Russian Federation
UDK 674 Деревообрабатывающая промышленность
UDK 674.05 Деревообрабатывающее оборудование (станки и инструменты) Подразделять при помощи :621.9
Modern CAM systems allow you to automate the process of developing control programs for CNC equipment. The article discusses the capabilities of ESPRIT and ADEM systems for designing the processing of parts on CNC machines.
CNC, ESPRIT, ADEM, CAD/CAM-systems
В настоящее время существует несколько методов разработки программ для станков с числовым программным управлением (ЧПУ): ручное программирование, программирование на пульте управляющей системы с ЧПУ и при помощи CAD/CAM-систем [1]. Наиболее эффективным способом является программирование с помощью интегрированных CAD/CAM/CAPP-систем, обеспечивающих сквозную автоматизацию конструкторско-технологической подготовки производства [1-3].
CAD-системы позволяют спроектировать 3D-модель детали, по которой далее разрабатывается технологический маршрут ее изготовления, выбирается используемые инструменты и оборудование, создаются управляющие программы. При разработке программ определяется траектория перемещения инструмента при черновой и чистовой обработке с учетом необходимых критериев оптимизации. Для этого выполняется моделирование процесса закрепления заготовки с учетом длины инструмента и длины рабочей части [4].
Многие современные CAM-системы (Computer Aided Manufactгring) позволяют разрабатывать программы для станков с ЧПУ. Наиболее популярными отечественными CAM-системами являются Компас-ЧПУ, ESPRIT TNG, ADEM, T-Flex, SprutCAM и другие [5-7].
Например, система ESPRIT обеспечивает программирование и поддерживает все процессы обработки на различных типах станков [7]. Использование цифрового двойника станка позволяет эффективно выполнить наладку станка и сократить время выполнения пробных итераций. Интерфейс системы представлен на рисунке 1 [7].
Рисунок 1 – Пример интерфейса системы ESPRIT TNG
Давыдов В.М., Гимадеев М.Р., Беркун В.О. в работе [8] представили алгоритм управляющей программы для токарного станка с использованием ESPRIT-системы. Вначале работы импортируется 3D-модель и для нее выполняется настройка параметров заготовки и станка. В ESPRIT имеется ряд инструментов для черновой и чистовой токарной обработки, для обработки отверстий. Когда инструмент выбран, необходимо создать контур детали, а далее – описать этапы процесса обработки и их параметры. Авторы отмечают, что визуальная симуляция процесса обработки детали позволяет исправлять все несоответствия, тем самым обеспечивая проектирование технологического процесса для получения детали с заданной точностью. Заключительным этапом является генерация управляющей программы для станка с ЧПУ, подбор оптимального режима резания в зависимости от материала заготовки.
Авторы Ю.А. Темпель, О.А. Темпель в работе [9] также отмечают эффективность применения цепочки CAD/CAE/CAM-систем для автоматизации технологических процессов в машиностроении. Предложенный алгоритм «чертеж – трансформируемая CAD-модель – готовая деталь» включает два блока: первый – последовательность разработки управляющей программы для обработки типовой детали, а второй – для трансформируемой CAD-модели. Управляющая программа корректируется, учитывая погрешности от сил резаний, и обеспечивает точность металлообработки.
Другой рассматриваемой отечественной CAM-системой выберем ADEM, являющейся интегрированной CAD/CAM/CAPP/PDM-системой, предназначенной для автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства (рисунок 2) [6]. Особенностью модуля ADEM CAM является возможность моделирования обработки на станках в нескольких режимах. Моделирование движение может выполняться вдоль рассчитанной траектории и со снятием материала (рисунок 3) [6]. В ADEM имеется встроенный симулятор, а также можно подключать внешние симуляторы обработки (IMSVerify, NC-Manager).
Проектирование обработки на станках с ЧПУ в системе ADEM начинается с создания модели в модуле ADEM CAD и ее экспорт в ADEM CAM. В модуле ADEM CAM можно внести необходимые изменения ранее созданной модели, создать дополнительные контуры и объекты [6, 10].
Далее следует определить маршрут обработки, задавая параметры геометрии и обработки заготовки, требуемый инструмент. В результате будет создано дерево маршрута обработки, спроектирована траектория движения оборудования и программа для станков с ЧПУ. Все инструкции будут создаваться автоматически на основе имеющихся данных, которые использовались в параметрах каждого этапа обработки.
Рисунок 2 – Интерфейс системы ADEM CAD/CAM/CAPP
Рисунок 3 – Моделирование обработки детали в ADEM
Авторы в работе [11] предложили методику разработки управляющих программ и технологической документации с помощью ADEM CAD/CAM/CAPP, особенностью которой является сокращение документации, выполняемой технологом. Технолог подробно разрабатывает только операционную карту с управляющей программой для оборудования с ЧПУ, а другие документы создаются автоматически. Также сокращение времени разработки управляющих программ обеспечивает программирование на основе конструктивных элементов (например, плоскость, отверстие и другие), на которые разбивается деталь. Разработчику просто требуется выделить на заданной модели нужный конструктивный элемент, а система выполнит все необходимые расчеты.
CAM-системы позволяют разрабатывать управляющие программы для обработки сложно-профильных поверхностей (СПП). В работе [12] Маркова М.И. описала методику проектирования операций фрезерования СПП, в которой назначение видов обработки ведется исходя из точности и шероховатости обрабатываемой поверхности. Проведенный эксперимент имитации процесса обработки различных деталей, содержащих СПП, проводился с контролем остатка не снятого материала.
Таким образом, методика разработки управляющих программ с помощью CAM-систем состоит из следующих этапов: импорт 3D-модели, определение видов обработки, выбор инструмента и режимов обработки, генерация программ и необходимой документации. Использование CAM-систем для разработки программ для станков с ЧПУ позволяет повысить качество технологических процессов обработки деталей, снизить количество ошибок и неточностей в проектно-конструкторской документации.
1. Levchenko, A.V. Ispol'zovanie principov modul'nyh tehnologiy v mashinostroitel'nom proizvodstve / A.V. Levchenko, E.K. Vardanyan // Informacionnye tehnologii XXI veka : sbornik nauchnyh trudov s mezhdunarodnym uchastiem. – Habarovsk, 2022. – S. 38-42.
2. Mozhegova, Yu.N. Ispol'zovanie CAD/CAM-sistem pri razrabotke upravlyayuschih programm dlya stankov s ChPU / Yu.N. Mozhegova, D.M. Devlikamova // Sborka v mashinostroenii, priborostroenii. – 2023. – № 3. – S. 134-136.
3. Anufriev, D.S. Primenenie tehnologii virtual'noy real'nosti pri razrabotke upravlyayuschih programm v CAM-sistemah / D.S. Anufriev, S.P. Grachev // Avtomatizaciya v promyshlennosti. – 2022. – № 12. – S. 56-58.
4. Kolesov, A.G. CAM sistemy i rezhimy rezaniya / A.G. Kolesov, D.E. Sidorov, A.Yu. Tarahovskiy // Journal of Advanced Research in Technical Science. – 2020. – № 18. – S. 11-13.
5. Veduschee CAM-reshenie dlya slozhnyh zadach obrabotki i detaley s vysokoy dobavlennoy stoimost'yu | ESPRIT. – URL: https://www.espritcam.com/ru-ru(data obrascheniya: 23.03.2024).
6. ADEM – Avtomatizaciya proektno-konstruktorskoy i tehnologicheskoy podgotovki proizvodstva. – URL: https://adem.ru/(data obrascheniya: 23.03.2024).
7. OOO «Centr SPRUT-T» - SPRUTKAM. – URL: https://csprut.ru/sprutcam/(data obrascheniya: 23.03.2024).
8. Davydov, V.M. Algoritm upravlyayuschey programmy dlya tokarnoy obrabotki s primeneniem SAM-modulya ESRPIT / V.M. Davydov, M.R. Gimadeev, V.O. Berkun // Fundamental'nye osnovy mehaniki. – 2022. – № 9. – S. 60-65.
9. Tempel', Yu.A. / Algoritm avtomatizirovannoy korrekcii upravlyayuschey programmy po izmenennoy CAD-modeli detali s uchetom pogreshnostey // Yu.A. Tempel', O.A. Tempel' // Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tehnicheskie nauki. – 2023. – № 1. – S. 444-448.
10. Avvakumov, A.A. Additivnye tehnologii v CAD/CAM/CAPP ADEM-VX / A.A. Avvakumov. Stankoinstrument. – 2023. – № 3 (32). – S. 66-67.
11. Averchenkov, A.V. Naukoemkaya tehnologiya obrabotki zagotovok na stankah s ChPU i programmirovanie v CAM-sisteme / A.V. Averchenkov, I.E. Koloshkina, S.A. Sheptunov // Naukoemkie tehnologii v mashinostroenii. – 2019. – № 4 (94). – S. 31-39.
12. Markova, M.I., Metodika proektirovaniya operaciy dlya obrabotki slozhno-profil'nyh poverhnostey / M.I. Markova, D.N. Negrulenko // Aktual'nye problemy v mashinostroenii. – 2018. – T. 5, № 3-4. – S. 9-14.
