Дружественный интерфейс EdgeCAM на службе технолога

Михаил Потапов, ведущий инженер
Русская Промышленная Компания

Производство в сфере машиностроения продолжает наращивать свои объемы, а руководители предприятий все больше задумываются о переводе части производства на оборудование с ЧПУ. Сегодня на рынке представлен широкий спектр различного оборудования - дорогое от мировых брендов, более дешевые варианты от производителей из юго-восточной Азии или от совместных производств. Кроме того, рассматриваются и вопросы модернизации имеющегося оборудования с ЧПУ, которое сохранилось с советских времен, путем замены на них старых стоек ЧПУ более современными.
При любом из перечисленных вариантов, как правило, возникает вопрос о программировании станков не оператором станка, а технологом еще на этапе подготовки производства. С оборудованием часто поставляется программное обеспечение от изготовителя станка для составления управляющих программ на персональном компьютере, но данное программное обеспечение, безусловно, очень полезное, но только на начальном этапе использования оборудования с ЧПУ. В дальнейшем использования такого ПО часто становится недостаточным. Другим словом, данное программное обеспечение не позволяет обеспечить потребности производства и требуется новое, более мощное средство.

В этой статье мы рассмотрим вариант решения данной проблемы. Разговор пойдет об одном из ведущих решений на мировом рынке CAM-систем - программе EdgeCAM. Данная программа известна в России уже несколько лет, но до полной русификации интерфейса не получила широкого распространения. Сегодня ситуация изменилась: EdgeCAM динамично развивается от версии к версии. С каждым годом возможности программы многократно возрастают.

EdgeCAM в первую очередь можно назвать системой дружелюбной к пользователю. Чтобы начать работать, даже неопытному программисту потребуется всего несколько часов на освоение программы. Средств помощи несколько, основные из них - это динамическая справка и анимированные вставки (рис.1).

Рис. 1 Интуитивно понятный интерфейс, не вызывающий сложностей у пользователя

Вопросов не возникнет, поскольку на любой параметр выводится исчерпывающая подсказка. Кроме того, после получения результата всегда можно вернуться и изменить тот или иной параметр для получения оптимальной траектории движения инструмента. Имеется возможность работы со слоями. Система автоматически создает новый слой для каждого инструмента, что дает возможность отключать и включать отображение траектории его движения для повышения информативности изображения на экране монитора. Также есть возможность перетаскивания инструкций по дереву обработки. Тем самым выстраивается оптимальный процесс обработки детали на станке, а главное – всегда есть возможность практически бесконечного отката действий.

Теперь о возможности загрузки данных. EdgeCAM позволяет загружать данные в различных форматах. Для выполнения простых задач можно использовать данные в формате *.dwg или *.iges. Но максимум возможностей система предоставляет при работе с твердотельными моделями. Независимо от того, что у программы есть свой CAD-модуль, основной упор сделан на совместную работу EdgeCAM с 3D моделями из сторонних приложений. В список поддерживаемых систем входят все наиболее распространенные CAD-системы: Autodesk Inventor, SolidWorks, SolidEDGE, ProIngeneer, Catia, Unigrafics и другие. Твердотельные модели из перечисленных CAD-систем загружаются напрямую, без использования трансляторов. Загружать можно как отдельные детали, так и целые сборки (рис 2). Это очень удобно, когда необходимо отслеживать возможные столкновения инструмента с элементами оснастки.

Рис. 2 Модель сборки, загруженная в среду EdgeCAM

Что же можно сделать с загруженной твердотельной моделью в среде EdgeCAM? В первую очередь необходимо правильно расположить деталь для последующей обработки. Это связано с тем, что конструктор не всегда задумывается относительно какой системы координат проектировать модель. Чтобы правильно расположить модель относительно пользовательской системы координат (ПСК) есть возможность перемещения модели вдоль осей координат и повороты вокруг осей. Можно поступить и иначе, просто создав новую пользовательскую систему координат или несколько систем координат в случае многопозиционной обработки. Далее при проектировании обработки детали, можно выбрать относительно какой системы координат должна рассчитываться управляющая программа.

Следующую возможность программы можно назвать проявлением ее интеллектуальности. Речь идет о возможности автоматического поиска конструктивных элементов. С помощью специальной команды производится анализ загруженной модели и выделение на ней элементов для последующей обработки. Поиск может производиться в нескольких системах координат. Найденные элементы сортируются по ПСК и отображаются в дереве конструктивных элементов. В качестве найденных элементов могут быть наружные и внутренние профили, токарные профили, отверстия. Стоит отметить то, что одинаковые отверстия автоматически группируются, а это в последствии упрощает работу с ними. Те же элементы можно определить в полуавтоматическом режиме вручную с помощью специальных команд. Также следует сказать о возможности выделения различных элементов на модели вручную. В данном случае в качестве элементов в основном выступают отдельные поверхности (для обработки или другого использования) и кривые (для использования в качестве границ зоны обработки или направляющих).

Отдельно хочется сказать об ассоциативной связи. EdgeCAM позволяет загружать модели из CAD-систем. При этом сохраняется ассоциативная связь между моделью в CAD и CAM системах. Что это дает? Очень часто во время подготовки детали к производству конструктор неоднократно вносит изменения в исходную деталь. Но технолог в это время уже работает с моделью, предоставленной ему на момент начала работы по разработке управляющей программы для станка с ЧПУ. В таком случае система позволяет не начинать работу с начала, более того она сама отслеживает обновления CAD-модели, и в случае ее изменения предлагает перезагрузить модель, а после одобрения технолога автоматически производится анализ новой модели и регенерация траектории обработки с учетом изменений. При этом изменяется не только модель и траектория движения инструмента, но и все конструктивные элементы, заданные автоматически с помощью поиска конструктивных элементов или вручную с помощью команд.

Для того, чтобы описать все возможности программы по генерации траекторий обработки одной статьи не достаточно. Поэтому здесь мы рассмотрим главное. С помощью EdgeCAM можно создать управляющие программы для станков фрезерного, токарного, токарно-фрезерного, эрозионного типов. Как для токарной, так и для фрезерной обработки присутствуют различные операции и циклы, с помощью которых можно выполнить черновую и чистовую обработку любой детали. Поддерживается фрезерная обработка 2.5 координатная, 3-х координатная, 4-х/5-и координатная многопозиционная и одновременная. Аналогично для токарной обработки поддерживается 2-х/4-х осевое точение, имеется поддержка противошпинделя. В случае токарно-фрезерной обработки используются соответственно все возможности токарной и фрезерной обработки. В последнем случае возможности системы практически безграничны.

Для каждого типа обработки применяются соответствующие модули. Для токарной и фрезерной обработки существуют четыре уровня функционала, от самой простой до самой сложной обработки. Пользователю не нужно приобретать весь функционал, а лишь тот, который необходим ему в настоящее время. В любой момент функционал может быть расширен, для этого достаточно оплатить разницу в стоимости модулей.

Откуда взять инструмент для использования в проектировании обработки детали?
Для этого в системе есть встроенная база инструментов. В стандартной поставке в базе уже имеется набор инструмента, но вполне вероятно, что это не совсем тот инструмент, который вам нужен. А потому вы можете модифицировать имеющийся набор инструмента или создать свою базу инструмента, в которую включите инструмент, используемый на вашем предприятии. Инструмент может быть любым, в том числе и профильным. Кроме указанных возможностей работы с базой инструмента есть еще один источник, из которого можно импортировать инструмент (рис. 3). Это электронный каталог инструмента SANDVIK CoroGuide.

Рис. 3 База инструментов

Еще одна возможность упрощения работы с программой – использование Менеджера стратегий. С помощью данного модуля можно создать алгоритм обработки типового конструктивного элемента. Определяется все: каким инструментом, с помощью каких циклов, с какими параметрами, в какой последовательности необходимо производить обработку. Алгоритм действий задается с помощью блок-схемы. Разработанная стратегия может быть применена к соответствующему конструктивному элементу, после чего пользователю остается только подождать, пока система сгенерирует траекторию обработки. При необходимости можно внести изменения в настройки циклов обработки, но в большинстве случаев этого не потребуется. Использование стратегий обработки позволяет сократить время на проектирование в разы и заметно сократить ошибки (рис. 4).

Рис. 4 Менеджер стратегий, позволяющий сократить время на разработку управляющих программ

Не стоит забывать о том, что отображаемое на экране монитора для станка попросту непонятно. Чтобы преобразовать полученную траекторию в управляющую программу для конкретного станка с ЧПУ, необходим постпроцессор. Большой набор постпроцессоров уже включен в программу. Как правило, необходимо либо разработать новый постпроцессор, либо модифицировать один из имеющихся. Для этого разработчики EdgeCAM предлагают специальный Мастер постпроцессоров. С его помощью можно произвести доработку уже имеющегося в наличие постпроцессора, а можно на основе выбранного шаблона разработать абсолютно новый постпроцессор под любой станок. Работа это не сложная и выполнить настройку постпроцессора может любой пользователь, поскольку специальных навыков программиста попросту не требуется (рис. 5).

Рис. 5 Мастер постпроцессоров, позволяющий любому пользователю создать свой постпроцессор

После всех произведенных действий в среде EdgeCAM мы получаем траекторию движения инструмента для обработки детали и управляющую программу. Но траектория, как и управляющая программа, не дает полной картины того, что будет происходить на станке. Для этого и предназначен встроенный в систему EdgeCAM симулятор (рис. 6).

Рис. 6 Симулятор, позволяющий увидеть полную картину работы станка

В его возможности входит динамическое отображение снятия материала с заготовки инструментом, отслеживание столкновений инструмента с деталью или элементами оснастки. У вас на глазах происходит процесс превращения заготовки в деталь с отображением перемещения не только инструмента, но и всего станка в целом. Использование симулятора позволяет избежать возможных ошибок еще на этапе проектирования обработки, а не во время тестового прогона управляющей программы на станке. По окончанию работы симулятора можно проанализировать результат на наличие неснятого материала и, при необходимости, сохранить результат в формате *.stl для последующего использования, например в качестве заготовки для обработки на следующем этапе.

По материалам «САПР и ГРАФИКА» (№ 11, Январь 2008)