Россия
УДК 674 Деревообрабатывающая промышленность
УДК 674.05 Деревообрабатывающее оборудование (станки и инструменты) Подразделять при помощи :621.9
Современные CAM-системы позволяют автоматизировать процесс разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ. В статье рассматриваются возможности ESPRIT и ADEM систем для проектирования обработки деталей на станках с ЧПУ.
ЧПУ, ESPRIT, ADEM, CAD/CAM-системы
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. Левченко, А.В. Использование принципов модульных технологий в машиностроительном производстве / А.В. Левченко, Э.К. Варданян // Информационные технологии XXI века : сборник научных трудов с международным участием. – Хабаровск, 2022. – С. 38-42.
2. Можегова, Ю.Н. Использование CAD/CAM-систем при разработке управляющих программ для станков с ЧПУ / Ю.Н. Можегова, Д.М. Девликамова // Сборка в машиностроении, приборостроении. – 2023. – № 3. – С. 134-136.
3. Ануфриев, Д.С. Применение технологии виртуальной реальности при разработке управляющих программ в CAM-системах / Д.С. Ануфриев, С.П. Грачев // Автоматизация в промышленности. – 2022. – № 12. – С. 56-58.
4. Колесов, А.Г. CAM системы и режимы резания / А.Г. Колесов, Д.Е. Сидоров, А.Ю. Тараховский // Journal of Advanced Research in Technical Science. – 2020. – № 18. – С. 11-13.
5. Ведущее CAM-решение для сложных задач обработки и деталей с высокой добавленной стоимостью | ESPRIT. – URL: https://www.espritcam.com/ru-ru(дата обращения: 23.03.2024).
6. ADEM – Автоматизация проектно-конструкторской и технологической подготовки производства. – URL: https://adem.ru/(дата обращения: 23.03.2024).
7. ООО «Центр СПРУТ-Т» - СПРУТКАМ. – URL: https://csprut.ru/sprutcam/(дата обращения: 23.03.2024).
8. Давыдов, В.М. Алгоритм управляющей программы для токарной обработки с применением САМ-модуля ESRPIT / В.М. Давыдов, М.Р. Гимадеев, В.О. Беркун // Фундаментальные основы механики. – 2022. – № 9. – С. 60-65.
9. Темпель, Ю.А. / Алгоритм автоматизированной коррекции управляющей программы по измененной CAD-модели детали с учетом погрешностей // Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2023. – № 1. – С. 444-448.
10. Аввакумов, А.А. Аддитивные технологии в CAD/CAM/CAPP ADEM-VX / А.А. Аввакумов. Станкоинструмент. – 2023. – № 3 (32). – С. 66-67.
11. Аверченков, А.В. Наукоёмкая технология обработки заготовок на станках с ЧПУ и программирование в CAM-системе / А.В. Аверченков, И.Е. Колошкина, С.А. Шептунов // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2019. – № 4 (94). – С. 31-39.
12. Маркова, М.И., Методика проектирования операций для обработки сложно-профильных поверхностей / М.И. Маркова, Д.Н. Негруленко // Актуальные проблемы в машиностроении. – 2018. – Т. 5, № 3-4. – С. 9-14.
