EdgeCAM – программирование для станков с ЧПУ. Часть 2: фрезерная обработка.

Эта публикация – продолжение цикла, посвящённого программному комплексу EdgeCAM. Мы продолжаем рассказывать о функциональных возможностях EdgeCAM, и иллюстрировать примерами пользователей, работающих в этом программном комплексе.

Программный комплекс EdgeCAM представляет собой одно из ведущих решений в области разработки управляющих программ для станков с ЧПУ (САМ-систем). Модули программы позволяют осуществлять призматическую, поверхностную и многокоординатную фрезерную обработку, сложную токарную и токарно-фрезерную обработку, обработку групп деталей.

В EdgeCAM реализован целый ряд инновационных решений для организации эффективной работы. Есть великолепные возможности для моделирования траектории обработки, уникальный мастер постпроцессоров, современная библиотека инструментов, интуитивный и гибкий подход к выбору типа станка, система управления задачами и прочее.

EdgeCAM обрабатывает твердотельные модели с сохранением ассоциативности между геометрией исходной детали и траекторией обработки. Это позволяет избежать потери и искажения данных при загрузке моделей из ведущих CAD-систем, таких как Autodesk Inventor, Pro/ENGINEER, SolidWorks, Solid Edge, CATIA V5.

Вторая публикация посвящена возможностям фрезерной обработки в программном комплексе EdgeCAM.

В этой статье мы постараемся кратко рассказать о возможностях фрезерной обработки. Впереди у нас рассказ о дополнительных возможностях программного комплекса.

Фрезерная обработка (Production Milling)

В EdgeCAM широкий набор разнообразных циклов фрезерной обработки. За счёт этого достигается высокая эффективность при работе геометрией любых типов и любой сложности. Благодаря инструментам EdgeCAM в одном программном решении есть возможность обработки корпусных деталей, а также мощные стратегии обработки 3D твердотельных моделей и поверхностей.

Рассмотрим несколько циклов обработки деталей.

Для обработки всех типов моделей можно применять интеллектуальный цикл черновой обработки (Roughing Cycle) 2D и 3D поверхностей в EdgeCAM. Интеллектуальный цикл автоматически выберет наиболее эффективный подход к обработке каждого участка модели, а при необходимости использует трохоидальные траектории работы инструмента для улучшения условий работы инструмента. Способность учета 3D заготовки сокращает цикл механической обработки за счет сведения к минимуму «холостых» проходов инструмента. Данный цикл включает возможность дополнительной дообработки детали для удаления остатков (Rest Roughing). При этом более мелким инструментом осуществляется обработка тех зон, куда крупный инструмент не имеет доступа.

Рис.1 Цикл обработки Roughing позволяет наиболее эффективно выполнить черновую обработку детали.

Для генерации траектории обработки 2D геометрий, 3D поверхностей и твердых тел в рамках единого цикла можно использовать унифицированный цикл обработки по контуру (Profiling Cycle). Главное преимущество этого цикла заключается в едином интерфейсе и поддержке функциональных возможностей работы как в 2D, так и в 3D пространстве. Цикл обеспечивает контроль высоты гребешка, зарезов, а также высокое качество обработки как плоских, так и сложных по геометрии поверхностей. Используя возможность компенсации на радиус инструмента, программа определяет рабочую сторону инструмента и задает припуск при обработке профилей и уровней. Инструменты контроля могут быть использованы для определения точек начала и окончания обработки. Целый набор стратегий позволяет подобрать наиболее подходящий метод обработки углов для избежания возможности их сглаживания. Таким образом, данный цикл позволяет получить оптимальную траекторию обработки как для всей детали, так и для каждого конструктивного элемента в отдельности.

Рис.2 Цикл обработки по контуру (Profiling Cycle) включает в себя алгоритм контроля высоты гребешка для обработки 3D-поверхностей.

Обработка корпусных деталей (Prismatic Machining)

Функциональные возможности EdgeCAM по обработке корпусных деталей представлены широким набором циклов по 2D обработке, позволяющих максимизировать продуктивность работы. При этом могут быть использованы описанные выше циклы черновой обработки и обработки по контуру, а также целый ряд специализированных. Более подробно о некоторых из них мы расскажем далее.

Рис.3 EdgeCAM Simulator позволяет получить полноценную визуализацию обработки корпусной детали с отображением процесса снятия материала

Цикл фрезерной обработки плоских поверхностей (Facemill Cycle) предназначен для обработки плоских поверхностей деталей (например, торцевания). Он оптимизирует движение инструмента в зависимости от выбранной зоны обработки, при этом она может быть задана границами элементов ассоциативными с моделью, что значительно упрощает работу программиста.

Современные обрабатывающие центры, как правило, обладают магазином инструмента, что позволяет значительно расширить набор выполняемых операций. В том числе, выполняя полную обработку отверстий. Для реализации этих возможностей в EdgeCAM предусмотрены специальные циклы сверления, растачивания, разворачивания и нарезания резьбы (Hole Cycles). При этом EdgeCAM просчитывает кратчайшую траекторию обработки группы отверстий, сокращая длительность цикла и непроизводительные перемещения инструмента, что позволяет добиться максимальной эффективности. Кроме того, имеется специальный цикл для создания резьбы фрезерованием (Thread Milling). Таким образом может быть создана внутренняя, внешняя, одно- и многозаходная резьба.

Последние тенденции в проектировании привели к росту потребности в обработке сложных по геометрии поверхностей. EdgeCAM предлагает целый спектр функциональных возможностей для обработки сложных поверхностей (Surface Machining). Твердотельные модели обрабатываются, используя инновационные циклы, представленные в программе. Интеллектуальные стратегии обработки поверхностей обеспечивают высокое качество обработки, оптимизируют время обработки и увеличивают срок службы инструмента, а адаптивные подходы гарантируют отсутствия коллизий на всех этапах работ.

Рис.4 Применение цикла обработки сложных поверхностей (Surface Machining) обеспечивает высокое качество поверхности и сокращает время обработки.

Пожалуй, самым популярным циклом чистовой обработки является обработка зигзагом (Parallel Lace). Процесс такой обработки контролируется пошагово, с соблюдением уровня высоты гребешка, размера припусков, а также минимального и максимального угла контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью. Используемый в комбинации с циклом обработки по контуру, цикл обеспечивает необходимое качество чистовой обработки поверхности благодаря четкому определению угла контакта и автоматическому созданию траектории соответствующей наклону поверхности.

Рис.5 EdgeCAM - обработка с помощью цикла Parallel Lace с включенной опцией Perpendicular Lace и контроля угла контакта инструмента.

Пользователь может выбрать необходимую опцию для игнорирования внешних граней, что предотвращает возможность скругления углов. Это является важным отличием EdgeCAM перед другими программами и позволяет с высокой точностью обрабатывать углы и не задавать при этом границы.

Чистовая обработка с постоянным шагом (Constant Cusp Finishing) генерирует 3D траекторию с постоянным шагом по поверхности и гарантирует постоянное усилие резания при высокоскоростной обработке.

Чистовая проекционная обработка (Projection Finishing)– это метод чистовой обработки детали на основании ее геометрии. Данный метод позволяет с легкостью добиться необходимого качества и высокой скорости обработки всей модели или ее отдельных конструктивных элементов.

Стратегии чистовой проекционной обработки EdgeCAM позволяют «проецировать»:

• 2D траекторию на 3D поверхность;
• круговые, радиальные, концентрические и спиральные модели на выпуклые участки поверхности и карманы;
• пару кривых на траекторию обработки зигзагом вдоль или поперек поверхности.

«Карандашная» фрезерная обработка (Pencil Milling) и чистовая дообработка (Rest Finishing) используются для окончательного удаления материала, оставшегося после предыдущих этапов обработки более крупным инструментом.

«Карандашная» фрезерная обработка (Pencil Milling) позволяет добиться этого за счет простого прохода инструмента по внутреннему краю и линиям пересечения. В то же время Цикл чистовой обработки остатков (Rest Finishing) предполагает несколько проходов инструмента.

Цикл чистовой обработки плоских участков (Flat Land Finishing) автоматически определяет плоские зоны модели и использует метод обработки зигзагом или концентрическую очистку этих участков. В комбинации с циклом обработки зигзагом он обеспечивает наиболее эффективную стратегию обработки компонентов сложной формы путем подбора наиболее подходящего инструмента для обработки отдельных участков модели. Цикл чистовой обработки плоских участков в EdgeCAM также предполагает удаление остатков материала, не удаленных более крупным инструментом на предыдущих циклах обработки.

Многоосевая и многопозиционная обработка (Multi-Axis and Multi-Plane Machining)

Зачастую для получения необходимого качества поверхности и требуемой точности изделия недостаточно использования только 3-осевого фрезерования. В таких случаях необходимо использовать специальные поворотные устройства или изготавливать деталь на 5-осевом обрабатывающем центре.

Рис.6 5-осевая обработка боковой поверхностью инструмента (Swarf cutting) детали со стенками имеющими различный угол наклона.

Для того чтобы соответствовать современным требованиям, EdgeCAM предлагает полную поддержку многоосевой фрезерной обработки, включая 4-осевую ротационную обработку, 3-осевую обработку с одновременным 2-осевым позиционированием и одновременную 5-осевую обработку.

О возможностях 4-х осевой и 5-и осевой обработки новой 10-ой версии программы EdgeCAM мы расскажем в следующих номерах. Также начиная с этой версии, в программу вводятся возможности полной визуализации обработки – деталь-инструмент-приспособление–станок, значительно расширяющие существующие возможности верификации и визуализации EdgeCAM. Таким образом, могут быть отображены перемещения всех рабочих органов станка. Новые возможности особенно необходимы для токарно-фрезерных обрабатывающих центров имеющих потенциально большую вероятность коллизий из-за ограниченного рабочего пространства и большого количества сложных перемещений рабочих органов. Резцедержатели с инструментом, противошпиндель, фрезерный шпиндель могут быть отображены с учетом их полных перемещений. Визуализация станка в EdgeCAM помогает убедиться в безопасности всех операций, включая сложную многорезцовую обработку и перенос детали в пропивошпиндель.

Табл. 1. Основные модули фрезерной обработки в EdgeCAM.

Получить подробные консультации и демо-версию EdgeCAM вы можете у специалистов Русской Промышленной Компании: в Москве (495) 744-0004, Екатеринбурге (343) 359-87-59, Санкт-Петербурге (812) 600-10-04. Централизованная служба приема заказов: info@edgecam.ru, тел. (095) 744-0004.