Сегодня мы продолжим рассказ о нововведениях и подробнее остановимся на фрезерной обработке. Начнём перечисление новшеств версии 8.3 с наиболее простого - плоской обработки.
Как мы отметили в первой части статьи, одним из важных и давно ожидаемых новшеств версии 8.3 стал учёт заготовки при плоской фрезерной обработке. На сегодняшний день создателями САМ модуля системы ADEM разработан и оттестирован алгоритм учёта заготовки методом отсечения движения в пустоте. Этот метод позволяет формировать траекторию движения инструмента с учётом взаимного расположения детали и заготовки (рис.1). При этом в значительной степени сокращаются перемещения на рабочей подаче «по воздуху», что напрямую сказывается на общем машинном времени.
Для того чтобы воспользоваться учётом заготовки при расчёте траектории движения инструмента, пользователю необходимо помимо объёмной модели детали так же построить модель заготовки, либо её часть, которой будут ограничиваться перемещения на рабочей подаче и включить контроль этих поверхностей (см. рисунок 1). При этом система сама сопоставит взаимное расположение детали и заготовки, параметры обработки (диаметр инструмента, глубину прохода и т.п.) и построит траекторию движения инструмента таким образом, чтобы минимизировать перемещения инструмента на рабочей подаче вне тела заготовки.
Таким образом, во многих случаях отпадает надобность строить дополнительные контура для определения места обработки, что порой бывает весьма трудоёмким процессом, особенно с учётом сложных конфигураций обрабатываемых контуров.
Рис. 1 Учёт поверхности заготовки
Следующим небезынтересным нововведением в 2,5-координатном фрезеровании можно назвать появившуюся возможность определения конструктивного элемента «Уступ» по одному контуру. Порой у пользователей возникали затруднения с освоением механизма задания всех необходимых параметров для определения конструктивного элемента, теперь же система ADEM способна автоматически формировать КЭ «Уступ» всего лишь по одному разомкнутому контуру. Кроме того, появилась возможность задания уступа с несколькими участками внешнего контура в плоскости дна.
Для конструктивных элементов, используемых в многокоординатной обработке, места обработки которых так же определяются разомкнутыми контурами, появилась возможность задания схемы обработки «Петля контурная II от центра». Фактически этот тип обработки представляет собой первый проход посередине между контурами (так называемая «разгрузка»), и затем поочерёдная обработка в направлении каждого из контуров, с построением эквидистанты к нему (рис. 2). Такая схема обработки обещает стать весьма востребованной пользователями в силу того, что она может использоваться на переходах не только плоского, но и многокоординатного фрезерования. Но о новых схемах в многокоординатной обработке чуть позже.
Рис. 2 Схема обработки «Петля контурная II от центра»
Одной из актуальных проблем работы на фрезерных станках с ЧПУ является вырождение элементов контуров малой длины при обработке с использованием возможностей контурной коррекции. В таких случаях (см. рис. 3), САМ система формирует траекторию движения инструмента, в точности повторяющую контур детали (оранжевая линия). Однако при включении на станке функции контурной коррекции, траектория движения инструмента на участках контура малой длины может вырождаться и в траектории движения инструмента появляются непонятные оператору «петли». В системе ADEM версии 8.3 реализован механизм замещения линейных перемещений вдоль элементов контура малой длины перемещениями по радиусу, равному радиусу инструмента, что позволяет избежать нежелательных изломов траектории, подобных изображённым на рисунке 3.
Рис. 3 Устранение элементов малой длины
Теперь перейдём к более сложной – многокоординатной фрезерной обработке. Стоит отметить, что прежде многокоординатная обработка применялась исключительно в качестве чистовой. Это было обусловлено и возможностями оборудования и трудностью программирования многокоординатной обработки. Написание управляющих программ для многокоординатного оборудования дело весьма трудоёмкое и требует не только особых навыков технолога-программиста, но и в первую очередь – опыта такой работы. Однако прогресс не стоит на месте и сегодня всё больше предприятий, приобретая современное оборудование, стремятся перевести на него как можно большую часть цикла получения изделия, что позволит не только сократить общее время получения конечного изделия, за счёт отсутствия в техпроцессе операций перемещения полуфабрикатов, но и повысить качество и точность получаемых деталей за счёт обработки «с одной установки».
Технологи машиностроительных предприятий, имеющих в своём арсенале современную надёжную САМ систему, могут позволить себе без особых усилий создавать управляющие программы для многокоординатного оборудования, в том числе и для черновой обработки. И здесь модуль ADEM CAM версии 8.3 сделал ещё один шаг навстречу технологам – теперь технолог может задавать многопроходную обработку поверхностей по Z не только для 2,5х и 3-х координатного фрезерования. Помимо этой возможности реализована многопроходная обработка с уменьшением припуска для переходов 4-х и 5-ти координатного фрезерования (рис.4).
Но обо всём по порядку: подход – врезание – обработка.
Рис. 4 Многопроходная обработка поверхностей с уменьшением припуска.
Итак - подход. В переходах многокоординатной обработки появилась возможность задания подхода–отхода в горизонтальной плоскости (рис. 5), а так же при задании подхода–отхода линейного в приращениях добавлена координата Z, что позволит технологу ещё на стадии проектирования маршрута обработки получить оптимальную и предсказуемую траекторию движения инструмента. Момент подхода–отхода инструмента к обрабатываемой детали весьма важен, поскольку именно на этом этапе происходит включение/выключение коррекции, а правильно выбранная схема подхода–отхода, как и схема врезания, способны минимизировать резкое изменение нагрузки на инструмент. Что касается врезания, то тут нельзя не отметить появление новых схем врезания в 4-х и 5-ти координатной обработке. Кроме существующих схем, появилась возможность определения вертикального врезания по оси инструмента и по кривой.
Рис. 5 Подход и отход в горизонтальной плоскости
В тех случаях, когда врезание осуществляется по нормали, то при определённой критической кривизне поверхности инструмент может «сесть» центром на обрабатываемую поверхность, что в свою очередь приводит как минимум - к затиранию поверхности, а то и к поломке инструмента. Для исключения таких проблем ADEM позволяет сместить инструмент от точки контакта с поверхностью как в продольном (рис 6.), так и в поперечном направлении (рис. 7)
Рис. 6 Продольное смещение инструмента
Рис. 7 Поперечное смещение инструмента
Теперь немного о новых схемах в многокоординатном фрезеровании. Кроме уже упомянутой новой схемы для обработки пазов «Петля контурная II от центра» в 4-х и 5-ти координатном появились абсолютно новые схемы обработки поверхностей. Схема «UV обработка от центра» (рис. 8) по своей сути похожа на схему «Петля контурная II от центра», однако в отличии от контурной схемы обработки здесь траектория строится, ориентируясь не на контуры, а на UV линии самой поверхности. Так же как и при контурной схеме обработки, первым выполняется «разгрузочный» проход посередине поверхности, а затем материал выбирается поочерёдно в каждом направлении. Схема «UV обработка по процентной координате» (рис. 9) позволяет сделать как только один «разгрузочный» проход по середине поверхности, так и выполнить обработку всей поверхности с заданием глубины прохода.
Рис. 8 Схема «UV обработка от центра»
Рис. 9 Схема «UV обработка по процентной координате»
В тех случаях, когда место обработки не может быть однозначно определено поверхностями, можно использовать ограничивающие контура. Тогда обработка может вестись по схемам, подразумевающими задание контура. Кроме уже существовавших схем многокоординатной фрезерной обработки, в ADEM версии 8.3 появилось несколько новых схем, присущих прежде только переходам 2,5х обработки: это «Зигзаг эквидистантный», «Спираль», «Обратная спираль» и «Обратная эквидистанта».
Как известно, на любых многокоординатных фрезерных станках первой задачей обеспечения безопасной работы является исключение вероятности столкновения рабочих органов между собой и с элементами оснастки. Таким образом, технолог ещё до того как передаст управляющую программу оператору, должен убедиться в отсутствии подобных казусов. Сделать это можно, как правило в верификаторе, однако если в инструментарии технолога нет симулятора, в полной мере учитывающего особенности конкретного станка, то в таком случае можно заранее ограничить критические углы наклона инструмента (рис. 10). Ограничение углов позволит не только избежать возможных коллизий, но также и в некоторых случаях повысить качество обрабатываемой поверхности.
Рис. 10 Ограничение по углам поворота вокруг осей системы координат КЭ
Ограничение углов поворота может задаваться как по одной, так и по обеим осям вращения, при этом ADEM построит траекторию обработки для всей поверхности, а на тех участках, где невозможно выполнить 4-х (или 5-ти) координатную обработку из-за ограничения углов, заменит 4-х (или 5-ти) координатные перемещения 3-х координатными. Кроме того, при обработке вогнутых поверхностей может включаться контроль осевой коррекции положения инструмента, что позволит избежать зарезов при работе торцевым или скруглённым инструментом.
На этом, пожалуй, закончим краткое анонсирование новых возможностей в модуле ADEM CAM версии 8.3. При этом стоит отметить, что в рамках данной статьи нам удалось осветить лишь добрую половину всех нововведений. За кадром осталось ещё множество новых функций и возможностей не только в многокоординатном и плунжерном фрезеровании, но и в сверлении и в лазерной обработке. Более полное и подробное описание интересующих вас возможностей всегда можно получить, обратившись к нам и нашим региональным представителям по телефонам.
В самое ближайшее время в мы расскажем о нововведениях в ADEM версии 8.3 в части проектирования техпроцессов.
автор статьи: Андрей Аввакумов