7.5.1. Пример функциональных возможностей
современной системы управления станками с ЧПУ
Рассмотрим в качестве примера одну из современных систем
управления станками FIDIA С20 [124]. Указанная система имеет
собственное программное обеспечение для высокоскоростного
фрезерования HI-MILL - подсистемы ISOGRAPHu 3D САМ.
ISOGRAPH — это прикладное программное обеспечение
(ПО) системы Ч П У с графическим интерфейсом пользова
теля (рис. 7.5.2), разработанное специально для применения
в цеховых условиях. ПО включает собственный графический
редактор GRAPHICS EDITOR. Система приспособлена для
операций обработки, которые необходимо оперативно смоде
лировать, автоматически запрограммировать и тут же выпол
нить, например, произвести обработку канавок, сглаживание,
обработку плоских профилей, сверление, растачивание отвер
стий и т.д.
Программное обеспечение такого интеллектуального стан
ка с ЧПУ имеет следующие встроенные функции.
531
7.5. Моделирование механической обработки
Раздел 7. Компьютерное моделирование и автоматизация процессов производства
Встроенные типовые операции. Редактор снабжен большим
набором установленных циклов: сверление, нарезание резьбы,
рассверливание, глубокое сверление, спиральное сверление на
высокой скорости. Любой установленный цикл можно повто
рять с указанным интервалом вдоль профиля или применять
к любым элементарным объектам, выбранным оператором.
Распознавание отверстий. Имеется встроенная логика для рас
познавания отверстий (рис. 7.5.3) в геометрических моделях из
делий, импортированных в формате IGES, которая позволяет
автоматически определять значения первых и последних пара
а
б
метров отверстия на обеих рабочих плоскостях (G17, G18,G19)
Рис. 7.5.2. а, б-фрагменты графического диалога стойки ЧПУ
и на любых наклонных плоскостях.
Обработка канавок. Обработка выполняется очень эффектив
Моделирование профилей. В этом режиме оператору не нужно
изучать язык программирования или синтаксис данных функций
ISO. Работа по определению геометрических профилей выполняет
ся интерактивно при помощи экранных кнопок. К профилям мож
но также применять операции поворота, сдвига и перемещения.
Редактирование и повторная обработка профилей. Созданный
ранее профиль можно скорректировать на одной из главных пло
скостей или на любой заданной плоскости. К профилям, опреде
ленным в 3D, можно также применить 2D коррекцию радиуса на
любой основной плоскости. Коррекцию профиля можно повто
рить на нескольких уровнях, что позволяет обрабатывать даже
сложные стенки. После ввода всех необходимых технологиче
ских параметров ISOGRAPH автоматически создаёт траекторию
инструмента, которая является полностью безопасной благодаря
испытанным алгоритмам предотвращения столкновений. После
коррекции радиуса инструмента для профиля автоматически
определяются зоны, где имеется остаточный материал. Можно
просто и понятно определить соответствующие траектории по
вторной обработки, постепенно используя меньшие по размеру
инструменты. Кроме того, маршрут повторной обработки можно
повторять на нескольких уровнях.
Чтение форматов DXF/DWG и IGES. В ЧПУ-систему возмож
но непосредственно импортировать готовую математическую
модель профиля, записанную в форматах DWG/DXF и IGES.
Программа позволяет автоматически создавать маршруты обра
ботки для элементарных геометрических элементов.
532
но благодаря удобному интерфейсу оператора, который позво
ляет в диалоге назначить следующее параметры обработки:
- обрабатываемый профиль (круглый, прямоугольный, пря
мые/круглые пазы или общего вида);
533
7.5. Моделирование механической обработки
Модуль HI-MILL 3D САМ обладает простым интерфейсом,
доступным для работающего в цехе оператора станка, а созда
ваемые при его помощи программы достаточно эффективны
и позволяют вести обработку на высокой скорости.
Создание новых объектов позволяет добавить к геометриче
ской модели новые плоские поверхности, параллельные плоско
сти XY и имеющие различные формы (прямоугольная, круглая,
многоугольная). Такие поверхности можно использовать, на
пример, для выявления любых возможных ошибок во входных
файлах, используемых для определения проекта, или для защиты
ванных в формате IGES.
При одной ориентации инструмента можно обработать не
сколько канавок как в режиме черновой, так и окончательной
обработки. Если файл IGES содержит описание поверхности, то
геометрию канавки можно определить непосредственно матема
тическими расчетами, поэтому можно идентифицировать канав
ки и управлять ими в любой секции. Любые другие внутренние
пазы можно идентифицировать и автоматически исключить из
процесса обработки.
Фрезерование сложных форм обеспечивает специальный мо
дуль, который позволяет в интерактивном режиме в рамках
программно-аппаратной системы самого станка с ЧПУ созда
вать сложные маршруты инструмента (рис. 7.5.4).
а б
Рис. 7.5.4. Маршруты инструмента для фрезерования сложных форм:
а — геометрическая модель с нанесенной траекторией фрезы;
б — отфрезерованная по геометрической модели деталь
534
файла от любых нежелательных изменений.
Система позволяет моделировать и программировать многоо
севую обработку (по 3 + 2 осям) и высокоскоростное фрезерование.
Автоматически создается программа обработки без резких
изменений направления, которые не годятся для высоких ско
ростей обработки. С учётом предыдущей обработки программа
рассчитывает каждый проход таким образом, чтобы снимаемый
материал не превышал количества, указанного пользователем,
а для большого объема удаляемого материала создаёт несколько
последовательных проходов. Точность, с которой точки распре
деляются вдоль всех маршрутов, и их высокая плотность оказы
вают положительное влияние на время обработки и, прежде все
го, на качество поверхности готовой детали.
Для моделирования процессов механообработки, кото
рое осуществляется в интерактивном режиме, инициируемом
и управляемом человеком, принципиально важным является
наличие развитых графических возможностей в программном
обеспечении САМ-систем. Одной из самых востребованных
функций, необходимых для обеспечения поддержки инженер
ных решений, является реалистическая визуализация процесса
обработки.
Модуль визуализации (эмуляции) позволяет последовательно
увидеть весь процесс получения детали из черновой заготовки.
При этом графические картины на экране (рис. 7.5.5) получа
ются путем наложения изображений отдельных маршрутов, вы
численных при движении инструмента. Толщина снимаемого
слоя материала выделяется цветом, который изменяется соот
ветственно количеству остаточного материала.
535
7.5. Моделирование механической обработки