Модуль CAMWorks

Модуль CAMWorks

Модуль CAMWorks, призначений для отримання на основі тривимірної моделі готових програм для виготовлення деталей і оснащення на фрезерних, токарних, токарно- фрезерних і вирізних електроерозійних верстатах. Основа - власне модель, створена в SolidWorks або отримана з якоїсь іншої САПР, причому моделі обох типів для CAMWorks рівноцінні: модуль працює з ними однаково, ігноруючи дерево побудови і звертаючись безпосередньо до геометрії деталі. Ще один важливий момент, який робить використання CAMWorks гнучким і зручним - модуль однаково успішно працює і з твердотільної, і з поверхневою, і навіть з каркасною геометрією, при будь-якому співвідношенні об'єктів різних типів в одній моделі SolidWorks.

Обробка від А до Я

Функції програмування обробки розділені простим і логічним чином відповідно до її видом і складністю: це фрезерна обробка від двох до п'яти одночасно керованих осей, токарна обробка (у чистому вигляді, без приводного інструмента), що поєднує в собі попередні можливості токарно- фрезерна обробка і, нарешті, обробка ерозійна. У кожному разі, в основі роботи CAMWorks лежить виділення в моделі оброблюваної геометрії, призначення переліку операцій (або переходів - жорсткої термінології тут немає, користуйтеся зручною вам), настройка їх параметрів, розрахунок траєкторій інструменту, додавання сервісних операцій, перевірка програми і постпроцессірованіе.

Як і всі складові частини світу SolidWorks, модуль CAMWorks намагається максимально автоматизувати виконання своєї роботи, і його автомати починають працювати з першого ж кроку. Першим в роботу вступає модуль аналізу геометрії, який намагається виділити в деталі придатні для обробки елементи - CAMWorks з моменту своєї появи використовує вельми популярний нині підхід поелементної обробки, або (для любителів англіцизмів) feature - based machining. Зрозуміло, результат аналізу геометрії деталі залежить від призначеного виду обробки. Для фрезеруемих деталей будуть знайдені всі призматичні елементи - отвори, кишені, пази, площини, виступи, причому в розрахунок приймаються не тільки «прямокутні вирізи з плоским дном», але й елементи з ухилами на стінках, а також з фасками і скругленнями на дні і верхній кромці елемента. Нагадаю, все це виділяється прямо з геометрії моделі, незалежно від способу її отримання, від складу і навіть наявності дерева конструювання. Для деталей токарних знайдені будуть торці, зовнішні і внутрішні контури, канавки всіх сортів. Причому, залежно від призначених верстата і заготовки, CAMWorks може автоматично розділити їх на виконувані в одному і іншому шпинделях. Для токарно- фрезерної обробки, як і слід очікувати, будуть знайдені елементи обох типів. Нарешті, для обробки ерозійної CAMWorks знайде всі вирізи і виділить зовнішній контур деталі. У кожному разі CAMWorks автоматично створить системи координат для визначення мінімального числа напрямків обробки - мінімального числа встановивши деталі.

Кожному виділеному елементу буде відразу призначена якась стратегія обробки, і взята вона не «зі стелі», а обрана відповідно до ваших персональними налаштуваннями технологічної бази знань. Ці стратегії включають в себе набори операцій обробки, правила вибору інструменту для кожної операції, всі її параметри. Стратегій можна створити стільки, скільки потрібно, причому для елемента одного типу - скажімо, прямокутного кишені з фасками зверху і ухилами по стінках - можна створити одразу кілька налаштувань для стратегії з одним ім'ям - скажімо, можна задати різні правила підбору інструменту залежно від габаритів цього кишені. При призначенні елементу стратегії обробки CAMWorks сам знайде відповідний варіант такої стратегії, ніж позбавить користувача від необхідності налаштовувати всі параметри кожної операції. На перших трьох малюнках представлений результат якраз такої роботи «повного автомата»: CAMWorks сам розпізнав всі елементи геометрії даної плити прес-форми, призначив їм стратегії обробки за замовчуванням і створив всі траєкторії обробки, які не потребують ручного доведення.

Три кроки від розпізнавання геометрії до ідеального результату обробки.

Зрозуміло, завжди можуть виникати «нештатні» ситуації, що вимагають ручного втручання в процес вибору оптимальної в даному конкретному випадку стратегії. Зрозуміло, все, що задав за замовчуванням автомат, завжди можна змінити - вибрати іншу стратегію обробки, додати додаткові операції, налаштувати їх за місцем. Крім того, подібної класифікації схильні тільки призматичні елементи геометрії да тіла обертання. Що ж робити з поверхнями довільної форми? Те ж саме, тільки визначити оброблювані області доведеться вручну. Робиться це елементарно: виберіть у графіку потрібні грані, або, щоб менше думати про осмислений вибір, накажіть CAMWorks обробляти всі підряд, обмеживши при необхідності область обробки ескізами. При цьому CAMWorks сам розбереться, що можна чи не можна обробити за даного напрямку і ніколи не буде «пірнати» всередину деталі до її нижніх граней крізь верхні, тобто врізів такого роду можна не побоюватися в принципі.

Налаштування параметрів операцій в CAMWorks відрізняється неперевершеною гнучкістю, будь то при роботі з базою знань або з конкретною деталлю. По-перше, пропонуються всі винайдені до теперішнього часу види операцій: чорнове фрезерування растром і пошарове, висвердлювання матеріалу; високошвидкісні стратегії обробки; контурна обробка у двох осях; обробка поверхонь растром, пошарово, з постійним гребінцем, підчистка автоматично знайдених гострих кутів, згладжування між обраними кривими; маса варіантів настройки пятіосевой обробки; є навіть функції перетворення трехосевой траєкторій в пятіосевой з автоматичним визначенням і усуненням конфліктів інструменту і оправлення з деталлю. Ви можете змінити будь-які параметри - крок обробки, підходи і відходи, способи та місце врізання в матеріал, точність обробки і припуску, використання корекції (і не тільки при контурній обробці, але і тривимірної корекції при обробці в п'яти осях). Для обробки отворів використовуються верстатні цикли.

 

Приклад 3 -осьовий обробки: растром і з постійним гребінцем

 

Всі операції, від двох до п'яти осей, підтримують і автоматичний підбір матеріалу за попередніми операціями, а також враховують реальну геометрію заготовки: CAMWorks не буде «фрезерувати повітря» і створить руху різання тільки там, де до теперішнього часу ще залишився матеріал.

Токарні операції також повністю настроюються відповідно до вимог обробки та звичками програміста. Ви можете використовувати верстатні цикли чорнового точіння, керувати послідовністю підведення і відведення інструмента по осях верстата відповідно до розташування на деталі оброблюваної зони, обмежувати зони обробки по довжині для використання люнетів при необхідності і так далі. Підтримується в CAMWorks і точіння різьблення, зовнішньої і внутрішньої, прямий і конічної, стандартного або довільного профілю. З автоматичним урахуванням залишків матеріалу тут ще простіше: за замовчуванням CAMWorks завжди їх враховує.

При програмуванні ерозійної обробки CAMWorks вміє автоматично створювати перемички між деталлю і навколишнього її заготівлею, причому може як повністю обрізати їх після перезакріплення деталі, так і залишати мікроперемичкі, руйновані ударом при відділенні деталі від залишків матеріалу.

А що робити, якщо є необхідність обробки декількох деталей в зборі або потрібно змоделювати повну обстановку на столі верстата і врахувати при розрахунку траєкторій все оснащення, CAMWorks здатний працювати і зі складками SolidWorks. Користувачеві потрібно, зрозуміло, вказати, що ж у цій збірці потрібно отримати, що є оснащенням - і цю оснастку CAMWorks буде обходити автоматично, можна також вказати, що така-то деталь збірки є заготівлею - і CAMWorks врахує її реальну геометрію.

 

Моделювання оснащення при обробці збірки

Кілька слів про згадану побіжно технологічній базі знань CAMWorks. Вона зберігає не тільки ваші налаштування стратегій і правил обробки ваших деталей, але є також базою інструменту і калькулятором режимів різання. Весь ваш інструмент може (швидше навіть повинен) бути відображений в даній базі. І робиться це елементарно: досить ввести в таблицю параметри інструменту відповідно до його типом. Якщо у вас вже є якась база інструменту в електронному вигляді, можна зайнятися її автоматичною передачею в CAMWorks: база CAMWorks може бути розгорнута у вигляді бази Access або MS SQL Server, так що всі можливості цих СУБД в частині обміну даними у вашому повному розпорядженні. З системою поставляється й велика бібліотека режимів різання, що містить настройки для кількох сот матеріалів деталей в поєднанні з найпоширенішими матеріалами інструменту, що враховує вид обробки та вносить поправки на розмір інструмента. Також дана база CAMWorks зберігає і дані ваших верстатів, що дозволяє позбутися від ряду помилок - наприклад, при спробі задати режими різання, недосяжні на даному верстаті, CAMWorks попередить вас про такої неприємності і автоматично скоректує ці режими.

Ще одна важлива особливість бази знань CAMWorks - вона єдина для всієї команди програмістів і може використовуватися в мережевому режимі. Це не тільки економить час налаштування декількох робочих місць, а й неоціненне в ситуації, коли на підприємстві з'являються нові, необстріляні кадри: вони можуть бути введені «в бій» відразу, без довгого навчання правилам вибору оптимальних способів обробки.

Корисні доповнення

Рух інструменту по заготівлі - це часто не вся робота верстата. Верстати токарної групи, наприклад, часто мають два шпинделя і вимагають управління ними. І CAMWorks дає користувачеві можливість простий і наочної настройки таких операцій. Ви можете набрати повний комплект необхідних елементарних дій, таких як переміщення шпинделів в задані точки (швидкі і з заданою подачею), паузи, разжим і затиск кулачків патронів, синхронізація частоти обертання або останов шпинделів. Типові послідовності дій можна зберегти під зручним ім'ям і використовувати багато разів. Всі переміщення шпинделів відображаються у графіку, так що помилитися буде складно. Таким чином можна налаштувати передачу деталей між шпинделями, обробку довгомірних деталей із затискачем у двох шпинделях відразу і так далі.

 

Налаштування шпиндельної операції

Управління менш стандартизованими механізмами верстатів - наприклад, уловлювачами деталей, механізмами зміни палет, вимірювальними системами всіх сортів - також підтримується на етапі розробки програми. Оскільки такі механізми властиві конкретному верстата, їх підтримка та управління ними прив'язується до конкретного постпроцесорі. Користувач може додати такі операції в потрібній частині програми і задати всі їхні параметри. У текст створюваної програми будуть виведені відповідні коди.

Якщо ви використовуєте високопродуктивне обладнання на зразок токарних автоматів, що працюють одночасно двома інструментами по одній або двох деталей (затиснутим в різних шпинделях, зрозуміло), то і такі завдання CAMWorks вирішує елегантно і просто. Менеджер синхронізації дозволить синхронізувати використання різних інструментів в просторі та часі. Всі операції будуть представлені у вигляді двох паралельних списків, і користувач може розставити мітки синхронізації, забезпечивши безконфліктну роботу верстата. При цьому CAMWorks відстежує можливі помилки такої синхронізації і повідомляє користувача про них. Так, наприклад, він виявить спроби одночасного точіння і фрезерування однієї деталі різними супортами, спроби обертати шпиндель відразу в двох напрямках або з різною частотою обертання і так далі. Крім двох синхронізованих списків, роботу таких верстатів можна представити і у вигляді тимчасової діаграми, що показує баланс завантаження каналів управління верстата і допомагає оптимізувати час обробки деталі.

 

Менеджер синхронізації каналів управління у двох виставах

Ще одна відмінна особливість CAMWorks - можливість налаштування і зберігання в єдиному файлі декількох варіантів обробки деталі. Це може знадобитися в двох ситуаціях: ми маємо кілька виконань (або конфігурацій у звичних термінах SolidWorks) однієї моделі, або деталь буде оброблятися на кількох верстатах - послідовно, або нам просто необхідно створити декілька варіантів обробки. CAMWorks створить необхідні зміни обробки навіть якщо вони передбачають різні види обробки. Наприклад, одна конфігурація буде включати токарну обробку, друга - фрезерну або ерозійну, і так далі. Причому результат обробки однієї конфігурації можна зберегти у вигляді тривимірної геометрії і використовувати її як заготовку для іншої конфігурації обробки цієї ж моделі. Повторюся, все це зберігається в одній моделі, без породження купи додаткових файлів, якими треба було б ще й якось управляти. У разі ж, коли ми маємо кілька конструкторських виконань однієї моделі і хочемо повторити одну і ту ж послідовність обробки для кожного з них, в CAMWorks нам не доведеться навіть копіювати щось з однієї конфігурації в іншу. Просто говоримо, що конфігурації обробки треба пов'язати з конструкторськими виконаннями деталі, і CAMWorks сам скопіює всю обробку з однієї конфігурації в іншу, адаптує оброблювані елементи під розміри даного виконання деталі і перерахує всі траєкторії.

Деталь відфрезерована, результат став заготівлею для ерозійної обробки

Верифікація програми

Краса траєкторій на екрані - це ще не остаточний результат. Програма повинна відпрацювати на верстаті, і завжди корисно заздалегідь переконатися в її працездатності. Тут CAMWorks пропонує кілька інструментів аналізу результатів віртуальної обробки.

Перший з них - інструмент покрокового прогону всій траєкторії з можливістю ручного втручання в неї. У процесі такої візуалізації CAMWorks відображає власне траєкторію інструмента - причому не всю відразу, бо реальна трехосевой траєкторія захарастила б екран і зорієнтуватися в ній було б неможливо, CAMWorks покаже лише настраиваемой довжини фрагмент цієї траєкторії. За бажанням можна показати й вектори орієнтації осі інструменту - це корисно при аналізі многокоординатной обробки. Для кожного кадру ви побачите режими різання і навіть зможете змінити їх, а також можете додати додаткові прискорені або робочі переміщення інструмента. Але це, скоріше, для любителів витонченої екзотики. Зазвичай же потрібно простежити весь процес видалення матеріалу, знайти потенційні конфлікти обробки та оцінити повноту обробки. Зрозуміло, така функція є.

  

Імітація роботи фрези при пятіосевой обробці

Тут можна переглянути весь процес обробки або тільки виконання обраних операцій. При зіткненні неробочої частини інструменту або оправлення з матеріалом або оснащенням (якщо ви працюєте із збіркою, вся оснастка буде відображатися і в режимі імітації обробки) CAMWorks видасть осмислене оповіщення про місце виникнення і суті проблеми. Для більшої наочності можна вказати для кожної операції свій колір відображення - так буде простіше оцінити внесок кожної операції в кінцевий результат і область її впливу. Модель можна розглянути в розрізі, можна виділити частину моделі для детального аналізу з підвищеним дозволом. Нарешті, любителі фотореалістікі можуть призначити для інструменту, деталі, оснастки різні матеріали, що характеризуються реалістичним металевим блиском.

  

Приклади верифікації обробки: токарно- фрезерний верстат з протівошпінделем і робота зі збіркою і фотореалістікі

Нарешті, по закінченні візуалізації обробки CAMWorks покаже різними кольорами оброблені, недопрацьовані або зарізані (якщо вам вдалося цього добитися) області деталі. Міняйте при необхідності параметри окремих операцій і повторюйте перевірку до досягнення ідеального результату.

При «стандартної» обробці - до трьох фрезерних осей, прості стокарние або токарно- фрезерні верстати - описаної верифікації буде більш ніж достатньо. Однак, при обробці складної геометрії в п'яти осях, при досить складній обстановці на столі верстата і тим більше при роботі з двушпіндельнимі і двусуппортнимі токарськими автоматами бажано побачити в роботі весь верстат. Це дозволить відстежити потенційні зіткнення один з одним всіх його рухомих частин, а не тільки власне інструменту і то лише в робочій зоні. Це завдання вирішує суб- модуль верифікації керуючих програм з імітацією роботи верстата. Вихідними даними для нього можуть бути програми, виведені з CAMWorks у форматі ApT CL - data або в кодах конкретного верстата (а також програми, отримані з будь-яких інших джерел). Робота за програмою в кодах верстата, зрозуміло, краща, бо дає найбільш повну і точну картину того, що відбувається. Особливо хочеться відзначити простоту реалізації цієї роботи для користувача. Запуск верифікації програми на віртуальному верстаті проводиться буквально однією кнопкою, без властивої більшості подібних систем трудомісткою настройки списку інструменту, налагодження верстата, управління характерними точками обробки і так далі. Всю цю рутину CAMWorks виконує автоматично. У процесі верифікації програми ви будете бачити текст програми (або тексти програм - для верстатів з багатоканальним управлінням) з розкриттям змісту верстатних підпрограм і циклів або без нього, можете вносити в тексти програм корективи і відразу бачити результати такої правки, будете отримувати оповіщення про всі виникають конфліктах і так далі. Зрозуміло, і тут після закінчення перевірки програми ви побачите порівняння результату обробки з цільовою моделлю. Таким чином, можна налагодити до дзвону готовий текст програми.

 

Імітація обробки на токарному автоматі з двоканальним управлінням

При будь-якому способі перевірки програми обробки CAMWorks розрахує і покаже час обробки, причому при використанні функції імітації роботи верстата коректно врахує час виконання всіх допоміжних операцій, внесок роботи сервісних механізмів верстата, реальний час службових холостих переміщень інструменту (наприклад, при його зміні).

Зв'язок із зовнішнім світом

Будь CAM- система хороша лише настільки, наскільки добре налаштовані під потреби конкретного обладнання постпроцесори. Модуль постпроцессірованія CAMWorks дозволяє налаштувати виведення під будь керуючі стійки, існуючі в нинішньому виробництві. Це не тільки поширені західні системи типу Fanuc, Siemens, Heidenhain і так далі, але і здавалося б віджилі своє, але насправді ще коптять місцями небо радянські монстри типу Н33, 2С - 42, НЦ - 31. Причому засоби налаштування постпроцесорів завжди входять в усі комплектації CAMWorks, так що бажаючим спробувати свої сили в цій області достатньо пройти відповідне навчання. У комплекті поставляються і десятки шаблонів для «стандартних» стійок - для найбільш поширених у світі їх варіантів.

Ще один важливий момент - управління всіма породжуваними даними. За замовчуванням CAMWorks не створює ніяких додаткових файлів з ​​якими-небудь настройками або даними обробки, так що працюючи з файлом моделі SolidWorks ви автоматично працюєте і з усіма її технологічними атрибутами, з траєкторіями інструменту і так далі. Але, якщо правила роботи вашого підприємства це вимагають, технологічні дані можуть бути відокремлені від геометрії моделей і винесені в свої спеціальні файли. Зрозуміло, і ці файли можна ставити на облік і запускати на узгодження в SolidWorks Enterpise pDM.

Ще один аспект взаємодії з навколишнім програміста миром - можливість передачі всієї обробки у форматі eDrawings. Таким чином, створені траєкторії обробки з усіма параметрами операцій можна показати колезі чи начальнику, який не має CAMWorks на своєму робочому місці.

Нарешті, нагадаємо ще раз про можливість колективної роботи з технологічною базою даних. При розширенні підприємства на нові виробничі майданчики її можна передавати знову створюваним відділам програмування верстатів для прискорення введення цих нових ділянок в експлуатацію та поширення наявного досвіду і перевірених технологій обробки деталей підприємства.

Михайло Малов
Заступник технічного директора SolidWorks Russia