Главная страница

 For english reader

 Новости (01/01/2002)

 САПР-ЧПУ/2000

 APTIPP для CAD/CAM

 Верификатор УП

 Постпроцессоры

 Прайс-лист

 Ответы на вопросы

 Небольшие секреты

 Демоверсия

 Рассылка новостей

 Форум о САПР

 Гостевая книга

 Об "Евразии Лтд"

 CAD/CAM портал

 Наша библиотека

 О вебмастере









Наша библиотека

Jeff Werner
The Case For Verifying And Optimizing Tool Paths
CGTech of Irvine, California, USA

Джефф Вернер.
Причины для использования ПО верификации и оптимизации NC-программ.

         Опыт двух разных предприятий иллюстрирует потенциальную важность применения программного обеспечения, которое может использоваться между CAM-системой и CNC-оборудованием.


         Предприятия, желающие уменьшить затраты и увеличить эффективность производства, зачастую вкладывают солидные средства в покупку современного оборудования с ЧПУ. Однако опыт показывает - бесполезно односторонне развивать средства производства(станки), необходимо также постоянно развивать программное обеспечение, используемое в технологическом бюро. Имеется множество примеров, когда ничтожно малое время, потраченное на проверку управляющей программы до ее передачи в цех, может сберечь дорогостоящее оборудование, оснастку и инструмент. Одним из инструментов, разработанных специально для этой цели, является программное обеспечение проверки NC-программ(верификаторы управляющих программ).
         Многие заводы теперь полагаются на программное обеспечение верификации для того, чтобы "проверить" их NC-программы. Программное обеспечение может гарантировать, что первая полученная деталь будет правильной, и поэтому оператор не должен стоять рядом со станком, чтобы наблюдать за обработкой первой детали. Таким образом, пробные прогоны NC-программ на деревяшках или алюминии станут вещью прошлого.
         Кроме того, определенную выгоду приносит способность верификаторов NC-программ оптимизировать скорости подачи. Время производственного цикла, качество детали и ресурс инструмента могут улучшаться в результате усовершенствованного контроля над скоростью подачи. Такая NC-программа с "оптимизированными" скоростями подачи становится проще с точки зрения ее последующего контроля станочником.

Верификация

          Инструменты верификации предоставляют программисту средства для проверки траектории движения инструмента в NC-программе до ее отправки в цех. Такой метод практически полностью исключает как возможность аварийного отказа станка, так и утомительную доводку NC-программы. Многие заводы констатируют, что применение верификаторов приводит к существенной экономии материалов, затрат рабочей силы и рабочего ресурса дорогостоящего оборудования.
         Один из таких заводов - Contour Aerospace(Everett, Washington), изготовитель компонентов и подсистем для космических проектов. До момента использования верификаторов, специальная группа технологов должна была изготовить пробную деталь, снять ее со станка и выполнить контрольный осмотр и измерения. В случае обнаружения брака технолог должен исправить NC-программу, изготовить другую тестовую деталь и заново провести измерения.
"Для наших крупногабаритных и сложных деталей процесс пробных прогонов NC-программ отнимал много времени"- говорит начальник бюро технологов Дэн Хорнунг - "компания делает лонжероны крыла длиной от 20 до 40 футов и возможность проверить правильность конечной формы детали на экране компьютера, вместо реального изготовления, имеет для нас важное значение".
         Delaware MachineryTool (Muncie, Indiana) изготавливает крупногабаритные детали различного ассортимента. Delaware специализируется в проектировании и изготовлении изделий методом литья для автомобильной промышленности(блоки двигателей или узлы трансмиссии). Кроме того, эта компания имеет репутацию пользователя самых последних достижений в автоматизированном проектировании и изготовлении. Интересно, что первые опытные узлы трансмиссии для компаний Форд, GM и Крайслер, были спроектированы и изготовлены при помощи CAD/CAM-систем именно в компании Delaware.
         Итак, сегодня комплект программного обеспечения предприятия обязательно включает верификаторы NC-программ. "Проверка пути инструмента при помощи компьютера дала нам возможность снизить издержки при запуске изделия в производство"- говорит администратор CAM-систем Деннис Маин.

         Программное обеспечение Vericut фирмы CGTECH используют оба упомянутых ранее завода. Глава фирмы Delaware, господин Маин говорит: "после создания NC-программы, мы можем исполнить ее при помощи Vericut и с помощью электроники проверять точность вырезки. Мы можем преднамеренно вырезать деталь под углом 0.020. Мы можем удостовериться, что все области детали были точно вырезаны. И убедится в том, что никакие движения электрода не вызовут чрезмерного перегрева". Эта особенность помогает компании Delaware выполнить очень точные требования допуска на обработку.

Оптимизация

         Однажды директор департамента разработки компании Delaware Дэн Шварц направил одного из инженеров на курсы обучения принципам работы новых версий верификационного ПО. Ранее директор узнал о существовании дополнительных функциональных возможностей по оптимизации скорости подачи, доступных как дополнение к эксплуатируемому на Delware программному обеспечению. Инженер возвратился "возбужденный" новыми перспективами верификации и оптимизации NC-программ.

Пробные детали (лонжерон крыла от 20 до 40 футов) обычно изготавливались фирмой Contour Aerospace для проверки различных параметров(например, точное машинное время обработки). Теперь, NC-программы для изготовления лонжеронов крыла (подобные показанным) верифицируются на компьютере.


         В случае использования опций оптимизации, программное обеспечение читает файл пути движения инструмента (NC-программу) и автоматически изменяет назначенные скорости подачи так, чтобы подобрать наиболее оптимальную подачу в зависимости от условий обработки и параметров режущего инструмента. Индивидуальный подбор режимов резания повышает эффективность процесса обработки и уменьшает время изготовления детали без потери качества. Компания Delware убедилась на практике, что использование функций оптимизации NC-программ для электрозрозионной обработки, дало сокращение времени изготовления деталей на 30%. "Мы видели сокращение до 45% в некоторых случаях" - говорит Г. Сварц.
         ПО "Оптимизатор скорости подач" читает файл пути движения инструмента (формат G-code или APT) и разделяет движение на ряд меньших сегментов. Зная количество материала удаленного в каждом сегменте, программное обеспечение назначает лучшую скорость подачи для данного сегмента пути. Таким образом, в кадрах NC-программы меняются только значения под адресом F.
         Это решение, можно сказать, "убивает двух зайцев". С одной стороны, оптимизация выполняется автоматически и происходит прежде, чем NC-программа загружается в память стойки станка с ЧПУ. С другой стороны, оптимизация невольно приводит к проверке профессиональных способностей технолога-программиста и оператора станка, назначающих определенные режимы резания в этой NC-программе. Технологи задают идеальные скорости подачи для ряда предопределенных условий обработки. Эти условия включают - мощность приводов станка, тип шпинделя, величину ускоренной подачи, характеристика охладителя; жесткость фиксатора детали; характеристики фрезы, включая материал, проект, длину и число зубов. Эти условия предлагают знание толщины заготовки, удельный объем снимаемого материала тома, скорость подачи подвода к детали и другие параметры.

         Как правило, существуют отдельные методы оптимизации для различных материалов или видов обработки. Например, в процессе черновой обработки алюминиевых плит материал был удален на постоянную глубину, но радиальная ширина среза может изменяться. Для операций данного типа имеются специальные методики поддержания постоянной скорости резания, обеспечивающее отсутствие биений фрезы и постоянство съема метала. Использование этих методик в программном обеспечении оптимизаторов дает возможность определить количество материала, удаленного в каждом сегменте пути инструмента, а также дает возможность автоматически назначить оптимальную скорость подачи.
         Инженеры фирмы Contour Aerospace быстро увидели пользу от применения оптимизированных NC-программ. Г. Хорнунг говорит - "мы видим большую эффективность применения таких оптимизаторов, особенно в случае фрезерования различных выемок. Оптимизация NC-программ позволяет заводу отказаться от консервативных методик расчета скоростей подач. Кроме того, оптимизация скорости подачи обеспечивает более постоянную скорость вращения шпинделя(обычно около 80-90 процентов) и устраняет наше желание вручную изменить скорость подачи из-за страха "запороть" стенку фрезеруемого кармана".

Достижения в производственном процессе

         Оптимизирующее программное обеспечение не только ускоряет процесс изготовления детали, но также делает более эффективным весь производственный процесс. До использования ПО для оптимизации NC-программ, отдел электроэрозионной обработки компании Делавар не был способен использовать "на все 100" преимущества высокоскоростных станков. По словам Г. Маин, эти станки были "неэффективны при обработке сложных форм". Имелась тенденция замедлять движение в местах изменения направления движения и не замедляться в областях удаления материала большого сечения. Иными словами, требовалась постоянная ручная настройка скорости подачи в "ответственных местах" NC-программы. А это требовало, чтобы в цехе один оператор обязательно следил за станком в процессе обработки. Если оператору нужно было оставить на время рабочее место, то он вручную снижал рабочую подачу до тех пор, пока не возвращался.
          Программное обеспечение оптимизации изменило эту ситуацию. Теперь, при выполнении оптимизированных NC-программ, операторы стали обслуживать два и более станка одновременно. "Это действительно снизило наши затраты и увеличило производительность нашего персонала"- говорит Г. Сварц. Конечно, оптимизирующее программное обеспечение применимо для производства более сложных деталей. Господин Hornung(фирма "Contour Aerospace") подчеркивает, что использование ПО оптимизации позволяет исполнять на станках NC-программы, имеющие оптимальные скорости подачи применительно к каждой комбинации "станок-система с ЧПУ".
         Кроме того, большинство заводов имеет по крайней мере одного "технолога-эксперта" лучшие других знающего - какие скорости подачи использовать для различных станков, резцов, условий резания и типов материала. Постепенное сохранение этой информации в компьютере создает базу данных этого предприятия. Эта информационная библиотека помогает технологам предприятия использовать более проверенные временем и корректные режимы резания. "Мы видим не меньшие успехи в области упорядочивания и повышения качества обработки при использовании вместо таких библиотек новых программных средств оптимизации NC-программ" - говорит господин Main(компания Delaware).
         Фактически, достижения в области повышения качества и точности изготовления детали - главная цель для любого завода, потому что каждый технолог завода знает цену финишной доводки и полировки детали. Используя программное обеспечение оптимизации, завод может устранить этот трудоемкий производственный процесс.
         "С улучшенными скоростями подачи и постоянной скоростью вращения инструмента, наши фрезы служат дольше и мы тратим меньшее количество времени на переналадку рабочего места" - говорит Г. Маин.
         Господин Hornung из Contour Aerospace соглашается с эти выводом. "Выполняя оптимизированные по скорости подачи NC-программы на станке", - говорит г-н Hornung - "завод способен более точно прогнозировать время загрузки оборудования. Мы останавливаемся только для переналадки оборудования".

Достижения в производственном процессе

         Хорошим примером, иллюстрирующим выгоду от применения ПО оптимизации NC-программ, служит недавно выполненный компанией Delaware Machinery проект изготовления небольшого блока цилиндров, содержащего много маленьких охлаждающих ребер.
          "Это не тот тип работы, в которой мы специализируемся, хотя мы и делали такие работы"- говорит Г. Сварц - "в прошлом, мы действительно постоянно контролировали обработку и управление электродами, потому что тонкие ребра охлаждения могли быть легко перерезаны. Но на сей раз, благодаря оптимизации NC-программ, наша фирма не имел никаких проблем. Программный продукт помогает нам получить новые типы заказов и расширить наш бизнес".
         Фирма "Contour Aerospace" также видит улучшение в качестве деталей, как результат более интеллектуального подбора скоростей подачи. "Поскольку скорости подачи предопределены и проверены программным обеспечением оптимизации, гарантируется высокое качество изготовления вне зависимости от интеллекта станочника или технолога" - говорит Г. Хорнунг - "Это поддерживает постоянно высокое качество изготавливаемых нами изделий и снижает производственные затраты".
         "Кроме этого, движение в сторону использования скоростей подачи, оптимизированных компьютером, как альтернатива ручному заданию скорости подачи, воспринималось программистами и операторами с большим трудом"- говорит он - " Сначала, некоторые из них думали, что мы сходили с ума. Назначенные компьютером подачи и режимы резания были необычны, но затем, после проверки на станке, персонал стал все более доверяться новому программному продукту.

Об авторе: Джеф Вернер - администратор по маркетингу компании CGTECH Irvine, Калифорнии.