Как сделать шпиндель в autodesk inventor
Перейти к содержимому

Как сделать шпиндель в autodesk inventor

  • автор:

Модели деталей для станков ЧПУ (Autodesk Inventor Professional 2016)

МультиВход

Прежде чем приступить к изготовлению станка ЧПУ, нужно его спроектировать. В зачастую для прорисовки многих стандартных узлов станка уходит много времени. Поэтому предлагаю создать некую базу.
Как-то повелось что я начал рисовать в Autodesk Inventor (на уровне пользователя), поэтому все мои модели будут для этой программы.
Надеюсь начинание будет поддержано остальными.

Добавлено: 2017-03-01 00:35:14

И так вчера нарисовал шпиндель китаец на 2,2 кВт. Размеры пытался соблюсти максимально (точность до 0,1 мм гарантирую)
https://777russia.ru/forum/uploads/3238/thumbnail/zdnpX4T19hoRyqWl7bIC.jpg https://777russia.ru/forum/uploads/3238/thumbnail/be3PgxHSyCqWF5Q2GLms.jpg

2 Ответ от Alexander Efa 2017-03-01 00:26:15 (изменено: Alexander Efa, 2017-03-01 00:26:38)

Re: Модели деталей для станков ЧПУ (Autodesk Inventor Professional 2016)

https://777russia.ru/forum/uploads/3238/thumbnail/grBZy8E7haS5UWGoRVPf.jpg

Вот еще рисовал Кромочный фрезер Makita 3709

https://drive.google.com/file/d/0B8nbpJ … sp=sharing

3 Ответ от Alexander Efa 2017-03-03 20:49:11

Re: Модели деталей для станков ЧПУ (Autodesk Inventor Professional 2016)

двигатель Nema 23 дл., 76 мм., вал 6,35
https://777russia.ru/forum/uploads/3238/thumbnail/XQ1wdPfz_mi6703opBSD.jpg https://777russia.ru/forum/uploads/3238/thumbnail/ImbBKN3cr5TivJdl7ktD.jpg
https://drive.google.com/file/d/0B8nbpJ … sp=sharing

Адаптивное моделирование в Autodesk Inventor

Развитие САПР-технологий осуществляется постепенно до тех пор, пока вдруг не происходит эволюционный скачок, и тогда вся ситуация кардинально меняется. В результате последнего из таких скачков в качестве стандарта утвердилось параметрическое моделирование и моделирование на базе свойств. С появлением вариационной технологии произошел другой скачок, но меньший по масштабу. Следующим достижением является адаптивное моделирование, — первая с 1985 года новая технология 3D-проектирования для промышленного производства, которая теперь доступна пользователям программных средств Autodesk.

Преимущества адаптивного моделирования:

• Благодаря простому и прямому адаптивному подходу при проектировании, программа Autodesk Inventor стала легче в использовании.

• Для определения параметрических перекрестных связей между деталями не нужно обращаться к сложным уравнениям и параметрам.

• Autodesk Inventor позволяет легко изменять взаимоотношения деталей в сборке с помощью менеджера сборки независимо от последовательности создания деталей.

Термины ассоциативности

Параметрическая связь — направленная связь, определяющая объект посредством объектов, созданных ранее. Например, объект В параметрически определен как привязанный к объекту А. Когда перемещается А, перемещается и В, однако двигать только объект В нельзя (рис. 1). Параметрические методы надежны и удобны, но часто не позволяют правильно воплотить замысел проекта.

Вариационная связь — ненаправленная связь между двумя или несколькими объектами. Очередность их создания не влияет на редактирование. Например, линии А и В определены как параллельные и привязанные друг к другу (рис. 2). Если смещать одну линию, будет смещаться и другая. Вариационная связь позволяет точнее воплотить замысел проекта.

Свойства. До того как появились свойства (Features), модели представляли собой лишь набор граней и поверхностей. Благодаря свойствам, модели могут передавать замысел проекта. Модели с внедренными свойствами строятся не из обычных поверхностей, а из таких конструкционных элементов, как полости и ребра.

Перекрестные параметрические связи. Детали существуют не в изоляции: свойства разных деталей взаимодействуют между собой, образуя статичные и динамичные связи. Благодаря перекрестным связям между деталями, свойства одной детали могут определять размер и форму другой. Параметрические связи имеют одностороннюю направленность, например углубление в детали В определяет размер выступа в детали А (рис. 3). Если изменяется углубление, изменяется и выступ, но не наоборот.

Протокол — отображая последовательность операций, протокол является стержнем всех современных САПР-систем. Он объединяет свойства и связи, существенно облегчая тем самым редактирование и модернизацию деталей. Некоторые САПР-системы представляют отсутствие протокола как достоинство, однако такие системы обычно менее продуктивны, так как отсутствие регистрации последовательности действий оборачивается отсутствием общей картины проекта.

Ассоциативность — это общий термин, позволяющий рассматривать все аспекты проекта через используемые в нем связи. Все современные САПР-системы используют одну или несколько из перечисленных выше технологий.

Адаптивное моделирование — новая парадигма проектирования в Autodesk Inventor, позволяющая определять взаимоотношения между деталями без обращения к параметрам или уравнениям. Для адаптивного моделирования не имеет значения последовательность создания деталей, а определяемые отношения лишены ограничений, характерных для направленных связей.

Управление связями в сборке

Вариационные связи в современных САПР-системах используются для позиционирования деталей, а параметрические — для определения их формы и размеров. Если в сборке использованы тот и другой вид связей, возникают проблемы по следующим причинам:

• Последовательность, задаваемая параметрическими связями, ограничивает гибкость при внесении в проект изменений. Мало того, порядок создания свойств часто бывает произвольным и не является составной частью общего замысла.

• Существующие связи не допускают изменения последовательности, поэтому вы должны точно знать, как была создана та или иная деталь.

Суть этой проблемы можно рассмотреть на конкретном примере.

Создайте деталь А с отверстием, как показано на рис. 4. Шпиндель В будет иметь перекрестную связь с этим отверстием. Если вы измените размер отверстия, соответственно изменится и шпиндель.

По мере развития конструкции выясняется, что на местоположение шпинделя гораздо больше влияет другая деталь — С (рис. 5).

Такое изменение должно бы быть простым, но в действительности вызывает немалые сложности. Шпиндель придется переделать с учетом детали С, а отверстие в детали А — переопределить. Помножьте это на 20 деталей, каждая из которых имеет по 20 свойств, — и все превращается в большую проблему.

Поэтому многие компании отказываются использовать перекрестные связи между деталями, чтобы избавиться от проблем со связями в сборке.

Адаптивная технология

Адаптивная технология позволяет определять размеры и форму деталей в контексте сборки, не создавая при этом сложностей со связями. Если та или иная проблема может быть решена, то она будет решена в любом случае.

Размеры, форма и местоположение деталей определяются здесь не с помощью перекрестных параметрических связей, а посредством вариационных связей.

При адаптивном подходе размер и позиция шпинделя определяются через связи сопряжения. Если изменяется позиция или отверстие, изменяется и шпиндель (рис. 6).

Допустим, выясняется, что местоположение шпинделя в большей степени определяется деталью С (рис. 7).

Чтобы привести все в соответствие, достаточно пометить детали как адаптивные и задать им соответствующую сопрягающую связь (рис. 8).

В результате перемещается шпиндель В, а вместе с ним перемещается отверстие в детали А. Последовательность событий при этом не имеет значения, что очень удобно для внесения изменений в конструкцию. И нет никаких проблем со связями.

Для решения сложных задач адаптивной технологии в Autodesk Inventor вместо компонента стороннего производителя используется фирменный вариационный решатель.

Адаптивный чертеж

С помощью новой функции перекрестной ассоциативности вы можете дать ассоциативную ссылку на грань или на сочленение граней из другой модели (рис. 9).

Это расширяет существующую адаптивную технологию и помогает быстро и просто формировать общую связь между деталями во всей сборке. Такой метод позволяет работать с небывалой скоростью и с высокой эффективностью, какой бы большой и сложной ни была сборка.

Конструкторы, которые осуществляют проекты, используя повторяющиеся стандартные элементы, получают существенное преимущество, так как могут быстро создавать детали непосредственно в сборке.

Механическая сборка

Механическое функционирование во многих случаях является главной характеристикой при проектировании сборки, а функция кинематики, интегрированная в Autodesk Inventor, позволяет вычислять ход и люфт деталей. Большинство современных систем проектирования предлагают некоторые возможности анализа движения, но их применение обычно ограничивается группировкой компонентов в подсборках, которые затем ведут себя как твердые тела. Адаптивная технология решает эту проблему, позволяя подсборке вести себя как механический узел из отдельных движущихся компонентов.

На рис. 10 показаны две позиции блокировочного механизма: выдвинуто и задвинуто. Для корректного определения функциональности этой конструкции задвижку необходимо рассчитать в контексте полной сборки.

Autodesk Inventor поддерживает механизм динамического связывания (Dynamic Constraints Engine), позволяющий быстро создавать сборки и проверять конструкцию путем перетаскивания компонентов, симулируя сложные механизмы. Это позволяет определить шарнирное сцепление адаптивно, с точным вычислением полного диапазона его движений в рамках сборки, где такое сцепление будет использоваться. Следовательно, вы можете создать виртуальный прототип всей конструкции и сократить или даже вообще исключить процесс создания физического прототипа.

Конструирование в чертежах

Адаптивная технология облегчает и процесс черчения. На начальной стадии проектирования часто приходится работать с очень динамичными формами и позициями, ограничиваемыми небольшим количеством известных параметров. Autodesk Inventor оптимизирует этот процесс, позволяя создавать сборки, представленные как чертежами, так и 3D-моделями с полным набором определений. Детали, имеющие только чертежную геометрию, можно точно позиционировать, задавая связи между двумерной геометрией чертежей и готовыми твердотельными моделями (рис. 11).

С усложнением конструкции система может изменять формы в чертежах, а впоследствии свойства деталей, созданных на основе этих чертежей, будут полностью отвечать требованиям проекта.

Уравнения и параметры

Уравнения, определяемые посредством параметров разных деталей, представляют собой еще один тип перекрестной параметрической связи. Уравнения часто используются в тех случаях, когда следует связать уже сконструированные детали. Разумеется, их размерность должна быть совместимой. Уравнения при некоторых видах сборки вызывают все те же проблемы, поэтому уравнения лучше всего применять для определения расчетных значений, таких как входной/выходной вращающий момент и мощность.

Одним из достоинств Autodesk Inventor является исключительная гибкость связей, включающих адаптивные определения. Благодаря использованию в уравнениях приводных параметров, адаптивные изменения непосредственно воздействуют на результаты вычислений (рис. 12).

Резюме

Каждая деталь рассчитана на работу в контексте сборки, а свойства одной детали определяют форму и размеры другой. Традиционные системы САПР предлагают механизм перекрестных параметрических связей, хорошо приспособленных для простых ситуаций, но часто непригодных в реальных условиях механических подсборок и в случае внесения непредвиденных изменений в чертежи.

Адаптивная технология программы Autodesk Inventor решает проблемы с параметрическими связями в сборке. С помощью простого интерфейса вы можете определять детали в контексте сборки, назначая им форму, размер и позицию. Адаптивная технология позволяет свободно проектировать и редактировать детали непосредственно в условиях сборки.

CADmaster

Журнал InventorCAM для Autodesk Inventor

Завершаются занятия в заочном мастер-классе, посвященном возможностям программного продукта InventorCAM (ранее — SolidCAM). На предыдущих занятиях мы создали в среде Autodesk Inventor проект токарно-фрезерной обработки деталей. Закончим подготовку управляющих программ обработки на станках с ЧПУ: проверим и визуализируем процесс обработки, а также произведем настройку постпроцессора для стойки УЧПУ и генерацию управляющих программ.

Скачать статью в формате PDF — 752.0 Кбайт

Главная » CADmaster №2(42) 2008 » Машиностроение InventorCAM для Autodesk Inventor

Уважаемые читатели, этим материалом мы завершаем цикл статей под рубрикой «Заочный мастер-класс»!

Для тех, кто впервые присоединился к нашему заочному обучению, я напоминаю, что на предыдущих трех занятиях был подготовлен токарно-фрезерный проект обработки детали в графической среде Autodesk Inventor. В качестве исходных данных для этого проекта использовался двумерный чертеж в формате DWG. Более подробно об этом вы можете прочитать в предыдущих номерах журнала CADmaster).

Сегодня мы рассмотрим две темы, которые завершают подготовку управляющих программ обработки на станках с ЧПУ:

  • проверка и визуализация процесса обработки;
  • настройка постпроцессора для стойки УЧПУ и генерация управляющих программ.

Проверка и визуализация процесса обработки

В одной из своих предыдущих статей 1 я уже отмечал, что возможность просматривать и контролировать траекторию обработки на экране монитора обеспечивает существенный экономический выигрыш по сравнению с обычным способом отладки управляющей программы непосредственно на станке. «Виртуальная обработка» позволяет не терять драгоценное время оператора, экономнее расходовать дорогой материал заготовки и инструмент, оценить правильность переходов, стратегий и параметров обработки, а также выбора режущего инструмента. Кроме того, можно проверить различного рода «коллизии» и многое другое. В настоящее время для визуализации и контроля обработки InventorCAM предлагает широкий спектр возможностей — от каркасного представления траектории до имитации обработки с учетом полной кинематики станочного оборудования. Конечно же, уважаемые читатели, вы понимаете, что этап визуализации и контроля является динамическим процессом и его «надо видеть, а не читать о нем» в журнальной статье. Поэтому позволю себе остановиться только на описании предоставленных возможностей и кратких советах, не столь очевидных пользователям на первый взгляд.

В InventorCAM для визуализации различных видов обработки (токарной, фрезерной, токарно-фрезерной и электроэрозионной) существуют несколько режимов просмотра. Для всех видов обработки поддерживаются режимы Визуализация на CAD-модели и Solid Verify.

Режим Визуализация на CAD-модели позволяет просмотреть траекторию обработки непосредственно на модели в окне Autodesk Inventor. В процессе визуализации доступны все опции динамического просмотра моделей Autodesk Inventor: вы можете наблюдать за траекторией инструмента с различных точек, масштабировать и перемещать отображение.

Режим Solid Verify позволяет выполнять визуализацию обработки на пространственной модели заготовки. В процессе визуализации InventorCAM посредством булевых операций «вычитает» тело инструмента, движущегося по координатам траектории обработки. Во время визуализации или после нее заготовка является твердотельной моделью, которая может быть динамически повернута или масштабирована. В этом режиме движется инструмент, а не деталь, как это происходит на самом деле (как правило, двигается стол с заготовкой). Следовательно, для всех типов станков визуализация выглядит одинаково.

Шаг 1

Для визуализации всего полученного нами на предыдущих занятиях проекта обработки в InventorCAM Manager (ICM) щелкните правой клавишей мыши (ПрКМ) на разделе ПереходыВизуализация. Откроется диалоговое окно Визуализация, содержащее вкладки с режимами визуализации (рис. 1) и кнопки с управлением процессом визуализации (рис. 2).

Рис. 1

Рис. 1

Для просмотра первого перехода точения нажмите левой клавишей мыши (ЛКМ) кнопку Режим отдельного Перехода.

На экране отобразится траектория, представленная на рис. 3. При обработке 3D-модели детали была бы получена траектория, изображенная на рис. 4. Для завершения процесса визуализации нажмите кнопку Выход.

Очень часто в процессе подготовки проекта обработки приходится выполнять визуализацию не всего проекта обработки, а отдельных его переходов. Для таких случаев в InventorCAM предусмотрено несколько возможностей, например просмотр траектории обработки перехода непосредственно из ICM.

Шаг 2

Для просмотра траектории обработки любого перехода активируйте окно просмотра рядом с переходом в ICM (рис. 5).

Рис. 5

Рис. 5

Если мы хотим использовать различные режимы визуализации отдельного перехода или группы переходов, следует выбрать переход в ICM и в контекстном меню, вызываемом ПрКМ, выполнить команду Визуализация. Для примера рассмотрим визуализацию перехода обработки радиальных пазов в режиме Solid Verify. Однако предварительно зададимся вопросами: «Что в этом случае будет отображаться на экране?» и «Что послужит исходным материалом заготовки для данного шага?»

Отвечая на эти вопросы, отметим следующие возможности InventorCAM.

Во-первых, при настройке InventorCAM можно задать параметр Обновление модели заготовки (рис. 6) — модель заготовки будет с заданной периодичностью сохраняться во временном файле рабочего каталога.

При этом процесс визуализации существенно ускоряется, поскольку программа не пересчитывает каждый раз состояние модели, однако одновременно увеличивается объем занимаемого места на диске. Рекомендуем использовать периодичность сохранения после каждого перехода. Для экономии места на жестком диске после завершения выполнения проекта все сохраненные временные файлы заготовки можно удалить командой Удалить файлы обновленной модели заготовки в меню настройки Solid Verify (рис. 7).

Во-вторых, при настройке InventorCAM можно использовать параметр Обновление модели заготовкиВручную (рис. 6). В дальнейшем после выполнения группы переходов возможно сохранять модель заготовки в STL-файле и загружать сохраненный файл перед визуализацией (рис. 8).

Шаг 3

Рис. 9

Для визуализации перехода обработки радиальных пазов в режиме Solid Verify (в нашем проекте это предпоследний переход) выберем в контекстном меню перехода команду Визуализация. Затем перейдем на соответствующую вкладку для выбора режима Solid Verify и нажмем кнопку Старт (рис. 2). На экране отобразится процесс обработки четырех пазов (рис. 9). Рис. 9

Еще раз обращаю ваше внимание, уважаемые читатели: вращается не сама заготовка, а инструмент вокруг нее!

В заключение отметим, что для режима Solid Verify очень важна правильность настроек. Они выполняются один раз и, как правило, не требуют изменений.

Находясь в режиме визуализации Solid Verify, выберите команду НастройкиНастроить параметры визуализации (рис. 10).

Рекомендуемые параметры настройки приведены на рис. 11.

Рис. 11

Рис. 11

Интервал перерисовки — позволяет увеличить скорость визуализации путем определения количества перемещений инструмента до следующей перерисовки изображения на экране.

Проверка на столкновение — в процессе визуализации выявляет возможные коллизии между различными участвующими в обработке компонентами (инструмент, оправка, заготовка, крепежное приспособление). При возникновении коллизий в процессе визуализации на экран будут выводиться соответствующие предупреждения (рис. 12).

Фильтр для остаточного материала и зарезов — позволяет задавать допуски на визуализацию остаточного материала и областей возможных зарезов.

Визуализация OpenGL — обеспечивает увеличение производительности визуализации при использовании различных графических адаптеров посредством переключения между программным/аппаратным ускорением OpenGL.

Расщепленные модели — позволяет автоматически определять и удалять с экрана «повисшие в воздухе» части материала заготовки.

Кроме указанных режимов визуализации в InventorCAM существуют и режимы, характерные только для фрезерной или только для токарной обработки.

Так, для визуализации токарных переходов предусмотрен режим Визуализация точения, позволяющий осуществлять просмотр траекторий движения инструмента в центральном сечении рабочей плоскостью ZX.

Шаг 4

Рис. 13

Для визуализации двух токарных переходов обработки выберите ЛКМ оба перехода в ICM при нажатой кнопке Ctrl и в контекстном меню задайте команду Визуализация. Затем для выбора режима Визуализация точения перейдите на соответствующую вкладку, установите опцию Все вместе в рабочем поле Показать и нажмите кнопку Старт. На экране будет отображен процесс обработки (рис. 13). Рис. 13

Поскольку в нашем проекте мы не имеем возможности показать специфичные режимы визуализации для фрезерной обработки, просто опишем их.

2D — позволяет просмотреть траекторию движения инструмента на проекционном виде, что бывает полезно при обработке призматических деталей.

3D — позволяет просмотреть траекторию обработки на 3D-модели с показом движения 3D-инструмента без оправки. Перед применением данного режима визуализации должна быть определена модель получаемой детали.

Rapid Verify — позволяет просмотреть траекторию движения инструмента фрезерной обработки, которая содержит большое количество строк обработки. Отличие этого режима от Solid Verify состоит в том, что визуализация модели заготовки производится в упрощенном представлении, благодаря чему увеличивается скорость визуализации. Однако при этом для данного режима существует ограничение: он не предназначен для просмотра траектории 4- и 5-координатной фрезерной обработки.

В завершение темы проверки и визуализации процесса обработки отдельно рассмотрим режим Визуализация на станке. Очень часто этот режим визуализации воспринимают как проверку кадров управляющей программы.

Уважаемые читатели, я хочу вас огорчить: к сожалению, это не так!

Но чтобы вы не очень расстраивались, сразу же сообщу, что в арсенале нашей компании есть программное обеспечение, позволяющее переводить представленные в текстовом виде кадры управляющей программы в движение инструмента на экране компьютера, а также осуществляет полную проверку процесса обработки с учетом обрабатывающего оборудования — VERICUT! На страницах журнала CADmaster мы неоднократно делились опытом использования этого программного обеспечения. Более подробно ознакомиться с программой вы можете, посетив страничку www.csoft.ru/catalog/soft/version_9948.html или позвонив нашим специалистам.

Однако вернемся к InventorCAM. Зачем же нужен режим Визуализация на станке и чем он может помочь на этапе просмотра и проверки проекта обработки?

Ответ очевиден! Он позволяет выполнить проверку траектории обработки с учетом перемещений исполнительных органов оборудования, смены режущего инструмента, линейных и угловых ограничений рабочих зон вашего станка.

Конечно же, прежде чем использовать этот режим визуализации, необходимо выполнить достаточно большой объем ответственной и кропотливой работы, связанной с трехмерным моделированием вашего оборудования в реальном масштабе и с описанием возможностей динамической схемы взаимодействия исполнительных органов. Подробный рассказ о подготовительной работе — отдельная тема, выходящая за рамки нашего заочного мастер-класса. Когда-нибудь мы остановимся на ней подробней, а пока проанализируем этот режим в привязке к нашему проекту обработки. Для удобства возьмем переход, выполненный на шаге 3.

Шаг 5

Рис. 14

Для визуализации перехода обработки радиальных пазов зададим в контекстном меню перехода команду Визуализация и перейдем для выбора режима Визуализация на станке на соответствующую вкладку. На экране отображается модель станка с заготовкой и траекторией обработки, а также деталь (рис. 14). Рис. 14

С помощью колеса мыши увеличим изображение рабочей зоны и выполним пошаговый просмотр траектории обработки, последовательно нажимая кнопку Step forward на рабочей панели (рис. 15).

На экране будет отображаться процесс обработки четырех пазов. При этом, что очень важно, движение инструмента по траектории обработки осуществляется в соответствии с динамической схемой взаимодействия исполнительных органов оборудования.

На рисунках 16а, 16б и 16в представлены три положения инструмента при обработке радиального паза. Можно заметить, что в процессе визуализации происходит вращение кулачков с зажатой в них заготовкой.

Вы, конечно же, уже обратили внимание, что интерфейс данного режима англоязычный. Однако, на наш взгляд, это не помешает вам в работе. Тем более что все найденные коллизии сохраняются в протоколе обработки, демонстрируются на экране и фиксируются в строках с координатами перемещения. Но чтобы вам было проще, переведем несколько сообщений, выдаваемых при возникновении коллизий.

Collision between spindle and. — столкновение между шпинделем и…;

Collision between tool and workpiece, range: more than. — столкновение между инструментом и заготовкой, более чем… (мм);

Out of Limits — выход за лимиты.

Итак, мы «в журнальном варианте» просмотрели процесс обработки детали, подготовленный на предыдущих занятиях заочного мастер-класса, выявили недочеты в нашем проекте обработки, устранив которые можем переходить к завершающему шагу — генерации текста управляющей программы.

Генерация управляющих программ и настройка постпроцессора

Как выяснилось, главная цель обучения в нашем мастер-классе — обыкновенный текстовый файл, файл управляющей программы! Его создание — самый легкий шаг в процессе обработки. Как вы уже убедились, в каждом переходе, подготовленном нами, присутствует кнопка УП, нажатие которой приводит к генерации текста управляющей программы для данного перехода.

Какими еще способами генерируется управляющая программа?

Можно выделить в ICM переход или группу переходов и в контекстном меню выбрать команду Создание УП. В результате получим управляющую программу для данного перехода или группы переходов.

Шаг 6

Рис. 17

Чтобы получить общую управляющую программу для всего проекта обработки, необходимо нажать ПрКМ в ICM на разделе Переходы и в контекстном меню выбрать команду Создание УП для всех переходов (рис. 17). Рис. 17

Не правда ли, все легко и очень просто?

Почему же тогда на многих предприятиях так сильны страх и ужас перед внедрением новых технологических систем? Почему опытные в своем деле технологи настолько консервативны, что отдают предпочтение устаревшим технологическим системам, а порой прибегают к написанию текста управляющих программ вручную?

Дело в том что за легкостью генерации управляющих программ в InventorCAM скрывается очень ответственный этап — настройка постпроцессора!

На многих предприятиях с большим опытом использования станков с ЧПУ не осталось специалистов, способных выполнить эту работу. А молодые специалисты, «рвущиеся в бой», как правило, натыкаются на такие «стены неприятия» в лице старых технологов, что им легче научиться работать с устаревшим программным обеспечением, чем реализовать свои знания и возможности.

Какие возможности предлагает InventorCAM для настройки постпроцессора?

Не буду подробно описывать настроенные постпроцессоры, уже имеющиеся в библиотеке, накопленной за годы развития и использования программы SolidCAM/InventorCAM. Отмечу лишь, что такая библиотека существует и она достаточно обширна.

Лучше расскажу о том, как разрабатываются и настраиваются постпроцессоры в программе InventorCAM. Конечно, это не будет перепечаткой файла помощи, потому что любой пользователь программы может с ним ознакомиться самостоятельно. Не станем также подробно рассказывать обо всех этапах настройки, поскольку каждый наш пользователь в любой момент может получить от нас исчерпывающий ответ на любой вопрос. В конце концов, у меня просто нет никакого желания поддерживать и обучать «нелицензионных» пользователей! Поэтому, освещая проблему настройки постпроцессора, я расскажу о принципах и шагах разработки, а также поделюсь опытом решения некоторых проблем.

Нередко приходится слышать, что в той или иной программе настройка постпроцессора производится с помощью специализированного Мастера настройки, достаточно удобного и легкого: стоит ответить на заданные вопросы — и постпроцессор готов. Хочу предостеречь вас от кажущейся простоты и легкости. Как правило, такой подход возможен только для описания «паспортных» возможностей станка, но никак не для «тонкой» настройки постпроцессора.

В программе InventorCAM настройка нового постпроцессора ведется в двух файлах, в одном из которых содержатся паспортные характеристики и возможности станка (MAC-файл), а во втором — описание синтаксиса кадров готовой управляющей программы (GPP-файл).

Как уже было отмечено выше, для настройки паспортных характеристик можно воспользоваться специализированным Мастером, в котором все процедуры поделены на отдельные разделы и содержат наборы специальных параметров.

На рис. 18 приведено окно первой процедуры с параметрами (тип станка, расширение файла управляющей программы, имя таблицы инструмента, связанной с данным станком, имя файла постпроцессора, отвечающего за вывод кадров УП

Какие вопросы задаются при настройке данного файла наиболее часто?

Вопрос: Вопрос 1: «У меня есть настроенная таблица применяемого инструмента для конкретного станка. Могу ли я выполнить настройку постпроцессора так, чтобы автоматически подгружать эту таблицу в проект обработки?» Ответ: Ответ: «Да, можете. Для этого необходимо использовать параметр tool_table_name , значение которого содержит имя таблицы и полный путь к ней». Вопрос: Вопрос 2: «Могу ли я для уменьшения „длины“ файла УП использовать повторяющиеся циклы?» Ответ: Ответ: «Да, можете. Для этого следует использовать параметр loops . В результате можно получить, например, следующие кадры управляющей программы:

G91 #23 = 0
WHILE DO 3

#23 = #23 + 1
…».
Вопрос: Вопрос 3: «Могу ли я получить УП с подпрограммой?» Ответ: Ответ: «Да, можете. Для этого необходимо использовать параметр gen_procs = Y». Вопрос: Вопрос 4: «Могу ли я использовать возможности спиральной обработки на станке?» Ответ: Ответ: «Да, можете. Для этого следует применить параметр arc_3d . Если такой параметр не установлен, спиральные дуги разделяются на линейные сегменты в соответствии с заданной точностью обработки».

Параметр arc_3d = Y Параметр arc_3d = N

G3 X165.856 Y40.05 Z0. R10. F100
X171.015 Y22.598 Z-2. R10.

G1 X182.271 Y34.185 Z1.852 F100
X181.846 Y35.822 Z1.704
X181.151 Y37.364 Z1.556
X180.207 Y38.767 Z1.407
X179.039 Y39.991 Z1.259
X177.682 Y41. Z1.111
X176.174 Y41.766 Z0.963
X174.559 Y42.267 Z0.815
X172.882 Y42.489 Z0.667
X171.192 Y42.425 Z0.519
X169.537 Y42.077 Z0.37
X167.964 Y41.455 Z0.222
X166.518 Y40.577 Z0.074
X165.241 Y39.468 Z-0.074
X164.17 Y38.159 Z-0.222
X163.334 Y36.689 Z-0.37
X162.758 Y35.099 Z-0.519
X162.458 Y33.434 Z-0.667
X162.443 Y31.743 Z-0.815
X162.713 Y30.074 Z-0.963
X163.261 Y28.473 Z-1.111
X164.07 Y26.988 Z-1.259
X165.118 Y25.661 Z-1.407
X166.375 Y24.529 Z-1.556
X167.805 Y23.626 Z-1.704
X169.366 Y22.976 Z-1.852
X171.015 Y22.598 Z-2.

Вопрос: Вопрос 5: «Станок умеет обрабатывать дуги только по квадрантам. Можно ли задать разбиение дуг на квадранты?» Ответ: Ответ: «Да, можно. Используйте параметр arc_quadrants = Y». Вопрос: Вопрос 6: «Могу ли я использовать собственные параметры для определения своих команд в управляющей программе?» Ответ: Ответ: «Да, вы можете использовать до 50 собственных параметров при определении проекта обработки (Part Options) и столько же собственных параметров для переходов обработки (Job Options)». Вопрос: Вопрос 7: «В каком файле и разделе описываются параметры циклов обработки отверстий?» Ответ: Ответ: «Количество и типы циклов обработки отверстий, как и используемые параметры циклов, описываются в MAC-файле раздела drill_type. Правильное формирование кадра вывода цикла обработки зависит от настройки GPP-файла». Вопрос: Вопрос 8: «Какие параметры необходимо задать для определения многоосевой обработки?» Ответ: Ответ: «Параметры, описывающие многоосевую обработку, включая параметры режима Визуализация на станке, задаются в разделах Fourth axis и Sim Five axis».

На рис. 19 приведено окно Мастера настроек для определения параметров раздела Sim Five axis.

После описания паспортных данных станка и его функциональных возможностей следует перейти к настройке файла для описания синтаксиса кадров управляющей программы. Для настройки такого файла в InventorCAM не предусмотрено никакого Мастера. Отметим, что оба файла (MAC и GPP) — текстовые и могут быть созданы и отредактированы в любом привычном для вас текстовом редакторе. Язык программирования, используемый при настройке файла, описывающего синтаксис кадров УП, носит название GPPtool.

Описание структуры кадров управляющей программы необходимо начинать с описания форматов вывода параметров (координат, вспомогательных и основных команд которые будут использованы по умолчанию. При необходимости формат можно изменить как при выводе конкретного параметра в строке, так и при выводе параметров процедуры в целом. Пример параметров, описывающих формат, приведен ниже:

  • numeric_def_f
  • integer_def_f
  • gcode_f , mcode_f
  • xpos_f , ypos_f , zpos_f
  • feed_f
  • blknum_f
  • и т.п.

Для описания форматов вывода существует строковое выражение, определяющее характер вывода параметров строки.

Формат вывода — строковое выражение, определяющее характер вывода элементов.

Формат вывода включает следующие компоненты:
— управление знаком:
‘+’ — введите знак ‘+’ для обозначения положительных чисел;
‘-‘ — введите знак ‘-‘ для обозначения отрицательных чисел;
нет опции — знак вводится только для отрицательных чисел.
— управление незначащими нулями перед числом:
‘ ‘ — перед числом будут выводиться пробелы;
‘z — перед числом будут выводиться незначащие нули;
нет опции — ничего не выводится.
— управление целой частью числа. Этот компонент может иметь вид ‘M’ или ‘M/m’, где:
M — количество цифр перед десятичной точкой;
/m — минимальное количество генерируемых цифр (по умолчанию — 1);
. — десятичная точка.
— управление дробной частью. Этот компонент может иметь вид ‘N’ или ‘N/n’, где:
N — количество цифр после десятичной точки (по умолчанию — 0 для целочисленных выражений и 3 для чисел);
/n — минимальное количество генерируемых цифр (по умолчанию — 0).
— управление незначащими нулями после числа:
‘ ‘ — добавление пробелов после числа;
‘z’ — добавление незначащих нулей после числа;
нет опции — ничего не добавляется.
— различные опции форматирования заключаются в скобки, а для удобочитаемости разделяются пробелами. Опции можно задавать как строчными, так и прописными буквами:
*s — коэффициент масштабирования; перед генерацией число умножается на ‘s’ (где s — любое число, включая нецелочисленные значения);
/s — коэффициент масштабирования; перед генерацией число делится на ‘s’ (где s — любое число, включая нецелочисленные значения);
d — не выводить, если ноль (если генерируемое число равно нулю, ничего генерироваться не будет);
n — без десятичной точки (число генерируется без десятичной точки);
p — условная десятичная точка (число генерируется без десятичной точки, если у него нет дробной части);
i — инвертирование знака; знак числа изменяется на противоположный, после чего выполняется его генерация.

Примером настройки формата вывода координат для нашего проекта может служить строка вывода координаты X:
xpos_f = ‘5.3(*2)’

  • отсутствие знака — соответствует выводу знака только для отрицательных значений;
  • отсутствие параметров управления незначащими нулями — обозначает, что такие нули выводиться не будут;
  • цифры 5 и 3 — количество знаков числа, вводимых до и после десятичной точки;
  • опция *2 — обозначает, что расчетные значения координат по оси X должны при выводе умножаться на 2 (вывод координат обработки в диаметральных размерах).

Как вы, уважаемые читатели, понимаете, при формировании текста управляющих программ существует множество процедур, которые могут как взаимоисключать друг друга, так и повторяться или постоянно действовать.

Для примера приведу некоторые из них. К взаимоисключающим процедурам, то есть действующим однократно в процессе формирования текста управляющих программ, можно отнести процедуры начала ( @start_of_file ) и конца ( @end_of_file ) файла, формирование кадров «шапки» в начале ( @start_program ) и конце ( @end_program ) программы. Причем эти процедуры действуют одинаково как для программы отдельного перехода, так и для программы проекта в целом.

К повторяющимся процедурам, то есть действующим периодически по мере необходимости их возникновения, можно отнести процедуры начала ( @start_of_job ) и завершения ( @end_of_job ) каждого перехода, смены инструмента ( @change_tool , @turn_change_tool ), изменения рабочей плоскости обработки ( @machine_plane )

К постоянно действующим процедурам можно отнести процедуры формирования линейных ( @line , @move ) и дуговых ( @arc ) перемещений, компенсации инструмента ( @compensation ), режимов резания ( @feed_spin )

Формирование любой процедуры должно начинаться знаком @ и заканчиваться командой endp . Таким образом, мы подошли к знакомству с языком программирования GPPtool. Какие процедуры используются при формировании кадров управляющей программы и можно ли добавлять и использовать свои собственные? Основные процедуры, их параметры и порядок выполнения определены разработчиками программного обеспечения. Можно ли изменять этот порядок? Да, можно. Для этого используются операторы условных переходов ( IF , active , change ) и команда вызова процедур ( CALL ).

Внутри каждой процедуры формируются соответствующие ей кадры управляющей программы, в которых используются значения параметров, определенные для данной процедуры. Как же формируются кадры программы и какие параметры в процедурах можно использовать?

Для формирования кадра программы необходимо использовать фигурные скобки <. >, внутри которых заключено выражение для вывода в строке управляющей программы. Это выражение может содержать как неизменяемые значения, например, вывод названия оси перемещения X, Y, Z (эти выражения должны быть заключены в кавычки, например — ‘X’), так и изменяющиеся значения, например, координаты по осям X, Y, Z в текущий момент формирования кадра (эти значения равны текущим значениям соответствующих переменных, например, xpos , ypos , zpos ).

Как уже сказано, в основном имена параметров процедур определены разработчиками, а их значения задаются вами во время создания проекта обработки или автоматически рассчитываются системой. Чтобы увидеть, в какой процедуре формируется тот или иной кадр управляющей программы и какие переменные и значения при этом используются, в GPPtool предусмотрена команда trace.

Формат: trace :

Описание: при генерации управляющей программы выводится информация о трассировке для процедур, заданных в списке . Значение определяет количество выводимой информации в диапазоне от 1 до 5, где 5 определяет максимальное количество доступной информации.

Примеры:
trace «all»: 1 — будет выполнена трассировка всех процедур с минимальным количеством доступной информации;
trace «@line,@arc»:5 — будут трассироваться только процедуры ‘@line’ и ‘@arc’, при этом сгенерируется максимальное количество доступной информации.

Рассмотрим пример трассировки процедур @start_of_file и @arc с различным уровнем трассировки для первого токарного перехода нашего проекта.

trace «@start_of_file, @arc»:3
@start_of_file ==> program_number:11 g_file_name:’TR_контур6_T1A.NC’
.> full_g_file_name:’D:Work_ProjectШТОКTR_контур6_T1A.NC’
.> part_name:’ШТОК’
.> index_split_file:1
.> rotate_used:false mirror_used:false fourth_axis_used:false
> %
> O1001
… …
@arc ==> xpos:22.900T ypos:-17.750F zpos:-17.750T feed:0.300F
> N190 G3 X45.8 Z-17.75 R1.45
trace «@start_of_file, @arc»:5
@start_of_file ==> program_number:11 g_file_name:’TR_контур6_T1A.NC’
.> full_g_file_name:’D:Work_ProjectШТОКTR_контур6_T1A.NC’
.> part_name:’ШТОК’
.> index_split_file:1
.> rotate_used:false mirror_used:false fourth_axis_used:false
.> first_proc_number:5002 last_procedure_number:5002
.> home_number:1 home_changed:false
.> clearance_plane:0.000 tool_start_plane:0.000
.> work_upper_plane:0.000 zero_plane:0.000
> %
> O1001
… .
@arc ==> xpos:22.900T ypos:-17.750F zpos:-17.750T feed:0.300F
.> arc_direction:ccw xcenter:-17.750 ycenter:21.450 radius:1.450
.> arc_plane:zx xcenter_rel:-1.342 ycenter_rel:-0.550
.> start_angle:22.291 end_angle:90.000 arc_size:67.709
.> next_direction:0.000F
> N190 G3 X45.8 Z-17.75 R1.45

Из примера видно, что в процедуре @start_of_file генерируются два кадра управляющей программы: % и O1001 . Оба они выводятся без номера кадра, и ни один из доступных нам параметров (таких как g_file_name , part_name , clearance_plane и пр.) не используется. В процедуре @arc генерируется один кадр управляющей программы N190 G3 X45.8 Z-17.75 R1.45 , в котором используется вывод номера кадра и текущие значения параметров ( zpos , ( xpos*2 ) и radius ).

Как было отмечено выше, вы сами определяете используемые параметры. В приведенном выше примере формирование кадра движения по дуге обеспечивается следующим текстом в GPP-файле:

@arc
if arc_direction eq CCW then
gcode = 3
else; CW
gcode = 2
endif

if arc_size >= 180 then
radius = -radius
endif

endp

  • nb — команда формирования и вывода номера строки ( N190 );
  • условие if arc_direction eq CCW then определяет, какую команду ( G2 или G3 ) использовать при выводе в зависимости от направления обработки;
  • оператор формирует и выводит команду круговой интерполяции и координаты конечной точки дуги, причем команда круговой интерполяции выводится с условием модальности (это определено квадратными скобками […]);
  • оператор выводит величину радиуса дуги.

На первый взгляд, всё понятно и просто, однако может возникнуть вопрос: «Почему для формирования одной строки УП в постпроцессоре используются два оператора?» Ответим: «Потому что имеется условие на смену знака величины радиуса, если угловое значение дуги ( arc_size ) строго больше 180 градусов». При отсутствии такого условия оператор вывода кадра управляющей программы выглядел бы следующим образом:

Для многих стоек управления при выводе кадра обработки дуги необходимо определять не значение радиуса, а координаты центра. Причем эти координаты могут задаваться как в абсолютных значениях технологической системы координат, так и в относительных значениях от точки начала дуги. Следовательно, для вывода приведенного выше кадра управляющей программы необходимы операторы (используемые имена и величины параметров приведены в примере с трассировкой):

Аналогичным образом описываются операторы для вывода необходимых кадров управляющей программы в каждой процедуре.

Попробуйте самостоятельно, это интересно и очень просто.

Ниже я хотел бы привести несколько советов-примеров описания операторов формирования кадров УП в виде ответов на наиболее часто встречающиеся вопросы (продолжим начатую ранее нумерацию):

Вопрос: Вопрос 9: «Раньше мы писали управляющие программы токарной обработки вручную и при этом применяли токарные циклы. Можно ли в InventorCAM использовать токарные циклы и как их описать в файле настройки постпроцессора?» Ответ: Ответ: «Да, можно. Для этого необходимо активировать в токарном переходе опцию Использование цикла (рис. 20). Для описания токарных циклов в постпроцессоре используются процедуры @turning , @turn_proc и @turn_endproc .

Рис. 20

Рис. 20

Пример использования токарных циклов приведен в таблице ниже.

Обращаю ваше внимание, что даже если все строки управляющей программы генерируются без номера кадра, то в описании токарного цикла такая нумерация необходима для кадров, описывающих геометрию контура. Для выполнения таких условий используем параметр blknum_exist (вывод нумерации кадров) следующим образом:

  1. для всей программы в процедуре @init_post устанавливаем параметр blknum_exist = false;
  2. для вывода номеров кадров в процедуре @turn_proc устанавливаем параметр blknum_exist = true;
  3. после завершения формирования токарного цикла в процедуре @turn_endproc устанавливаем параметр blknum_exist = false.

При такой настройке номера кадров формируются и выводятся только при описании геометрии в цикле, причем в каждом последующем цикле нумерация строк продолжается и, следовательно, в каждом токарном цикле значения параметров P (номер первого кадра описания геометрии в цикле) и Q (номер последнего кадра описания геометрии в цикле) всегда разные».

Опция Использование цикла неактивна Опция Использование цикла активна
%
O1001
G50 S3000
G28 U0 W0
G54
T0101
G97 S600 M4
G0 X54. Z10.3 M8
Z2.
X48.
G1 Z-41. F0.3
G0 X50.4
Z2.
X46.
G1 Z-41.
G0 X48.4
Z2.
X44.
G1 Z-16.408
G3 X45.8 Z-17.75 R1.45
G1 Z-41.
G0 X46.2
Z2.
X42.
G1 Z-16.3
G1 X42.9
G3 X44. Z-16.408 R1.45
G1 X44.4 Z-16.208
G0 Z2.
X40.
G1 Z-16.3
G1 X42.
X42.4 Z-16.1
G0 Z2.
X38.
G1 Z-16.3
G1 X40.
X40.4 Z-16.1
G0 Z2.
X36.
G1 Z-16.3
G1 X38.
X38.4 Z-16.1
G0 Z2.
X34.
G1 Z-16.3
G1 X36.
X36.4 Z-16.1
G0 Z2.
X32.
G1 Z-16.3
G1 X34.
X34.4 Z-16.1
G0 Z2.
X30.
G1 Z-16.3
G1 X32.
X32.4 Z-16.1
G0 Z2.
X28.
G1 Z-16.3
G1 X30.
X30.4 Z-16.1
G0 Z2.
X26.
G1 Z-16.3
G1 X28.
X28.4 Z-16.1
G0 Z2.
X24.
G1 Z-16.3
G1 X26.
X26.4 Z-16.1
G0 Z2.
X22.
G1 Z-12.215
X22.202 Z-12.3
G3 X22.917 Z-13.066 R1.
G1 Z-16.3
G1 X24.
X24.4 Z-16.1
G0 Z2.
X20.
G1 Z-11.376
X22. Z-12.215
X22.4 Z-12.015
G0 Z2.
X18.
G1 Z-10.537
X20. Z-11.376
X20.4 Z-11.176
G0 Z2.
X16.
G1 Z-9.697X18.
Z-10.537
X18.4 Z-10.337
G0 Z2.
X14.
G1 Z-8.663
X14.348 Z-9.004
X16. Z-9.697
X16.4 Z-9.497
G0 Z2.
X12.
G1 Z-6.7
X14. Z-8.663
X14.4 Z-8.463
G0 Z2.
X10.
G1 Z-4.737
X12. Z-6.7
X12.4 Z-6.5
G0 Z2.
G0X200. Z20.
M5 M9
M30
%
%
O1001
G50 S3000
G28 U0 W0
G54
T0101
G97 S600 M4
G0 X58.8 Z10.3 M8
Z2.
G71 U1 R0.2
G71 P10 Q80 U0 W0 F0.3
N10 G1 X8.8 F0.1
N20 Z-3.56
N30 X14.348 Z-9.004
N40 X22.202 Z-12.3
N50 G3 X22.917 Z-13.066 R1.
N60 G1 Z-16.3
N70 G1 X42.9
N80 G3 X45.8 Z-17.75 R1.45
G1 Z-41.
G0 Z10.3
G0X200. Z100.
M5 M9
M30
%

Последний вопрос этого занятия я хочу представить в виде задачи.

Вопрос: Вопрос 10: Условие: «Кроме современного оборудования с плавным регулированием оборотов вращения шпинделя мы используем на производстве старые станки с ЧПУ, у которых обороты дополнительно регулируются 4-ступенчатой коробкой передач. Сколько опций, каких и где необходимо установить в Мастере настроек при разработке постпроцессора для такого станка?» Ответ: Ответ, скорее всего, будет следующим: «Разработать постпроцессор для такого станка с помощью Мастера настроек невозможно! Чтобы сделать это, следует прибегнуть к программированию!»

Ниже приведем вариант решения такой задачи, выполненный А. Розовым (CSoft Ярославль) при настройке постпроцессора для своих пользователей.

;
@korobka_peredach
;первая ступень
if spin > 0 and spin mcode=41
endif
;вторая ступень
if spin > 315 and spin mcode=42
endif
;третья ступень
if spin > 630 and spin mcode=43endif
;четвертая ступень
if spin > 1250 then
mcode=44
endif

endp

Как оказывается, все просто!

На этом, уважаемые читатели, я заканчиваю последнюю тему нашего занятия в заочном мастер-классе. Как вы понимаете, говорить о разработке и настройке постпроцессоров можно долго. Я рассказал лишь мизерную часть того, о чем можно было бы рассказать. Не предлагаю вам точно следовать шагам, описанным в этой теме, но выполнять основы программирования на языке GPPtool вам все равно придется. А поскольку у каждого «настройщика» свой стиль и опыт программирования, любые две разработки всегда отличаются друг от друга. Но тем и интересен этот процесс!

Скептикам и консерваторам, которые в тексте описания темы увидели только чуждые им английские слова и символы, я хочу сказать, что любое программирование подчиняется законам математики и логики. И, наверное, никто из вас не хотел бы видеть второй закон Ньютона и теорему Пифагора в таком виде ⌣ (рис. 21).

Вот и закончился наш мастер-класс. Подведем некоторые итоги. Прошедшие занятия, как я очень надеюсь, убедили вас в том, что:

  • ответственность за выполнение плана механическими участками лежит не только на технологах-программистах, но и на конструкторах, которые обеспечивают графическими данными технологические службы;
  • использовать интегрированные CAD/CAM-решения — производительней и удобней;
  • в InventorCAM (SolidCAM) можно легко и быстро разрабатывать сложные процессы обработки не только трехмерных моделей, но и двумерных чертежей;
  • InventorCAM (SolidCAM) предоставляет множество возможностей для создания, визуализации и проверки «виртуального» процесса обработки;
  • разработка и настройка постпроцессоров на языке GPPtool — не только понятный и простой, но еще и увлекательный процесс.

Все предыдущие занятия я заканчивал тезисным изложением новых, добавленных и улучшенных функциональных возможностей программы, но в этот раз я этого делать не стану. В ближайших номерах CADmaster мы посвятим версии программного обеспечения InventorCAM 2008 полноценную статью. Следите за нашими публикациями! До новых встреч на страницах нашего журнала!

  1. Андрей Благодаров. Мечты сбываются, или Как сказка стала былью. — CADmaster, /2005 . ↑

CADmaster

Журнал SolidCAM для Autodesk Inventor (заочный мастер-класс, занятие 1)

SolidCAM для Autodesk Inventor (заочный мастер-класс, занятие 1)

Эта публикация открывает цикл статей о практическом использовании интегрированного решения SolidCAM в технологических подразделениях предприятий. Основным поводом к созданию такого цикла стали многочисленные вопросы, задаваемые на Internet-форумах: «Что такое SolidCAM?», «Как в нем работать?», «Где можно посмотреть?», «Где взять документацию?».

Первое занятие заочного мастер-класса посвящено проблемам взаимодействия конструкторских и технологических служб предприятий, возможности использования старых разработок (2D-чертежей) при работе в Autodesk Inventor. Здесь же рассматривается еще одна тема — с чего начинается подготовка управляющих программ обработки в программе SolidCAM…

Скачать статью в формате PDF — 681.5 Кбайт

Главная » CADmaster №4(34) 2006 » Машиностроение SolidCAM для Autodesk Inventor (заочный мастер-класс, занятие 1)

Уважаемые читатели, я рад новой встрече с вами!

Как уже отмечалось ранее (CADmaster /2005), нам чаще приходится встречаться не на страницах журнала, а «вживую». Что же на этот раз заставило меня взяться за перо? Конечно же, посмотрев на заголовок, вы с легкостью ответите — SolidCAM. И частично будете правы: действительно, эта программа, претерпевшая в последнее время значительные изменения, заслуживает отдельного разговора. SolidCAM 2006 (версия 10), разработанная компанией SolidCAM Ltd., полностью интегрируется в MicroStation/J Modeler, SOLIDWORKS, AutoCAD и Autodesk Inventor Series/Professional, что позволяет создавать законченные CAD/CAM-решения, в том числе основанные на платформе AutoCAD и Inventor. Новейший релиз SolidCAM 2006 R10.1 в апреле этого года сертифицирован компанией Autodesk Inc. как технологическое приложение к Autodesk Inventor 11, предназначенное для подготовки управляющих программ механообработки на станках с ЧПУ токарной, фрезерной и эрозионной групп. Однако чтобы пересказать эту информацию, незачем было бы браться за написание статьи, хватило бы и обыкновенной заметки в разделе «Новости» нашего журнала.

Одним из поводов, заставивших меня взяться за перо, стали многочисленные встречи с технологами-программистами и конструкторами, где разгорались горячие диспуты между сторонниками и противниками использования SolidCAM в работе.

Дело в том, что все свои выступления на семинарах, выставках, лекциях или мастер-классах я начинаю с рассказа об ответственности конструкторов перед технологами-программистами ЧПУ, о чем уважаемые читатели имели возможность прочитать в моей предыдущей публикации (CADmaster /2005). Естественно, здесь речь идет прежде всего о передаче электронных данных (чертежей и моделей), поскольку о «прелестях» применения бумажных носителей было уже сказано немало.

Так что же вызывает наибольшие споры в моих выступлениях? Чтобы ответить на этот вопрос, придется процитировать самого себя.

Цитата 1. «Экономическая выгода от использования станков с ЧПУ зависит от полноты и правильности выполнения работы каждым — от конструктора до оператора станка».

С этим не согласны мои оппоненты. Практически никто из конструкторов, с которыми я общался, не хочет брать на себя ответственность за участок работы, связанный с механообработкой, считая, что его дело — передать необходимую документацию технологам, а не вникать в технологию изготовления деталей или узлов. Попробуем еще раз разобраться — так ли это? Постараюсь еще раз убедить в своей правоте вас, уважаемые читатели, а вместе с вами — и специалистов конструкторских служб.

В чем, на мой взгляд, не правы конструкторы, слагающие с себя ответственность за конечный результат? Во-первых, в том, что они не хотят отвечать за так называемую «технологичность» детали или узла. Не секрет, что весь процесс моделирования (если говорить о трехмерном моделировании) конструкторы ведут так, как удобно им, не заботясь о том, как будет организована работа с этой моделью в дальнейшем. Здесь я хочу напомнить (быть может, тем самым вновь «наступив на любимую мозоль» конструкторов), что в настоящее время большинство предприятий работает и процветает за счет выпуска продукции, а не за счет создания компьютерных моделей своих изделий и конструкторской документации.

Кроме того, нельзя не упомянуть и о следующем. С появлением конструкторских систем, базирующихся на так называемой «эскизной» геометрии, возникли правила и рекомендации по поэтапному созданию трехмерной модели из наиболее простых элементов и эскизов. Однако к настоящему времени эти правила почему-то оказались забытыми. Более того, наблюдается тенденция к созданию модели детали «за один эскиз», то есть к уменьшению «дерева построения» при существенном усложнении эскизной геометрии. При таком подходе, когда технологи в своей работе не могут гибко «управлять» конструктивными элементами модели, эффективное использование средств автоматизации невозможно. Считаю, что вся ответственность за это лежит на конструкторских службах, и меня никто еще не переубедил в обратном. И пока не будут изменены принципы взаимодействия между конструкторскими и технологическими службами предприятия, технологи вправе отказываться принимать на себя ответственность за несоблюдение сроков выпуска продукции, поскольку переданные им графические данные без дополнительного и полного перестроения использовать просто невозможно. И они будут правы… Но лучше ли от этой правоты предприятию?

Во-вторых, конструкторы вспоминают о допусках на размеры, как правило, не при построении и моделировании, а только на стадии выпуска конструкторской документации (чертежа) (рис. 1). В результате размеры построенной модели или линий не соответствуют размерам на готовом чертеже, а ведь именно эта графическая информация используется технологами при расчете управляющих программ. Кроме того, если для многих конструкторов допуски на размер являются лишь предметом оформления чертежа, то для технологов этот параметр обязателен и очень важен. Поэтому даже при передаче графических данных (чертежа или модели) в электронном виде основным документом для технологов остается чертеж. И вновь они тысячу раз правы, утверждая, что прямое использование конструкторских данных им недоступно и что в несоблюдении сроков выпуска продукции нет их вины.

Рис. 1

Рис. 1

Надеюсь, что эти примеры, в дополнение к примерам, приведенным в предыдущей статье, еще раз подтвердят правоту моих слов об ответственности конструкторских служб за участок работ по механообработке на станках с ЧПУ.

Цитата 2. «Многие проблемы, связанные с передачей графических данных от конструктора к технологу, можно решить, если использовать в технологических подразделениях интегрированные CAD/CAM-решения».

С чем не согласны мои оппоненты на этот раз? Большинство технологов утверждают, что поскольку они всегда вынуждены полностью переделывать работу за конструкторов, то можно использовать абсолютно любую удобную для работы графическую систему.

Попробую опровергнуть такую точку зрения и доказать, что использовать интегрированные решения значительно проще и эффективней, особенно когда необходимо перерабатывать или перестраивать полученную от конструкторов графическую информацию. Тем более что это напрямую связано с еще одним поводом, заставившим меня взяться за перо (точнее, сесть за компьютерную клавиатуру

Таким поводом стали многочисленные вопросы, задаваемые на Internet-форумах: «Что такое SolidCAM?», «Как в нем работать?», «Где можно посмотреть?», «Где взять документацию?»… Именно для устранения «информационного голода» о программном продукте SolidCAM мы и решили взяться за публикацию цикла статей под общим названием «SolidCAM для Autodesk Inventor (заочный мастер-класс)». Считаем, что это оптимальный вариант, поскольку читательская аудитория нашего журнала значительно превышает количество слушателей, имеющих возможность посетить очные мастер-классы.

На первом занятии мы затронем темы, напрямую связанные с описанными выше примерами взаимодействия конструкторов и технологов, рассмотрим возможности использования «старых» разработок при работе в Autodesk Inventor и тем самым докажем заявленный тезис об эффективности интегрированных решений, а также ответим на вопрос, с чего начинается подготовка управляющих программ обработки в программе SolidCAM для Autodesk Inventor.

Рис. 2

Рис. 2

В приведенном ниже упражнении предлагается подготовить процесс токарно-фрезерной обработки детали, изображенной на рис. 2, используя графическую информацию с двумерного чертежа в формате DWG (рис. 3).

Рис. 3

Рис. 3

Для разъяснения некоторых функциональных возможностей я буду делать ссылки на содержание файлов помощи Autodesk Inventor и SolidCAM.

Из файла помощи Autodesk Inventor

В файл Inventor можно импортировать (с использованием соответствующих функций вставки) файлы форматов DWG и DXF. Файлы форматов DWG и DXF импортируются следующими способами:

  • в файлах деталей (.ipt) — выберите Вставить файл AutoCAD на панели 2 М Эскиз;
  • в файлах изделий (.iam) — выберите Вставить файл AutoCAD на панели Эскиз изделия;
  • в файлах рисунков (.idw) — выберите Вставить файл AutoCAD на панели 2 М чертеж.

При открытии или импорте (вставке) файла AutoCAD в Autodesk Inventor:

  • данные можно просмотреть в пространстве модели или листа;
  • выбрать формат единиц файла;
  • выбрать импортируемые слои;
  • выбрать геометрические объекты в окне просмотра.

Программа SolidCAM — это интегрированное решение, работающее с файлами деталей и узлов Autodesk Inventor, поэтому для подготовки процесса обработки детали создадим новый IPT-файл и импортируем часть геометрических данных из чертежа (рис. 4).

Рис. 4

Рис. 4

Для редактирования размеров импортируемой геометрии необходимо задать геометрические зависимости (вертикальность, горизонтальность, касательность после чего можно приступить к технологической проработке графической информации и использования параметров допусков размеров. При этом следует заметить, что допуски размеров не импортируются, поскольку на чертеже эти параметры являются вспомогательной (оформительской) информацией.

Преимущество 2. Функциональные возможности Autodesk Inventor позволят технологам просто и быстро переработать полученные от конструкторов неполные и некорректные графические данные в данные, пригодные для подготовки управляющих программ для механообработки.

Преимущество 1. При импорте размеров из файла чертежа все размеры становятся параметрическими, а их значения — равными фактическим размерам геометрических элементов. Это свойство можно использовать при обработке и корректировке конструкторских данных, получаемых технологами для своей работы. Следует учесть, что выполненный в масштабе чертеж при импорте файла необходимо привести к масштабу 1:1.

Для задания параметров допусков размеров используют команду Свойства размеров… Укажите необходимый тип допуска и установите фактическое значение размера элемента (номинал, нижний, верхний или средний) (рис. 5).

Преимущество 2. Функциональные возможности Autodesk Inventor позволят технологам просто и быстро переработать полученные от конструкторов неполные и некорректные графические данные в данные, пригодные для подготовки управляющих программ для механообработки.

Рис. 5

Рис. 5

Выполните аналогичные действия с остальными размерами, завершите создание эскизной геометрии и сохраните деталь Inventor. В результате мы получили корректные графические данные, предназначенные для подготовки проекта токарно-фрезерной обработки.

Несомненно, у уважаемых читателей, среди которых немало конструкторов, возникнет более чем правомерный вопрос: «Если это так легко и просто, то почему подобной корректировкой должны заниматься именно технологи?» Действительно, поскольку, как уже отмечалось выше, размеры допусков важны не только для технологов, но и для конструкторов, последние могут и должны использовать эти возможности при проектировании деталей и узлов. Но даже на стадии оформления чертежей лучше не вносить допуски на лист, а воспользоваться размерными параметрами модели. Это не только облегчит труд технологов и исключит дополнительные потери времени при технологической подготовке производства, но и поможет вам, конструкторам, выполнить проверку модели спроектированного изделия на возможность различных коллизий между элементами, а также устранить ошибки в случае неправильного назначения допусков и посадок.

Функциональные возможности Autodesk Inventor

Аналогичные действия можно произвести и с размерами модели детали или узла при работе с трехмерными геометрическими данными Autodesk Inventor. При редактировании эскизов элементов для этого используются те же функции, а при задании параметров допусков размеров и установки фактического значения размера в модели — функция Параметры (СвойстваПараметры) (рис. 6).

Рис. 6

Рис. 6

Заметим, что вышеописанные функциональные возможности недоступны для пользователей многих других CAD-систем и не могут применяться в Autodesk Inventor для импортируемых трехмерных объектов. Может, именно это и является основной причиной «упрямства» технологов, которые просто не знают о существовании таких возможностей. Надеюсь, что теперь этот пробел в знаниях устранен и вы, уважаемые читатели-технологи (и не только технологи), захотите использовать все преимущества системы Autodesk Inventor в своей работе.

Продолжим подготовку процесса обработки детали.

Программа SolidCAM может использовать как трехмерные твердотельные, поверхностные или смешанные модели деталей и узлов, так и двумерные данные, поэтому после технологической проработки чертежной информации все готово к созданию управляющей программы для станков с ЧПУ.

Как уже отмечалось выше, программа SolidCAM работает непосредственно в среде Autodesk Inventor, поэтому для начала процесса обработки выбирается команда SolidCAM, расположенная в верхнем меню окна Autodesk Inventor, а затем — тип обработки (НоваяТокарно-фрезерная).

Функциональные возможности SolidCAM

Токарно-фрезерный модуль SolidCAM поддерживает следующие типы станков с ЧПУ:

  • 3-осевой токарно-фрезерный станок (тип XZC) (рис. 7);
  • 4-осевой токарно-фрезерный станок (тип XYZC) (рис. 8);
  • 5-осевой токарно-фрезерный станок (тип XYZCB) (рис. 9).

Рис. 7

Рис. 7

Рис. 8

Рис. 8

Рис. 9

Рис. 9

В окне Параметры операции необходимо определить полный путь сохранения проекта обработки, задать имя проекта и указать модель детали Autodesk Inventor, с которой проект SolidCAM ассоциативно связан. Когда эти параметры введены и подтверждены, в диалоговом окне становятся доступными остальные параметры: Система ЧПУ (определяющий постпроцессор, который будет использоваться для генерации готовой управляющей программы), Ноль детали (определяющий расположение технологических систем координат обработки), Модель детали, Модель заготовки или Границы заготовки (для токарной и токарно-фрезерной операции), ЗажимГлавный шпиндель и Противошпиндель (для токарной и токарно-фрезерной операции) (рис. 10).

Из файла помощи SolidCAM

Ноль детали:

  • режим Многосторонняя обработка позволяет создать проект обработки с непосредственным использованием пространственной модели. Вы можете задавать расположение Ноля детали и ориентацию осей, выбирая точки на пространственной модели или используя уже созданную в Autodesk Inventor систему координат;
  • Проекционный режим позволяет создать проект обработки при помощи плоских видов 2D-эскизов в плоскости XY. В большинстве случаев этот режим используется после импорта двумерных геометрических данных или когда нет необходимости создавать пространственную модель.

Рис. 10

Рис. 10

При определении технологических систем координат в программе SolidCAM могут использоваться два режима.

В нашем примере используется Проекционный режим определения технологических систем координат. Создаем токарную и фрезерную систему координат, как показано на рис. 11 и 12.

Рис. 11

Рис. 11

Рис. 12

Рис. 12

Здесь необходимо сделать некоторые пояснения и рассмотреть принципы работы программы SolidCAM и проект обработки SolidCAM.

Структура проекта SolidCAM состоит из файла проекта SolidCAM (файл .prt), рабочего каталога (каталог ), файла сборки Autodesk Inventor (файл .iam), в которую входят два файла: CAM.ipt, содержащий различную вспомогательную информацию, и копия исходной детали/узла, ассоциативно связанная с первоначальной геометрией — DesignModel.ipt (при обработке детали) или DesignModel.iam (при обработке узла) (рис. 13).

Рис. 13

Рис. 13

Для создания вспомогательных и/или дополнительных геометрических данных, необходимых технологу при подготовке обработки детали или узла в программе SolidCAM, используются все функциональные возможности Autodesk Inventor по работе с деталями и сборками.

Чтобы продолжить подготовку процесса обработки детали, необходимо задать границы заготовки.

Из файла помощи SolidCAM

Модель заготовки (для фрезерной операции):

  • режим Контурный позволяет задать 2D-геометрию заготовки с помощью цепочки элементов геометрии (линии, дуги, сплайны, грани которые должны быть указаны до начала ее определения;
  • режим 3D-модель позволяет задать модель заготовки путем выбора 3D-модели, которая должна являться компонентом сборки;
  • режим Заготовка (Авто) позволяет автоматически построить каркасный параллелепипед вокруг модели с заданными значениями припусков по осям.

Границы заготовки (для токарной и токарно-фрезерной операций):

  • режим Размер позволяет задать границы заготовки (всегда тело вращения) относительно определенной технологической системы координат обработки;
  • режим Контур позволяет задать границу заготовки, определяемую с помощью цепочки элементов геометрии (линии, дуги, сплайны, грани которые должны быть определены до начала ее определения;
  • режим 3D-модель позволяет задать границы заготовки выбором трехмерной геометрии, вокруг которой автоматически создается эскиз оболочки, представляющей собой контур тела вращения в плоскости ZX токарной системы координат, необходимого для создания геометрии детали.
  • режим Цилиндр позволяет задать границы заготовки в виде цилиндра или трубы вокруг выбранной трехмерной модели.

В нашем примере для определения границы заготовки используется режим Контурный, использовать который возможно при наличии геометрических элементов, описывающих границу. В случае отсутствия таких элементов их следует создать средствами Autodesk Inventor в режиме редактирования детали. Переключитесь из режима SolidCAM Manager в режим Модель, отредактируйте/постройте новый эскиз в компоненте сборки CAM.ipt, как показано на рис. 14, и завершите редактирование сборки.

Рис. 14

Рис. 14

Выберите команду Границы заготовки и в режиме Контур определите ее границы (рис. 15).

Рис. 15

Рис. 15

В процессе визуализации траектории обработки программа SolidCAM выполняет контроль столкновения инструмента с элементами крепежной оснастки. При этом для фрезерной операции обработки крепежная оснастка необязательна и задается в виде трехмерных компонентов сборки, а для токарной и токарно-фрезерной операций определение зажима обязательно и его геометрия задается схематично, в виде двумерного замкнутого контура. Непременным условием схематично заданной геометрии главного шпинделя и противошпинделя (если он применяется) является пересечение или касательность геометрических элементов с границами заготовки.

Постройте и задайте геометрию зажима по аналогии с определением границ заготовки (рис. 16).

Рис. 16

Рис. 16

Для подготовки и расчета траектории токарной обработки во всех технологических системах используется только двумерная геометрия. При обработке трехмерных твердотельных или поверхностных моделей для ее получения требуется построить дополнительное осевое сечение, что не всегда позволяет отображать конечную геометрию после токарной обработки при необходимости последующей фрезерной обработки граней. В программе SolidCAM этот недостаток отсутствует, поскольку при задании трехмерной обрабатываемой модели автоматически рассчитывается двумерная геометрия с учетом дополнительных последующих переходов обработки.

Из файла помощи SolidCAM

Модель Детали

  • Модель Детали (для фрезерной обработки) представляет собой трехмерную модель, которую необходимо получить после проекта обработки. Как правило, это конструкторская модель;
  • Модель Детали (для токарной и токарно-фрезерной обработки) — это трехмерная модель, которую необходимо получить после проекта обработки, включающая автоматически созданный эскиз оболочки или осевого сечения детали (рис. 17).

Рис. 17

Рис. 17

В рассматриваемом примере обрабатываются двумерные геометрические данные, поэтому данный шаг необязателен.

Параметр Материал заготовки используется для определения обрабатываемого материала, что позволяет облегчить задание режимов резания для фрезерных переходов обработки. Применение этого параметра эффективно только после проведения предварительной подготовки, связанной с заполнением таблицы Скорости&Подачи по умолчанию.

Из файла помощи SolidCAM

Скорости&Подачи по умолчанию

Эта таблица позволяет задать Материалы заготовки и инструмента и определить для каждой комбинации материалов различные величины Скорости вращения и Подачи.

В диалоговом окне показано дерево управления материалами и заданы параметры скорости и подач для каждой из выбранных пар материала инструмента и заготовки. Это позволяет при назначении в проекте обработки материалов заготовки и инструмента автоматически заполнять поля режимов резания.

На этом все обязательные параметры для подготовки процесса токарно-фрезерной обработки заданы, и можно приступать непосредственно к обработке. Но об этом мы поговорим на следующих занятиях нашего заочного мастер-класса, где вы узнаете о создании токарных и фрезерных переходов обработки детали, визуализации и контроле траектории, настройке постпроцессора и получении управляющей программы.

Пользуясь случаем, приглашаю вас, уважаемые читатели, посетить наши семинары и ставшие традиционными мастер-классы и конференции, посвященные практическому использованию программного обеспечения. О сроках проведения, условиях участия и регистрации всегда можно узнать в разделе «События» на нашем Internet-сайте www.csoft.ru/actions.

Для тех, кто захочет выполнить упражнения нашего заочного мастер-класса самостоятельно, сообщаю, что у вас есть возможность заказать демонстрационную версию SolidCAM, которая поможет ознакомиться с функциональными возможностями программы, оценить удобство ее интерфейса и пройти экспресс-курс самостоятельного обучения.

Закончить это занятие мне хотелось бы информацией о том, что нового появилось в новейшей версии SolidCAM 2006 R10.1. Поскольку рамки журнальной публикации не позволяют подробно описать все новые возможности и усовершенствования, расскажу о них тезисно.

Итак, что нового?

  1. Как уже было сказано выше, новейшая версия SolidCAM интегрирована в Autodesk Inventor 11 и сертифицирована компанией Autodesk Inc.
  2. Улучшены пользовательский интерфейс программы и настройки системы.
  3. Добавлены функции ассоциативности с моделью заготовки при задании ее как 3D-модели Autodesk Inventor.
  4. Появилась возможность использования функций ТехПроцесса из SolidCAM Manager.
  5. Добавлена функция работы со сжатым проектом обработки SolidCAM, позволяющая хранить все рабочие файлы проекта в сжатом виде, что экономит ресурсы компьютера. При этом каждый пользователь может выбрать, в каком формате работать — сжатом или обычном.
  6. Автоматизированы функции создания проекта обработки — определение технологической системы координат, моделей заготовки и детали.
  7. Добавлен новый стандартный инструмент — Метчик, при выборе которого система автоматически переходит к циклу обработки Нарезка резьбы.
  8. Реализована функция задания глубины сверления и обработки фасок с учетом угла конусности режущего инструмента.
  9. Добавлена возможность использовать для перемещения между переходами не плоскость безопасности, а плоскость, заданную пользователем, которая ассоциативно связана с геометрией модели.
  10. В переходе контурной обработки добавлена стратегия обработки По спирали, обеспечивающая движение инструмента по контуру с постоянным снижением по оси Z.
  11. Добавлена возможность определения зоны обработки по углу нормали в точке контакта — величины Минимальный угол и Максимальный угол определяют область обработки.
  12. Появилась возможность задания припуска на контролирующие поверхности.
  13. Добавлены функции обработки разрывов на поверхностях в переходе 3D-модель, что позволяет эффективно управлять траекторией обработки и минимизировать число отходов.
  14. Реализована возможность использовать в токарной и токарно-фрезерной обработках противошпиндель.
  15. Добавлена функция автоматического удаления расщепленного материала при визуализации.

Автор будет признателен читателям за присланные отзывы на эту статью и пожелания, касающиеся методики изложения и полноты представленных материалов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *