Лучшая CAM-система для управления осью «B» в токарно-фрезерных операциях

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «CAD/CAM/CALS-ТЕХНОЛОГИИ»

При покупке и вводе в эксплуатацию многооперационных станков, оснащенных осью B, главной производственной задачей является использование дорогостоящего оборудования с максимальной эффективностью. Это значит, что необходимо в кратчайшие сроки задействовать весь технический потенциал сложного токарно-фрезерного обрабатывающего центра. Помощь в решении данного вопроса предлагает американская компания DP Technology с флагманским продуктом — CAM-системой ESPRIT (рис. 1), которая имеет представительство и полноценный сервис в Украине

Пятиосевые стратегии обработки в ESPRIT — это надежные и проверенные в заводских условиях решения для многооперационных станков, разработанные в тесном сотрудничестве с ведущими производителями металлорежущего оборудования. ESPRIT позволяет реализовать все преимущества такого дорогостоящего средства производства, в том числе управляемой оси B при токарно-фрезерной обработке, благодаря программному обеспечению, созданному специально для станков данного типа.

Полная интеграция оси B с токарно-фрезерными функциями

Так же, как и традиционные токарно-­фрезерные станки, оборудование, оснащенное осью B, обеспечивает контроль над осями Z и X — при токарной обработке, над осью С — при поворотном фрезеровании и осью Y — при торцевом фрезеровании с эксцентриситетом. Однако технологические возможности оси B позволяют выделить такие станки в отдельную группу оборудования, предназначенного для непрерывной токарно-фрезерной обработки.

Поворотная голова с осью B может быть использована не только как фрезерный шпиндель, но и как держатель для токарного или расточного инструмента. Ось B определяется вращением вокруг оси Y, что позволяет обрабатывать деталь под углом, изменяющимся по отношению к основной оси вращения, выполняя обработку самых сложных поверхностей. Если такой ОЦ имеет два шпинделя, то использование оси B позволяет производить фрезерную и токарную обработку заготовки с двух сторон одновременно.

Точение плюс 5-осевое позиционирование

На станках с осью B, как правило, изготавливают детали типа тел вращения, поверхность которых имеет несколько граней и элементов, расположенных под различными углами к оси вращения. Оборудование такого класса может применяться для изготовления валов с пазами и канавками различного типа (прямыми, косыми), а также корпусов и державок режущего инструмента.

ESPRIT позволяет программировать обработку, выполняемую под углом к поверхности, многокоординатные перемещения инструмента, необходимые для обработки труднодоступных зон и углов перехода в медицинских изделиях, деталях гидро- и газодинамического оборудования сложной формы, каналах охлаждения режущего инструмента и т. д.

Примеры работы станков с осью B представлены на рис. 2–5.

Точение плюс одновременная 5-осевая обработка

Поначалу работа станка с осью B может выглядеть немного пугающе вследствие сложной конфигурации самого оборудования, перемещения инструмента под углом к обрабатываемой поверхности и одновременного изменения положения заготовки относительно нескольких осей координат. ESPRIT обладает полностью интегрированной средой программирования токарно-фрезерных операций, позволяющей упростить процесс подготовки управляющей программы (УП) и обеспечивающей производственную гибкость, необходимую для эффективного изготовления деталей с заданными параметрами точности. Для успешного программирования оси B — в CAM-системе необходимо поддерживать набор станочных циклов фрезерной обработки с одновременным использованием от двух до пяти управляемых осей координат, включая 3- и 5-осевую обработку сложных поверхностей, а также поддерживать такие циклы токарной обработки, как торцевание, расточка, обработка канавок и нарезание резьбы. ESPRIT реализует гибкость в использовании токарных и фрезерных циклов в любых комбинациях при обработке сложной заготовки за один установ: на главном шпинделе или на субшпинделе с применением верхней головы с управляемой осью B или нижней револьверной головки.

Примеры методов обработки представлены на рис. 6–9.

Рабочие плоскости для позиционирования оси B

Рабочие плоскости — очень важное средство при программировании оси B. ESPRIT использует ориентацию осей UVW для контроля позиционирования поворота заготовки, а также для контроля ориентации оси инструмента. Рабочие плоскости определяют ориентацию осей C и B, что позволяет легко проводить обработку зон с углом, переменным к оси вращения. Как только программист определяет обрабатываемый элемент в ESPRIT, каждая зона элемента автоматически ассоциируется с соответствующей рабочей плоскостью (рис. 10). При многогранном фрезеровании и сверлении автоматическое определение рабочих плоскостей сокращает сроки и упрощает процесс программирования (рис. 11).

Пример: программист может применять рабочую плоскость определенного угла поворота осей C и B для обработки отверстия. Таким образом, автоматическое вращение системы координат ZX требует от программиста лишь управления осью Z.

Непрерывное точение с осью B

Специальные токарные циклы чистовой обработки способны производить непрерывную обработку на внутреннем и внешнем диаметрах одним инструментом за один проход, исключая необходимость использования нескольких инструментов с различной геометрией.

При обработке внешней поверхности инструмент, размещенный на оси B, постоянно перемещается по обрабатываемому контуру непрерывно вращающейся осью B. Это позволяет достигать таких зон детали, которые было бы невозможно обработать из-за особенностей её формы (рис. 12). Циклы данного типа позволяют уменьшить количество используемого инструмента и сокращают время обработки, в то время как качество полученной поверхности соответствует заданным требованиям. Циклы обработки с применением оси B основаны на технологиях ESPRIT для традиционного точения. Главным отличием технологий оси B является полный контроль перемещения головы вокруг данной оси в течение всего цикла обработки. Кроме того, на этапе расчета траектории исключаются все столкновения между режущим инструментом и заготовкой. Отсутствует необходимость создания нескольких программ, построенных по традиционным методикам. Применение одной стратегии с использованием оси B позволяет выполнить чистовую обработку всего контура без остановов и смены инструмента, что сохраняет как драгоценные секунды машинного времени, так и поверхность детали от рисок, появляющихся в месте смены инструмента.

Методы ориентации оси B

Пользователи могут использовать две стратегии ориентации инструмента при выполнении операции.

Первой стратегией является поддержка постоянного угла опережения между инструментом и обрабатываемой поверхностью. С помощью этой стратегии инструмент всегда сохраняет первоначальный угол опережения по отношению к обрабатываемому профилю. В дополнение к возможности ESPRIT автоматически отслеживать столкновения детали с инструментом пользователь может ограничить наклон инструмента, задав определенный диапазон возможных углов. Подобный метод реализует оптимальные условия обработки за счет применения оптимального угла наклона между инструментом и обрабатываемой поверхностью.

Вторая стратегия ориентации оси B минимизирует количество поворотов инструмента за счет поворота головы только в тех случаях, когда это действительно необходимо. Данная стратегия сохраняет первоначальное положение инструмента до тех пор, пока он не достигнет поверхности, которая не может быть обработана с его текущим положением. Только после этого инструмент поворачивается на необходимый угол, учитывая определенный пользователем диапазон углов наклона инструмента вокруг оси B. Данная стратегия ограничивает поворот вокруг оси B только на тех участках поверхности, которые не могут быть обработаны под заданным углом наклона инструмента.

Каждая стратегия поддерживает визуальную верификацию. Пользователь может отобразить на экране вектор инструмента, чтобы выбрать оптимальную стратегию обработки на данном участке геометрии детали.

Твердотельная верификация обработки

Настройки станка в ESPRIT включают интерфейс, позволяющий определять все необходимые параметры револьверных головок и шпинделей оборудования для гарантированного обеспечения точной верификации обработки (рис. 13).

Настройки станка позволяют импортировать твердотельные модели любых компонентов станка в формате .stl. Каждому компоненту может быть назначено направление перемещения (по линии или вращение) для достоверной динамической симуляции операций обработки.

После того, как стратегия обработки создана и проверена в симуляторе, постпроцессор генерирует G-код для всех фрезерных и токарных операций. Это дает преимущество перед CAM-системами, где пользователь вынужден генерировать управляющие программы для фрезерных и токарных операций отдельно, а потом объединять их в одну для отправки на стойку ЧПУ.

Увеличение эффективности за счет применения средств автоматизации

Известно, что ключевым фактором повышения эффективности работы является использование средств автоматизации. Автоматизированная CAM-система может быть настроена либо так, чтобы выбор оптимального решения для обработки осуществлял программист, либо чтобы выбор наилучшего решения выполняла сама система. Уровень автоматизации должен быть всегда настраиваемым (гибким).

Для облегчения процесса автоматизации программирования ESPRIT реализует механическую обработку, основанную на базе знаний ESPRIT (KBM), что позволяет использовать заранее определенные методики, которые автоматически применяются и адаптируются на распознанной геометрии детали. Технология KBM от ESPRIT предлагает пользователю необходимый инструмент и процессы обработки, основанные на заранее определенных методиках.

ESPRIT способна, проанализировав твердотельную модель, создать элемент обработки исходя из её геометрии. Далее программист может сам назначить операции обработки этого элемента или позволить базе знаний ESPRIT назначить подходящий техпроцесс, выбранный из уже отработанных на производстве. С течением времени программист увеличивает и оптимизирует «базу знаний» механической обработки, основанную на обратной связи с производством. Технологический опыт, полученный на производстве, закладывается в программу и включает только лучшие реализованные решения. Чем более автоматизирован процесс программирования, тем больше времени и внимания программист может уделить оптимизации программы и повышению эффективности обработки.

Партнерство для успеха

DP Technology имеет крепкие партнерские отношения с производителями токарно-фрезерного оборудования для решения любых вопросов пользователей. Данное сотрудничество между компаниями — производителями станков и разработчиком программного обеспечения позволяет предприятиям, закупающим сложное оборудование, сократить время запуска станков в производство и начать незамедлительно применять весь доступный функционал станков.

Это позволяет заказчику всегда быть уверенным в работоспособности поставленного постпроцессора, разработанного при поддержке сотрудников компании — производителя оборудования и ими же протестированного на реальных изделиях. Кроме того, конфигурации моделей станков, уже вышедших на рынок, определены в настройках ESPRIT и доступны для оперативного использования.

Потенциал многооперационных станков с осью B — веская причина для любого современного предприятия инвестировать деньги в приобретение данного типа токарно-фрезерного оборудования.

По вопросам приобретения и технической поддержки CAM системы ESPRIT обращайтесь к её официальному дистрибьютору в Украине — ООО «ТВИСТ ИНЖИНИРИНГ»


ООО «ТВИСТ ИНЖИНИРИНГ»

49051, г. Днепр,
ул. Каштановая, 4Б
тел: +380 56 794-32-83,
е-mail: common@twist.dp.ua
http://twist.dp.ua

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.