100000

ADEM

Телефон в Москве

+7 (495) 462-01-56

Опыт применения САПР ADEM в изготовлении ракетно-космической техники

Разработка управляющих программ

Основной задачей технолога-программиста является создание и отладка управляющей программы. Он должен грамотно проработать маршрут обработки и сформировать оптимальную с точки зрения условий обработки траекторию движения инструмента, для чего очень важна гибкая система настроек параметров обработки и возможность удобного редактирования созданной программы.

Для подготовки управляющих программ механической обработки предназначен модуль ADEM CAM. Он позволяет на основе плоских контуров (см. рис.24) или объемной модели (см. рис.25) формировать 2Х-, 2.5Х-, 3Х- и 5Х-координатную фрезерную обработку, токарную обработку, 2Х- и 4Х- координатную электроэрозионную. 



Рис.24 Пример пошагового моделирования управляющей программы, созданной на основе плоского контура "опоры" 



Рис.25 Пример 3D-обработки по программе на основе поверхности объемной модели детали "консоль"

Создание программы обработки организовано на выборе конструктивного элемента (колодец, уступ, отверстие, торец и т.д.) и соответствующего ему перехода. Модуль реализует несколько различных стратегий обработки, - зигзаг, петля, эквидистанта, спираль и пр., выбираемых технологом в соответствии с условиями обработки. Наличие ряда дополнительных параметров (направление обработки, высота гребешка, подход-отход, управление коррекцией и др.) позволяет формировать различные варианты движения инструмента. Система рассчитывает траекторию с учетом геометрии заготовки, режущей пластинки, резцедержателя, патрона, а также прижимов и различных приспособлений.

Для предварительной проверки управляющей программы в ADEM CAM предусмотрена возможность динамического моделирования с имитацией неснимаемого припуска (см. рис.26). 

 

Рис.26 Пример динамического моделирования управляющей программы для обработки "крестовины"

После создания процесса обработки происходит адаптация программы под соответствующее оборудование. Выбор постпроцессора на станок осуществляется из ряда, сформированного в модуле ADEM GPP. Когда оборудование будет выбрано, адаптер формирует программу в нужном машинном коде, а также программу CLDATA с возможностью последующего редактирования.

Кроме описанных выше возможностей, в ADEM CAM можно выполнять гравировку поверхностей. На рисунке 27 показан пример выполнения гравировки герба России на пробной заготовке. Герб был вставлен в виде растрового рисунка и преобразован в чертежный вид. После указания рисунка как набора контуров, система автоматически сформировала процесс обработки, исходя из оптимальной последовательности обработки. 

 

Рис.27 Расчет траектории движения инструмента при гравировке герба

Среди изделий, применяемых на ЗЭМ, есть детали, обработку которых невозможно провести в среде используемых сейчас на предприятии систем автоматического программирования. Одной из таких деталей явилась крышка. Криволинейную поверхность фаски, идущей вдоль контура прямоугольного выреза конической поверхности, нельзя было описать, используя старые средства программирования. Поэтому программы для обработки этой детали были созданы в системе ADEM. На рисунке 28 представлена траектория 3D-обработки поверхности фаски сферической фрезой.



Рис.28 Траектория обработки криволинейной поверхности фаски на детали "крышка" 



Рис.29 Программная обработка "фитинга"

Визуализация обработки и верификация математических моделей

После написания управляющей программы перед технологом-программистом стоит задача проверить правильность проведенной обработки. Чтобы дать качественную оценку созданной программы обработки, нужна отладка программы с возможностью корректировки параметров инструмента, режимов механической обработки и др.

Для динамической визуализации и отладки управляющей программы обработки изделия предназначен модуль ADEM NC VERIFY. Он позволяет симулировать 2Х-, 2.5Х-, 3Х- и 5Х-координатную обработку на токарном, фрезерном и электроэрозионном оборудовании, предлагая ряд удобных функций (динамическое вращение и перемещение модели обработки, масштабирование, контроль технологических размеров и многое другое). Работа модуля задействована в двух основных режимах, используемых на разных стадиях проектирования, - контроль правильности CLDATA и контроль управляющей программы.

При работе с типовыми деталями, используемыми на ЗЭМ, применение NC VERIFY было тесно связано с разработкой управляющих программ в модуле CAM. Наличие необходимых функций для работы с моделью и сравнительная простота использования сделали NC VERIFY удобным инструментом для визуализации процесса обработки и контроля управляющей программы. 
В качестве заготовки для обработки изделия может использоваться как стандартный сортамент, формирование размеров которого можно редактировать в модуле NC VERIFY, так и любая твердотельная модель, предварительно созданная в модуле CAD ADEM, или же импортированная из других систем. Кроме этого, есть возможность создания промежуточных моделей обработки между переходами, часто применяемая при обработке деталей за несколько установов. Модель заготовки после произведенной обработки сохраняется и может быть вставлена в качестве заготовки в нужную технологическую операцию. В этом случае оценка обработки проводится с учетом снятого на предыдущих операциях припуска, что соответствует реальному процессу механической обработки. Для примера можно привести одну из деталей, обработка которой была полностью сформирована в системе ADEM, - крестовина, взятая у конструкторов РКК "Энергия" в виде модели PRO/Engineer и импортированная в систему ADEM. 

После фрезерной обработки за первый установ, полученная модель сохранялась (см. рис.30), а затем в виде заготовки вставлялась в следующий технологический переход (см. рис.31), в результате чего формировался необходимый технологический цикл обработки изделия.



Рис.30 Предварительная модель заготовки после первой мех.обработки "крестовины" 



Рис.31 Обработка детали на 2-м установе на основе предварительной модели

На этой же детали проведена токарная обработка. Посредством ряда фрезерных и токарных операций, с использованием метода промежуточного моделирования, заготовка к последнему токарному переходу постепенно приобретает форму готового изделия (см. рис.32,33,34).



Рис.32 Модель заготовки, сформированная к моменту последней токарной операции "крестовины" 



Рис.33 Процесс токарной обработки 



Рис.34 Модель заготовки после токарной операции

Модуль NC VERIFY незаменим в ситуациях, когда необходима качественная оценка работы программы в случаях, когда модуль CAM не дает полного представления обработки. Ниже приводится пример механической обработки консоли (см. рис.35), где прослеживается сопряжение обрабатываемой поверхности и плоскости ребра. Абсолютное выглаживание было достигнуто корректировкой координат при визуализации.

 

Рис.35 Процесс обработки держателя "консоли"

Также в модуле NC VERIFY предусмотрена визуализация обрабатываемой модели по сечениям. Эта функция часто применяется при обработке деталей со сложной, неудобной для просмотра геометрией, а также для пошагового анализа характеристик получаемых сечений.

Одним из преимуществ модуля ADEM NC VERIFY является возможность верификации математических моделей. Верификация позволяет оценить, насколько изготовленная модель соответствует заданной модели изделия. При непосредственном наложении моделей система показывает недоработки и зарезы в виде зон синего и красного цвета. Данная проверка очень удобна, т. к. дает наглядное представление о результатах произведенной обработки.

В качестве примера можно привести контроль обработки "крестовины". Исходная модель была импортирована из системы PRO/Engeneer в ADEM и явилась базовой моделью для проверки. На основе этой модели была создана программная обработка, после чего в NC VERIFY проводилось сравнение изготовленной модели с исходной. Ниже приведена проверка моделей при умышленном изменении областей обработки; видно, что торец детали и радиуса переходов не доработаны, в то время как поверхность в центре штуцера зарезана (см. рис.36). 

 

Рис.36 Верификация искусственно измененной в результате обработки и исходной моделей "крестовины"

Если процесс разработки программы не был ошибочным и все поверхности были получены в точном соответствии с поверхностями исходной модели, то верификация показывает полное совпадение сравниваемых деталей (см. рис.37). 

 

Рис.37 Верификация моделей при их точном соответствии

С помощью специальных инструментов NC VERIFY величины недоработок легко измерить. Используя процедуры приближения-удаления и позиционирования моделей на экране, можно напрямую вести контроль зон несоответствия, корректируя несовпадающие размеры (см. рис.38).

 

Рис.38 Контроль зарезанной области на токарной операции

Разработка постпроцессоров в модуле ADEM GPP Все системы автопрограммирования старого типа, применяемые на ЗАО ЗЭМ РКК "Энергия", такие как САПР "НЦ-4", САП "Искра", ТИГРАС, PEPS, так и любые новые системы сквозного проектирования, например ADEM, в процессе разработки управляющих программ для станков с ЧПУ проходят процесс подготовки последовательности команд в универсальном виде, т.н. CL DATA.

CL DATA в модуле ADEM САМ содержит промежуточную информацию о траектории движения инструмента, технологических параметрах обработки. Преобразование команд CL DATA в кадры управляющей программы соответствующей стойки ЧПУ производится с помощью специальной системной программы-адаптера, постпроцессора, содержащего всю необходимую информацию о станке с системой управления и системного перекодировщика.

Процесс написания постпроцессора - это высокоинтеллектуальный труд, требующий знаний ручного программирования на соответствующую стойку ЧПУ и параметров оборудования в полном объеме.

По состоянию на 15.10.04 в системе ADEM было разработано 5 постпроцессоров на станки с ЧПУ с наиболее широко представленными на предприятии системами управления Н33, БОШ MICRO 8, 2С42-65 в различных модификациях. Если рассматривать весь парк оборудования с ЧПУ на заводе, то созданными постпроцессорами охвачено 31,5% от парка оборудования на которое, при дальнейшем внедрении системы ADEM, возможно эффективно разрабатывать управляющие программы.


часть 1,2

часть 4

авторы статьи: Шачнев Сергей Юрьевич (Начальник отдела механической обработки), Рожанович Георгий Вадимович (ведущий инженер), Ремизов Михаил Владимирович (ведущий инженер), Евсеев Сергей Владимирович (инженер I категории)

Закрыть