Общий подход к созданию программ для станков с ЧПУ при помощи CAM-систем

Программа для станка с ЧПУ представляет собой последовательность кодов, в результате трансляции которых станок формирует траектории движения инструмента, задаёт параметры работы (подача, скорость и направление вращения шпинделя и т.п.) и выполняет вспомогательные функции (смена инструмента, подача СОЖ и т.д.).

Традиционная последовательность действий, необходимых для создания программы обработки детали для станка ЧПУ в CAM-системе, выглядит следующим образом:

1.Выбор типа обработки и кинематической схемы станка.

2.Определение управляющей геометрии.

3.Выбор стратегии и параметров обработки.

4.Вычисление траекторий движения инструмента.

5.Визуальный контроль траекторий (бэкплот) и их симуляция.

6.Постпроцессирование (перевод траекторий движения и вспомогательных операций в коды станка).

При этом предполагается, что выполнена предварительная работа по адаптации CAM-системы под имеющиеся производственные условия.

Основными работами по настройке и внедрению CAM-системы предприятия являются следующие:

1.Создание 3Dмоделей и кинематических схем станков, имеющихся на предприятии.

2.Наполнение базы данных инструмента.

3.Разработка и настройка постпроцессоров.

А также в некоторых случаях создаются и настраиваются базы данных по принятым на предприятии режимам и стратегиям обработки, настройке шаблонов операционных карт, карт наладки и другой документации.

Стадия внедрения CAM-системы очень важна и стоит уделить ей особое внимание. Обычно это большая, дорогостоящая и кропотливая работа, однако от качества её выполнения зависит дальнейшее удобство разработки, сроки разработки программ, их надежность и качество.

Под надёжностью понимается уверенность в том, что программа при её исполнении на станке с ЧПУ даст ожидаемый, в результате симуляции траекторий, результат и не приведет к поломке инструмента, станка или порче заготовки.

Под качеством программы для станка с ЧПУ будем понимать её лаконичность (отсутствие лишних инструкций, использование требуемых типов интерполяции и т.п.), наличие всех необходимых блоков и команд, возможность запуска обработки на станке без каких либо изменений оператором.

Создание моделей и схем станков, описывающих внешние габариты и поведение именно существующих на конкретном предприятии моделей станков, позволяет отследить многие ошибки (зарезы, столкновения, некорректные перемещения осей) и предотвратить потенциальные проблемы в будущем (например, выход координат в программе за пределы рабочей зоны станка). Ошибка, замеченная технологом на компьютере, не стоит ничего – ноль, тогда как ошибка, перенесенная на станок, часто обходится в цену испорченной заготовки, сломанного инструмента, а, возможно и элементов станка, например, жесткое столкновение может привести к замене шпинделя фрезерного станка. Человеческие ошибки неизбежны и различные системы симуляции призваны помочь их предотвратить, но при использовании настроек «по умолчанию» они фактически бесполезны.

Настройка постпроцессора, адаптация существующих постпроцессоров, как правило, существенно экономит время наладки программы, упрощает поиск и исправление ошибок, а также может помогать повышать скорость и качество обработки за счёт поддержки постпроцессором специфических функций, циклов и возможностей конкретного станка. Программа после правильно настроенного постпроцессора не требует редактирования формата команд и числовых данных, изменения шапки программы и прочей ручной доработки, которая неминуема при использовании стандартных, или «почти 6подходящих» постпроцессоров и может повлечь за собой привнесение дополнительных ошибок. Необходимое условие для постпроцессора –отсутствие синтаксических ошибок в генерируемых им программах.

Вышеуказанные операции строго необходимы. Без их проведения результаты работы CAM-системы могут быть некорректны и опасны. Что касается прочей адаптации системы, то она желательна и время, потраченное на неё, безусловно окупится, однако она не столь критична,как настройка моделей станков и постпроцессора.

Современное производство характеризуется наличием большого числа станков с ЧПУ разных производителей. Каждый станок ориентирован на решение задач определенного круга и рассчитан на работу с управляющими программами, написанными в специальном формате. Большинство CAM-систем, используемых на производстве, создают файл с управляющей программой в инвариантном формате, например APT или CLDATA, не привязанной к какой-либо конкретной модели станка с ЧПУ. Для перевода инвариантной управляющей программы в программу в кодах конкретной системы с ЧПУ служат специальные интерпретаторы, называемые постпроцессорами. Наряду с универсальными постпроцессорами, предоставляемыми CAM-системами, программисты часто пишут собственные постпроцессоры, ориентированные на конкретные, часто специфичные режимы работы станка, учитывающие особенности конкретной обработки. Как следствие, с ростом производства и расширением парка станков с ЧПУ растет и количество применяемых постпроцессоров, что, в свою очередь, требует некоторой систематизации для удобства и упрощения процесса постпроцессирования управляющих программ в инвариантном коде.