Уважаемые технологи-программисты и все, кто связан с подготовкой управляющих программ для станков с числовым программным управлением (ЧПУ), — эта статья для вас. Очень надеюсь, что она поможет сделать еще один шаг в оценке программного обеспечения для подготовки процесса механообработки и получения готовых изделий или сопутствующей оснастки на станках с ЧПУ.

Собственный опыт подсказывает мне, что повторяющихся ежедневно, а то и ежечасно действий при подготовке управляющих программ очень много. Мне всегда хотелось иметь для подобных технологий обработки некий шаблон, куда можно было бы внести соответствующие изменения по геометрии, инструменту и т.д., а дальше чтобы программа сама производила полный расчет черновых, получистовых и чистовых переходов, обрабатывала «остаток» меньшим инструментом, выполняла необходимые циклы сверления… Не правда ли, было бы здорово? Мой опыт работы в различных технологических программах (Manufacturing Expert, Duct, Peps, Euclid), а также опыт технологической поддержки Pro/NC, EdgeCAM и некоторых других показывает, что у всех компаний-разработчиков замыслы, касающиеся автоматизации повторного использования технологий обработки, либо существуют, либо находятся в стадии оформления.

Конечно, мои познания в упомянутых программах относятся ко времени собственной работы с ними. Многие их этих программ изменились, некоторые исчезли совсем или уже почти не используются на предприятиях. А потому, оставив в стороне сопоставление CAM-систем, поговорим об известной программе SolidCAM — включая ее возможности в области автоматизации рутинной работы при подготовке управляющих программ для обработки на станках с ЧПУ. (В некоторых случаях не лишним будет ее сравнение с системой EdgeCAM.)

Начнем, пожалуй, издалека, чтобы плавно подойти к главной теме. Для чего нужны станки с ЧПУ? На мой взгляд, главным ответом будет: для получения экономической выгоды.

А за счет чего она достигается?

Во-первых, за счет экономии времени и средств при изготовлении детали. Единожды отлаженная технология обработки может многократно применяться в дальнейшем. Одним оператором обслуживается несколько станков с ЧПУ (в то время как «один «универсальщик» — один станок»). Сложность геометрии и рассчитанная траектория для ее получения никак не связаны с количеством оснастки для изготовления шаблонов, по которым работает «универсальщик»; нет необходимости в подготовке специального инструмента и т.п.

Во-вторых, экономические выгоды достигаются за счет качества обработки и уменьшения сроков изготовления. Гидравлические и механические приводы станков надежнее, чем «человеческий» привод, обеспечат движения инструмента. Пошаговая дистанция (количество перемещений) не так важна, как при ручной обработке; скорость перемещения в десятки и сотни раз выше — а всё это составляющие качества. В настоящее время использование станков, поддерживающих высокоскоростную обработку (High Speed Machining), позволяет отказаться от проведения последующих работ — например, шлифования. Кроме того станки с ЧПУ, как правило, имеют инструментальный магазин с автоматической сменой инструмента, что позволяет выполнять обработку в круглосуточном режиме.

Третий источник экономических преимуществ — увеличение пакета заказов: качество и сроки работ на этих станках впечатляют даже самых капризных заказчиков.

Конечно, чтобы получить экономическую выгоду, необходимо не только приобрести станок с ЧПУ, но и оснастить технологов-программистов соответствующим программным обеспечением. Большое разнообразие технологических программ позволяет выбрать решение на любой вкус, под любые задачи и финансовые возможности. Как правило, при равенстве функциональных возможностей конкурирующие программы почти не отличаются друг от друга и по цене. Важно сопоставить и оценить их вспомогательные инструменты…

Итак, приглядимся к SolidCAM, помня заявленное в самом начале статьи пожелание: «больше результатов при меньших усилиях».

Программа SolidCAM представляет собой мощный инструмент быстрого и легкого создания управляющих программ для токарной, фрезерной, токарно-фрезерной и электроэрозионной обработки. При этом используются данные двумерных чертежей или трехмерных моделей, содержащих поверхностную, твердотельную или гибридную геометрию.

Программа поставляется как с собственным графическим редактором, обеспечивающим каркасное, поверхностное, твердотельное и гибридное проектирование, так и в виде интегрированного приложения к конструкторским программам, таким как AutoCAD, Mechanical Desktop, MicroStation и SolidWorks (решение для SolidWorks 2003 получило сертификацию «Gold Product»).

Предлагается широкий набор различных типов обработки, переходов и стратегий их выполнения.

Фрезерная обработка
  • Переход 3D-модель
    Черновые стратегии: растровая, контурная, врезанием.
    Получистовые и чистовые стратегии: линейная, эквидистантная, спиральная, проекционная, по ватерлиниям, карандашная.
  • Переход контурной обработки
  • Переход обработки карманов
    Стратегии: растровая, контурная, смешанная, с перекрытием контура, врезанием.
  • Переход обработки паза
    • с постоянной глубиной;
    • по продольному сечению.
  • Переход обработки поверхности протягивания
    • поверхность;
    • гравирование.
  • Переход гравирования
    • получистовое;
    • чистовое.
Обработка отверстий
  • Цикл сверление.
  • Цикл сверление с выдержкой по времени.
  • Цикл сверление с выходом.
  • Цикл нарезания резьбы.
  • Цикл расточки.
  • Цикл расточки с выдержкой по времени.
  • Цикл расточки с выходом на рабочей подаче.
Токарная обработка
  • Переход точение
    • продольное: наружное, внутреннее;
    • торцевое: сзади, спереди;
    • получистовое и чистовое.
    Стратегии: черновая, копирование, контур.
  • Переход нарезания резьбы
    • продольная: наружная, внутренняя;
    • торцевая.
    Стратегии: за один проход, многопроходная.
  • Переход точения канавки
    • продольное: наружное, внутреннее;
    • торцевое;
    • получистовое и чистовое
    Стратегии: черновая, контур, отрезка.
Электроэрозионная обработка
  • Переход контурной обработки
  • Переход 4-осевой обработки
  • Переход наклонной обработки
    • постоянный угол;
    • переменный угол.
    Стратегии:
    • основная: с остановкой только на первом проходе, с остановкой на всех проходах, с перемычкой;
    • черновая: за один проход, карман, в одном направлении (вперед), в двух направлениях (вперед-назад);
    • чистовая.

Требует ли такое разнообразие долгого изучения? В других программах, может, и требует — но не в SolidCAM!

Главные особенности интерфейса программы — удобство и компактность. Во многих технологических программах, имеющих не диалоговый режим работы, а режим ниспадающих меню, переходы и стратегии обработки выбираются «жестко», а редактирование и отладка ведутся на уровне параметров, а не «идеологии» обработки (примером таких программ может служить EdgeCAM). В программе SolidCAM все типы и стратегии задания или отладки перехода доступны из одного общего окна одним щелчком мыши. Возможны просчет и визуализация выбранной «идеологии» обработки.

Большое разнообразие типов и стратегий обработки, разумеется, должно обеспечиваться соответствующим режущим инструментом. В отличие от большинства своих «собратьев», SolidCAM, помимо стандартного режущего инструмента, располагает библиотекой и возможностями поддержки фасонного инструмента. Попробуйте, скажем, в том же EdgeCAM или другой подобной программе задать инструмент с «обратным» радиусом или Т-образный инструмент, не говоря уж об инструменте с произвольной фасонной геометрией…

В разговоре о преимуществах использования станков с ЧПУ я забыл упомянуть еще один «экономический аспект». Заключается он в том, что весь процесс обработки можно увидеть и проконтролировать на виртуальной модели, то есть на экране монитора. Не занимая время оператора, не расходуя дорогой материал заготовки и инструмент, вы можете проверить правильность выбранных переходов и стратегий обработки, оценить выбор режущего инструмента и заданных параметров. Возможна и проверка на предмет разного рода «коллизий»: врезание в материал на скорости холостых перемещений, касание материала нерабочей частью инструмента, столкновение инструмента с заготовкой и крепежной оснасткой и многое другое. Все эти возможности дают существенные экономические преимущества перед «универсальным» способом изготовления, когда все перечисленное отлаживается непосредственно на станке.

SolidCAM предлагает на выбор множество различных возможностей визуализации и контроля траектории обработки: от каркасного представления до имитации удаления «лишнего» материала с просмотром остатка материала на предыдущих проходах.

И наконец несколько слов о вспомогательных возможностях SolidCAM, решающих задачу автоматизации рутинных работ. Одним из инструментов программы SolidCAM является ТехПроцесс (сразу оговорюсь, что это не система технологической подготовки производства в части создания и выпуска технологической документации — это комплект групп технологических переходов для различных случаев обработки).

В поставку программы входят около тридцати готовых комплектов технологических процессов для обработки деталей различного класса. В состав каждого комплекта включены стандартные переходы SolidCAM с оптимальными стратегиями обработки, заданными технологическими параметрами и инструментом в виде величин, изменяющихся в зависимости от обрабатываемой геометрии. Набор таких комплектов, их состав и другие составляющие пользователь определяет для себя сам (используя как уже готовые, так и вновь задаваемые). Остается только классифицировать выданную для обработки геометрию — а это может быть и сложная трехмерная поверхностная модель, и призматическая деталь с полостями для обработки, и плита с набором отверстий. Далее пользователь выбирает оптимальный, на его взгляд, технологический процесс — и все переходы, связанные с обработкой этой детали, добавляются автоматически. SolidCAM не ограничивает контроль рассчитанной траектории и внесение соответствующих изменений. А готовую управляющую программу можно сформировать как единую для всех или для группы переходов либо как отдельную программу для каждого перехода — это вы решаете сами.

Как уже сказано, шаги в том же направлении предпринимают многие компании-разработчики технологического программного обеспечения. Но их достижения — это, на мой взгляд, лишь малая часть того, что уже сделано компанией SOLIDCAM Ltd. (к примеру, в системе EdgeCAM есть модуль Strategy Manager — попробуйте его в деле, и вы всё поймете сами).

А так ли важны дополнительные возможности SolidCAM, если, скажем, с выпуском управляющих программ нет особой спешки? Что они дают, кроме экономии времени? Посмотрим на проблему с другой стороны. Как правило, на предприятии работает группа технологов-программистов. У каждого — свой почерк и стиль создания управляющих программ. Если по тем или иным причинам вам доводилось разбираться в чужой управляющей программе, а потом ее еще и редактировать, вы знаете, насколько это неблагодарный труд. Функциональные возможности программ типа ТехПроцесса в SolidCAM позволяют создать банк готовых, отлаженных технологий обработки. Использование таких технологий приводит к «стандартизации» стиля управляющих программ на предприятии, повышению надежности разработок, гарантированному использованию только оптимальных технологий обработки и независимости производства от человеческого фактора.

Компания SOLIDCAM занимается разработкой технологического программного обеспечения уже более 18 лет. Опыт специалистов, накопленный за это время, позволяет утверждать, что по своему интерфейсу, основным и вспомогательным функциональным возможностям программа SolidCAM превосходит многие аналогичные разработки других компаний. Дополнительное тому подтверждение — количество рабочих мест в различных отраслях промышленности: более семи тысяч. Программа SolidCAM может поставляться отдельными модулями, а значит к переоснащению и перевооружению производства можно подходить поэтапно и гибко.

Вот так — пусть не во всем, но во многом — сбылась моя мечта времен работы технологом-программистом. Теперь есть программы, в которых можно ввести необходимые данные, а все остальное получить автоматически…

Всем, кто заинтересовался программой SolidCAM и хочет познакомиться с ней подробнее, предлагаем посетить сайт www.solidcam.com, связаться со специалистами нашей компании по телефону или e-mail и получить диск с демонстрационной версией.