SprutCAM - Моделирование обработки
Моделирование обработки "Как на станке"
Моделирование окружающей обстановки
Для получения надежной управляющей программы недостаточно моделировать только процесс резания. Необходимо полностью учитывать окружение: станину и движущиеся узлы станка, оснастку, инструмент и державку.
Это нужно, чтобы избежать:
- Столкновения между элементами станка, приспособлениями и инструментом
- Зарезы детали
- Выходы машинных осей за допустимые пределы
Для решения этих задач SprutCAM использует кинематическую схему оборудования. Узнать подробнее о кинематических схемах и о процессе их создания Вы можете в разделе Виртуальные модели станков
Учет особенностей оборудования
Виртуальная модель также позволяет достоверно рассчитывать траекторию с учетом специфики оборудования . Например, для токарно-фрезерных станков движение вдоль оси Y может осуществляться двумя машинными осями, расположенными под углом 30º или 45º (клином). А для промышленных роботов линейной перемещение вдоль одной из декартовых координат является комбинацией шести поворотных осей суставов.
Твердотельные модели инструмента и оправок
Источники виртуальных моделей
Имея кинематическую схему станка, можно дополнить ее виртуальными моделями державок и инструмента.
В SprutCAM есть 2 источника таких моделей:
- Модели, включенные в кинематическую схему станка. Добавляются на этапе создания кинематической схемы и могут быть использованы только для данного станка.
- Модели, сохраненные в библиотеку инструмента. Доступны для любого оборудования. Исходную 3D-модель можно получить от производителя инструмента, либо построить в CAD-системе.
Сохранение модели оправки в библиотеку
Шаг 1. Загрузите 3D-модель одиночной оправки или сборки инструмента с оправкой. Совместите ось инструмента с осью Z Глобальной СК.
Шаг 2. Нажмите на кнопку «Сохранить как державку».
Шаг 3. На закладке «Инструмент» в технологии обработки выберите сохраненную модель.
Примеры твердотельных моделей:
Фрезерный инструмент
Торцевая фреза
Дисковая фреза
Токарный инструмент
Проходной резец
Сверло 180º
Оправки и резцедержатели
Оправка «CAPTO»
Оправка «HSK-63»
Настройка степени визуализации
В SprutCAM доступно 3 метода моделирования:
Воксельный 3D
Воксельный 5D
Твердотельный
Каждый метод моделирования имеет свои показатели точности и скорости отрисовки.
Вокcельный 3D
В этом режиме модель разбивается на небольшие ячейки — воксели. Позволяет достичь наибольшей производительности, но имеет ограниченную область применения. Воксели, используемые в этом методе, имеют форму «столбиков» различной высоты. Поэтому моделируются только объекты, не имеющие теневых зон в направлении оси инструмента. Не подходит для многокоординатной и токарно-фрезерной обработки.
Вокcельный 5D
За счет использования более сложной пространственной формы вокселя, данный метод позволяет моделировать обработку деталей любой формы. Достигается наилучшее соотношение точности моделирования и скорости расчета. Этот метод является рекомендуемым для моделирования сложных видов обработки. Также, в отличие от Воксельного 3D, поддерживается моделирование аддитивной обработки — сварки, 3D-печати.
Твердотельный
Твердотельный режим моделирования является наиболее точным, т.к. виртуальная модель заготовки в нем представлена в виде твердого тела. Обеспечивает высокую точность и реалистичность результата обработки, но предъявляет повышенные требования к мощности компьютера. Актуально использовать данный метод совместно с режимом сравнения, либо для сохранения твердотельной 3D-модели результата обработки.
Моделирование управляющей программы
В SprutCAM моделирование ведется на двух этапах разработки УП:
Моделирование до работы постпроцессора
На данном этапе моделирование ведется в формате CLData (Cutter Locations DATA — Данные о положении инструмента), без привязки к системе УЧПУ. Когда траектория отмоделирована без ошибок, можно преобразовать ее в конечный формат УЧПУ, используя постпроцессор. Подробнее о постпроцессорах и процессе их разработки Вы можете узнать в разделе Постпроцессоры.
Моделирование по кадрам УП (после постпроцессирования)
Формат CLData зачастую сложен и не понятен пользователю. Поэтому в SprutCAM имеется второй уровень моделирования: после генерации управляющей программы.
В этом режиме каждое движение инструмента отображается в привычных пользователю «G-кодах». В результате можно увидеть:
- в какой момент обработки включаются/выключаются технологические команды;
- какое движение вызывает зарез детали или столкновение;
- какие референтные точки используются для отвода инструмента и т.д.
Виртуальная отработка кода УП еще на этапе программирования позволяет обойтись без дополнительных программ-верификаторов, что экономит время и средства.
Сравнение результата обработки с исходной моделью
Автоматическое отслеживание заготовки
В SprutCAM результат моделирования предыдущей операции является исходной заготовкой для следующей. Система автоматически учитывает остаточный материал — проходы рассчитываются только по тем участкам, где припуск больше допустимого. В результате снижается время обработки за счет минимизации холостых ходов.
Анализ модели
SprutCAM позволяет сравнить результат обработки с исходной 3D-моделью детали и увидеть участки, которые требуют доработки. Результаты сравнения отображаются в виде цветовой палитры. Например, салатовый цвет поверхности показывает остаточный припуск от 0.1 до 1 мм, а желтый — зарез от 0.1 до 0.5 мм. Диапазоны изменения цветов могут быть настроены исходя из требуемой точности обработки.
С помощью этой функции можно оценить, какие элементы модели (карманы, отверстия, стенки и т.д.) остались необработанными. Кроме того, при обработке фасонных поверхностей можно увидеть, способна ли текущая фреза зайти во все углубления модели. Если сравнение показывает, что в выемках остался припуск больше допустимого — необходима доработка инструментом меньшего диаметра.
Сохранение результата моделирования в виде 3D-модели
После моделирования обработки в SprutCAM пользователь может сохранить результат обработки в формате STL. В дальнейшем эта модель может использоваться как исходная заготовка для других проектов.
Например, один технолог может разработать токарную операцию обработки турбины. После этого 3D-модель результата обработки передается во фрезерное бюро. Для дальнейшей пятиосевой обработки она является исходной заготовкой и учитывается при расчете рабочих и холостых проходов.
Токарная обработка наружного контура турбины
Импорт сохраненной 3D-модели в формате STL
5-координатная фрезерная обработка с учетом заготовки
Другой пример — аддитивная обработка. Модель, выращенная на операции наплавки, в дальнейшем используется как заготовка для механообработки.
Выращивание лопатки турбины промышленным роботом Kuka
Импорт сохраненной 3D-модели в формате STL
