, при создании нового продукта. Все вышеупомянутые станки комплектуются программным обеспечением (CAD/CAM), предназначенным для автоматизированного проектирования управляющих программ.

Особое место на рынке занимают компании, представляющие отечественные технологии — как по оборудованию, так и по CAD/CAM-системам. ООО «Центр инжиниринга АРМ» из Санкт-Петербурга изготавливает универсальные, не имеющие аналогов в России, высокоточные 3-координатные фрезерные станки серии «Снайпер» с компьютерным управлением, отличающиеся качеством мирового уровня (рис. 2). Станки оснащаются высокоскоростной шпиндельной головкой — до 25 тыс. об./мин, средний размер обрабатываемой зоны — 420×300×100 мм. Можно использовать любой обрабатываемый материал: сталь (HRC 62), дерево и т.д. Кроме того, цена станков «Снайпер» в два раза ниже цены зарубежных аналогов. Заказчиков привлекает и такое немаловажное обстоятельство: в качестве базовой системы автоматизированного проектирования ООО «Центр инжиниринга АРМ» предлагает CAD/CAM ADEM разработки компании Omega ADEM Technologies Ltd.

Аналогичное решение предлагает Московский учебно-инженерный центр ЗАО «Экоинвент» (рис. 3); его программно-технический комплекс CAD/CAM ADEM является высокотехнологичной производственной единицей. Специалисты Центра сделали свой выбор в пользу немецкой компании MAX-computer, недорогое и эффективное оборудование которой — станки серии KOSY — позволяет комплектовать учебно-производственные места. Настольный фрезерно-гравировальный станок с ЧПУ KOSY2 Standard A4 в обычном исполнении используется в промышленности при серийном и единичном производстве, а также предназначен для обучения. Доступны операции фрезерования, сверления, гравирования, шлифования древесины, всех видов пластмасс и цветных металлов, операции дозирования, перемещения, погружения, измерения, сканирования и т.д. Координатный стол из прессованного алюминиевого профиля, обработанный методом анодирования, позволяет работать с заготовками формата А4 и высотой до 60 мм. Модель шпиндельного узла предлагается на выбор — от универсального (710 Вт, 7000-27 000 об./мин) до профессионального высокочастотного (170 Вт, 5000-60 000 об./мин) с устройством автоматической смены инструмента. Несомненное удобство в работе достигается благодаря наличию русифицированного программного обеспечения NC-CAD, предназначенного для управления станком. Данные станки не имеют привычной стойки ЧПУ и управляются с персонального компьютера. Для проектирования изделия и автоматизированной разработки управляющих программ специалистами Центра рекомендуется CAD/CAM-система ADEM с полным пакетом технической поддержки. Поскольку компания «Экоинвент» является авторизованным дилером компании Omega ADEM Technologies Ltd, она активно занимается технической поддержкой при внедрении ADEM, проводя ряд следующих мероприятий:

  • первоначальное ознакомление с отечественной системой автоматизации подготовки производства АDЕМ и обеспечение специалистов материалами рекламного характера по основным направлениям деятельности компании;
  • проведение экспресс-обучения базовым навыкам работы с системой;
  • решение вопросов опытно-промышленной эксплуатации в производственных условиях и внедрения CAD/CAM ADEM;
  • проведение специализированных курсов обучения по темам плоского и объемного моделирования, по разработке управляющих программ УЧПУ;
  • техническое консультирование пользователей, обеспечение гарантийного и постгарантийного обслуживания в рамках договорных обязательств и т.д.

Все компоненты, входящие в состав программно-технического комплекса (станок, система управления и система проектирования), имеют одно важное свойство — это быстрое освоение комплекса техническим и инженерным персоналом. ADEM удачно вписывается почти в любые производственные задачи. На страницах журнала «САПР и графика» не раз рассказывалось об использовании системы ADEM на предприятии «Ижевский механический завод». Освоенная производственниками с помощью ADEM методика гравировки помогла по-новому подойти к художественному оформлению эксклюзивных образцов стрелкового оружия: использование ADEM в несколько раз сократило время нанесения гравировки, при этом качество полученных гравюр практически идентично ручным образцам (рис. 4).

Следует еще раз отметить, что наряду с успешной работой в машиностроении, система ADEM эффективно применяется при решении менее масштабных задач. Законы малого бизнеса диктуют очень жесткие требования как к людям, так и к средствам автоматизации, которые они используют. Такие характеристики, как функциональность, легкость в освоении, возможность быстрого перехода от одного изделия к другому и т.п., основанные на реальных потребностях рынка, были и будут главными направлениями развития CAD/CAM-системы ADEM.

«САПР и графика» 12'2002