Поиск на Портале
НОВОСТИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Обновлено: 17 июля 2018 г.
Лидер "Альтернативы для Германии" встретился с инженерами будущего
Участники Форума "Инженеры будущего" встретились с вице-президентом по техническому развитию "ОСК" Дмитрием Колодяжным
На форуме "Инженеры будущего" начались обучающие занятия на основе ТРИЗ
Состоялось официальное открытие форума "Инженеры будущего"
Премия "Приоритет" представляет первый российский медиарейтинг лидеров импортозамещения
Минпромторг РФ включил пермский кластер машиностроения в федеральный реестр 
Первый российский солнцемобиль SOL успешно прошел тех. инспекцию чемпионата American Solar Challenge
В России необходимо наладить массовое производство осей для прицепной техники
Руководители ведущих компаний сельхозмашиностроения оценят работы номинантов на Национальную премию им. Александра Ежевского
Корейские компании рассчитывают увеличить объем взаимных инвестиций с Россией по итогам ИННОПРОМ-2018
Эксперты: программа субсидирования скидок на сельхозтехнику демонстрирует высокую эффективность
Молодежный Форум "Инженеры будущего" пополнит промышленность России высококлассными инженерными кадрами
Ассоциация "Росспецмаш" и Российская академия наук подписали соглашение о сотрудничестве
Участники Комитета по экспорту и инновациям НП "ОПЖТ" обсудили актуальные вопросы
ИПЕМ отмечает рост промышленного производства в России в июне

Все новости >>

Опубликовано: 04 июля 2018 г.

Высокоуровневая автоматизация разработки управляющих программ для станков с ЧПУ на базе NX CAM

  комментариев: 1   просмотров: 547



В современном производстве все большую роль играют различные системы автоматизации. Одной из таких систем являются системы разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ (САМ системы).

В последние годы отмечается рост продаж многоосевых станков, а также многоканальных станков, которые постепенно заменяют простые 2- и 3-осевые станки.



Например, для программирования 2-суппортных токарно-фрезерных станков необходимо не только создать программы для каждого из каналов обработки, но и расставить метки задержки и синхронизации между каналами. Все это требует от технолога дополнительных, достаточно глубоких знаний по программированию сложного оборудования. При этом необходимо обеспечить разработку управляющей программы без ошибок, так как цена ошибки при программировании многоосевых и многоканальных станков очень высока.

Это предъявляет к САМ-системе повышенные требования к уровню автоматизации программирования станков с ЧПУ. Одной из таких систем является NX™ CAM от компании Siemens PLM Software.

NX™ CAM предоставляет пользователю следующий набор инструментов для автоматизации программирования станков с ЧПУ:

- Обработка на базе элементов;
- Шаблоны обработки;
- Библиотека режимов резания;
- Мастер-процессы обработки;
- Создание собственных операций обработки (User Define Operation);
- Создание собственных методов управления для контурной обработки (User Define Drive Path).

Использование этих инструментов автоматизации программирования станков с ЧПУ позволяет значительно сократить рутинные действия пользователя, такие как выбор геометрии, задание режимов резания, задание параметров операции и т.д. При этом пользователь имеет возможность уделить больше времени созданию операций обработки, создание которых на данный момент не автоматизировано.

Рассмотрим каждый инструмент более подробно

Обработка на базе элементов

Модуль обработки на базе элементов обеспечивает распознавание отверстий, карманов, плоских граней (в том числе для моделей из других CAD-систем). Этот модуль существенно ускоряет программирование призматических деталей, обеспечивает оптимизацию обработки, требует меньшей квалификации.

Модуль обработки на базе элементов может автоматически распознавать 3D аннотации и/или PMI-данные при назначении технологии обработки. Наиболее важны распознавание полей допусков размеров и параметры чистоты поверхности. Например, для точных отверстий помимо сверления будет автоматически добавлены операции растачивания или развертывания (причем можно настроить предпочтительный тип операции).

Поддерживается 5-осевая позиционная обработка, например, для обработки корпусных деталей с пяти сторон. Так же поддерживается 3- и 5-осевая контурная обработка.

Обработка на базе элементов позволяет сократить временя программирования до 90%.

Модуль обеспечивает:

- Автоматическое распознавание элементов – отверстий, пазов, карманов и т.д. При этом используется параметрическое распознание, распознание по идентификации элементов, распознавание по цвету и атрибутам граней элемента, а также ручное распознание.
- Создание унифицированных процессов обработки на основе библиотеки правил или наборов шаблонов.
- Учет данных технических условий (PMI) при создании операций.
- Возможность для настройки библиотеки базы знаний под условия конкретного производства с использованием приложения "Редактор базы знаний".

Обработка на базе элементов может использоваться для обработки корпусных деталей, деталей планера самолета, деталей турбин и газотурбинных двигателей, а также элементов пресс-форм и штампов, т.е. деталей, имеющих много отверстий, пазов, карманов и других повторяющихся элементов.

Обработка на основе элементов. Последовательность действий

- Распознание элементов обработки.
- Создание типовых процессов для обработки элементов.
- Автоматическое использование технологических данных, таких как допуска размеров и качество поверхности.
- Использование унифицированных методов и ресурсов.
- Генерирование траекторий.
- Оптимизация траекторий.
- Постпроцессирование.

Распознание элементов обработки

Распознание элементов обработки находит на 3D-модели элементы, которые описаны в системе и которые система понимает как элемент определенного типа. Распознание выполняется как по параметрам (элементы построения с параметрами), так и по топологии (элементы, которые были созданы как набор геометрических примитивов или элементы 3D-модели, импортированной из других САD систем через прямые или универсальные трансляторы). При распознании элементов система распознает не только геометрию, а и технические условия которые были созданы на этой геометрии (размеры с допусками, символы шероховатости и т.д.).



На рисунке ниже показано отверстие диаметром 20 мм с допуском H7 (+0.021 мм).



Система распознала на выбранном элементе STEP1HOLE_3 радиальный размер c допуском, показано на рисунке ниже:



Создание типовых процессов для обработки элементов

После распознания системой типовых элементов можно создавать операции обработки. Для этого достаточно выбрать в Навигаторе элементов обработки элементы, для которых необходимо создать операции обработки и выбрать команду "Создать процесс обработки".

При создании операций обработки 2-х отверстий, показанных на рисунке выше, система распознает заданный допуск и для 2-х отверстий создает 2 различных набора операций обработки, как показано на рисунке ниже:



Для отверстия без заданного допуска система создает 3 операции, а для отверстия с заданным допуском создается 4 операции.

Таким образом, система автоматически выбирает технологию обработки отверстий с учетом допусков.

Кроме этого, система учитывает наличие инструмента в базе данных. Если в базе данных инструмента отсутствует развертка нужного диаметра, система создает операцию расточки, используя в качестве инструмента подходящую расточную головку.

Как видно из этого примера, процесс создания операций обработки значительно упрощается при использовании модуля обработки на базе элементов.

Настройка модуля обработки на базе элементов

В NX CAM настройка модуля максимально упрощена и не требует применения средств программирования.

Шаги настройки модуля обработки на базе элементов:

1.Анализ деталей и поиск наиболее часто встречающихся типовых элементов;
2.Наполнение базы данных инструмента;
3.Создание таблицы наборов операций для элементов;
4.Обучение системы распознаванию пользовательских типовых элементов;
5.Обучение системы обработке пользовательских типовых элементов.

Анализ деталей и поиск наиболее часто встречающихся типовых элементов

Внедрение модуля обработки на базе элементов начинается с анализа типовых деталей. Этот процесс обычно заключается в распознании типовых элементов, которые входят в стандартную поставку модуля. После этого определяются наиболее часто встречающиеся элементы и именно для этих элементов нужно настроить процессы обработки, чтобы обеспечить максимальный эффект от внедрения модуля обработки на базе элементов.

На рисунке ниже показан пример распознания элементов типовой детали.



Как видно из таблицы выше, всего 3 элемента определяют 80% общей доли элементов. Таким образом автоматизируя обработку всего 3-х элементов, получается сокращение времени разработки управляющей программы для данного типа деталей на 80%.

Наполнение базы данных инструмента

Следующий шаг – наполнение базы данных инструментов. На этом шаге необходимо дополнить базу данных инструмента теми инструментами, которые используются на предприятии для обработки типовых элементов, которые выбраны на предыдущем шаге.

Создание таблицы наборов операций для элементов

Для минимизации количества операций необходимо составить таблицу наборов операций. Как правило для обработки различных типов элементов используются некоторый набор одинаковых операций, например, операция центровки при сверлении отверстий.

Таблица наборов операций для элементов



В таблице наборов операций для элементов определяются наборы операций, которые используются для обработки определенного типа элементов.

Обучение системы распознанию пользовательских типовых элементов

Для обучения системы распознанию типовых элементов необходимо вначале создать систему координат элемента, затем запустить процесс обучения. В меню "Обучение элементам" необходимо выбрать тип элемента, в который будет помещен элемент, правило, которое будет использоваться при распознании, добавить дополнительные условия соответствия, такие как Аннотации ТУ (Технических условий), имена ребер/граней, атрибуты ребер/граней, цвета граней и в графическом окне выбрать грани из которых состоит элемент.

Обучение системы обработке пользовательских типовых элементов


Для обучения системы обработке пользовательских типовых элементов необходимо вначале создать набор операций для обработки элемента, затем запустить процесс обучения. В меню "Обучение операциям" необходимо выбрать класс, в который будет помещен метод обработки и в графическом окне выбрать элемент, который должен быть обработан выбранными операциями.

Выводы

Использование обработки на базе элементов позволяет создавать оптимизированные управляющие программы для станков с ЧПУ в автоматическом режиме на основе геометрии модели детали, используя технологию на основе распознавания элементов в NX™ CAM. При помощи технологии FBM можно автоматически распознавать и создавать программы для различных элементов обработки:

- Поверхности свободной формы;
- Призматические;
- Элементы токарной обработки (валы, отверстия, проточки, резьба);
- Электроэрозионные;
- На основе цвета и атрибутов.

Каждый этап обработки выбирается на основе конфигурируемой логической схемы и параметров, организованных в базу знаний по механической обработке, которая является частью системы. Также можно легко изменять конфигурацию базы данных, добавляя или изменяя операции, определяемые технологией на основе распознавания элементов, и порядок их выбора, используя редактор базы знаний обработки.

При выборе метода обработки NX™ CAM может считывать информацию, заданную как 3D аннотации (PMI) (ТУ), включая значения допусков и шероховатости поверхности, указанные в модели.

Шаблоны обработки

NX™ CAM позволяет использовать заранее определенные процессы на базе правил и устанавливать шаблоны для обработки для сокращения времени программирования. Как правило, такие шаблоны применяются для обработки определенного класса деталей с использованием оптимальных методов и заданных инструментов.

Так как в NX™ CAM в качестве шаблона можно использовать любой файл детали, который имеет настройку обработки, то использование шаблонов становится максимально гибким и не требует для этого специальных настроек системы, за исключением случаев, когда возникает необходимость внести шаблон обработки в постоянный набор наравне со стандартными шаблонами обработки.

Шаблоны являются одним из наиболее эффективных способов стандартизации разработки управляющих программ для станков с ЧПУ в NX™.

Библиотека режимов резания

NX™ CAM предоставляет настраиваемую базу данных режимов резания, которая позволяет управлять проверенными данными и применять их для создания операций механической обработки.

NX™ автоматически вводит требуемые значения скоростей резания и подачи согласно выбранному типу операции, выбранному инструменту, обрабатываемому материалу, материалу инструмента, методу резания и параметрам обработки (глубина и ширина резания). Библиотека режимов резания так же может быть привязана к инструменту (так как большинство производителей инструмента рекомендуют режимы резания в привязке именно к инструменту).

Мастер-процессы обработки

Для решения типовых задач можно быстро создать соответствующие мастер-процессы. Мастер-процессы помогают пользователю задавать сложные установки с помощью простого выбора. Их можно вызвать через меню NX™. В стандартную поставку NX™ CAM входит четыре мастер-процесса.

Рассмотрим один из них – "Мастер-процесс обработки пресс-форм по уровням".

После запуска мастер-процесса на экран выводится меню шага "Добро пожаловать".



В левой части меню отображается дерево мастер-процесса. При нажатии на клавишу "Далее", мастер-процесс переходит на следующий шаг – "Создание последовательности".



На шаге "Создание последовательности" нужно ввести имя группы геометрии или оставить значение по умолчанию (sequence_zlevel). При нажатии на клавишу "Далее", мастер-процесс переходит на следующий шаг – "Расположение".



На шаге "Расположение" нужно выбрать группу геометрии. При нажатии на клавишу "Далее", мастер-процесс переходит на следующий шаг – "Создание последовательности".



На шаге "Грани области обработки" нужно выбрать область обработки. При нажатии на клавишу "Далее", мастер-процесс переходит на следующий шаг – "Границы обрезки".



На шаге "Границы обрезки" если необходимо, можно выбрать границы обрезки. При нажатии на клавишу "Далее", мастер-процесс переходит на следующий шаг – "Траектория".



На шаге "Траектория" можно сгенерировать траектории или просто нажать клавишу "Далее", для перехода на следующий шаг – "Завершить". Если пользователь не генерирует траектории на этом шаге, траектории создаются, и в дальнейшем могут быть сгенерированы одним из стандартных способов.



После нажатия на клавишу "Готово" мастер-процесс закачивается, и в навигаторе создается набор операций для обработки матрицы пресс-формы.



Все созданные с помощью мастер-процесса операции являются стандартными операциями обработки, и пользователь может изменять их стандартными методами без ограничений.

Для создания мастер-процессов обработки используется инструмент Process Studio.



С помощью Process Studio пользователь может создавать мастер-процессы любой сложности.

Использование мастер-процессов NX™ CAM позволяет значительно сократить время разработки управляющих программ для станков с ЧПУ и позволяет стандартизировать используемые методы и подходы разработки управляющих программ для станков с ЧПУ.

Создание собственных операций обработки (User Define Operation)

Для разработки управляющих программ для специального оборудования, например, для станков с ЧПУ для гибки труб, для клепальных автоматов и т.д. необходимы алгоритмы и процессоры, которые отсутствуют в стандартной функциональности NX™ CAM. Именно для программирования подобного оборудования и предусмотрен механизм создания собственных операций обработки (User Define Operation). Этот механизм позволяет пользователю разработать собственный тип операций обработки и интегрировать разработанные операции в NX™ CAM.

Для разработки собственных операций обработки доступны следующие языки программирования:
ANSI C
C++
JAVA
Python
.NET C#
.NET VB
.NET C++

Этот мощный инструмент позволяет пользователю создать собственную операцию обработки любой сложности, так как используя мощную библиотеку NXOPEN пользователь имеет доступ ко всей структуре объектов в NX™, включая объекты обработки, геометрические объекты, объекты структуры сборки и т.д.

Создание собственных методов управления для контурной обработки (User Define Drive Path)

Операции контурной обработки NX™ CAM (с фиксированной и переменной ориентацией оси инструмента) содержит множество методов управления формой траектории и ориентации оси инструмента. Однако иногда для создания необходимо формы траектории требуется построение дополнительной геометрии для использования этой геометрии для построения управляющей траектории. Если деталей, которые требуют для обработки сложных областей построения дополнительной геометрии достаточно много, то пользователь может воспользоваться механизмом создания собственных методов управления для контурной обработки (User Define Drive Path).

Итоги

NX™ CAM предоставляет пользователям практически неограниченные возможности для автоматизации разработки управляющих программ. При правильной организации разработки инструментов автоматизации Заказчики могут сократить время разработки управляющих программ для станков с ЧПУ на 50% и более. Так как автоматизация как правило подразумевает и стандартизацию, то ее внедрение приводит к значительному повышению качества управляющих программ, за счет использования проверенных методов обработки типовых элементов.

***

Остались вопросы?

Посетите специальную страницу: http://promo.softline.ru/plm.

Или напишите эксперту по решениям Siemens PLM Software
Алексею Гранкину: Alexey.Grankin@softlinegroup.com.


             
         Добавить в Google Reader  Читать в Яндекс Ленте

Комментарии читателей


Турта Виктор Григорьевич
сообщение оставлено 13.07.2018 в 17:36
 

Многие годы, на всех ресурсах я пишу о своих разработках в области Промышленного ИИ. За 35 лет лет проделана исследовательская работа, которая по предварительным прикидкам, основанным на выводах авторитетной McKinsey о потенциальном рынке таких систем, составляет миллиарды долларов. В частности на этом ресурсе можно найти мой комментарий о создании облачного кибер-технолога, способного выполнять работу специалиста по проектированию ТП и УП для обработки детали и высказывание видного ученого, проф. Бочарова Ю.А. о поддержке этого проекта: "важнейшего открытия-изобретения современности". РФ могла бы стать технологической сверх державой. Но не поддержали! А сейчас вот срочно требуется прорыв, как условие выживания государства. Поздно! Поезд уже ушел. Американцы уже 6-й год создают облачные Onshape и Fusion 360. Вкладывают миллионы и большие людские ресурсы, чтобы завоевать рынок облачных САПР, пока он еще никем не занят. Но эти САПР только начали завоевывать свое место среди десктопных, постепенно вытесняя их и функционал их еще не достаточно развит для создания на их базе облачного кибер технолога. Некоторое время назад, я получил предложение от руководителя одного из предприятий создать Промышленный ИИ на базе Siemens NX. Знакомясь с этой САПР и в частности с этой статьей, меня поразили возможности этой системы, для реализации указанного проекта. "NX™ CAM предоставляет пользователям практически неограниченные возможности для автоматизации разработки управляющих программ. При правильной организации разработки инструментов автоматизации Заказчики могут сократить время разработки управляющих программ для станков с ЧПУ на 50% и более." Я хотел бы сказать по этому поводу... 100%!!! Я буду делать на базе NX приложение, способное на 100% заменить человека на производстве. Т.е. Промышленный ИИ, как сейчас делают многие фирмы, заменяя летчиков в беспилотниках и водителей в кибер-карах. Если все будет удачно складываться, то Промышленный ИИ, должен появиться до конца этого года, т.к. все алгоритмы давно уже отработаны на прототипах и опытных образцах https://www.youtube.com/watch?v=p43iBSdolu4 Сначала это будут простые детали, требующие 2,5х координатную обработку и токарку на СЧПУ, но постепенно они будут усложняться. На сколько я понял, Сименс не разрешает сторонним разработчикам продавать свои приложения к NX и занимается этим сама. Но удаленная подготовка ТП и УП с помощью кибер-технолога, я так понимаю, не запрещена? Появление такой технологии должно радикально повлиять на рынок САПР, увеличить в разы скорость подготовки ТП и УП и самое главное исключить человеческий фактор: не надо будет платить зарплату, организовывать дорогостоящее рабочее место и т.д. http://newstopeople.ru/?p=4461


Опубликуйте свой комментарий

Фамилия:*
Имя:*
Отчество:
E-mail:
Ваш комментарий:
Отправить >>
Подписка на новости машиностроения
Для подписки на почтовую рассылку Вам необходимо войти или зарегистрироваться.

Последний выпуск
НОВОСТИ КОМПАНИЙ
17.07.2018
Sandvik Coromant представляет новые сплавы из керамики для высокоскоростного точения жаропрочных сплавов
Автотехника КАМАЗ передана в адрес ПАО "НК "Роснефть"
Челябинский механический завод в 2017 году поставил свою технику в 11 стран
Челябинский ЭРЗ перешел на новый международный стандарт ISO/TS
16.07.2018
"Сибкабель" на 40% увеличил объем выпуска силовых кабелей
Директор по инновациям "Вертолеты России": "Молодежи необходимо давать ориентиры, но и нам есть, чему у нее поучиться"
Избран новый состав Совета директоров АО "ПО "Севмаш"
Корпоративный банк Ростеха начал финансирование проекта "Энергосервис"
ОМЗ-Спецсталь приступила к отгрузке заготовок для корпуса реактора первого энергоблока АЭС Руппур
УЗТМ поставит Кузбассразрезуглю шесть экскаваторов
Металлоинвест запустил на Уральской Стали высокотехнологичный термический комплекс обработки металлопроката
13.07.2018
Металлоинвест открыл Центр Инноваций и подписал меморандумы о сотрудничестве с SAP и Accenture

Все новости >>

 Машиностроение в России   |   Машиностроение в мире   |   Технологии и методики   |   Программные и технические решения   |   Технологии будущего   |   Интервью   |   Опросы    |   Мнения пользователей 
© 2018 Портал машиностроения