Прямое редактирование импортированных моделей и проектирование ЧПУ-обработки в системе ADEM

Как известно, технологу нередко приходится дорабатывать 3D-модель после получения номинальной геометрической модели от конструктора. Это большая по объему работа является необходимой частью организации подготовки производства на современных машиностроительных предприятиях.

Как ни странно, на многих предприятиях сфера деятельности конструкторских подразделений ограничивается сдачей конструкторской документации в архив. Далее для подготовки производства документ переходит в технологические отделы, которым необходимо трансформировать деталь из виртуального вида в реальный, то есть изготовить ее с соблюдением всех размерных характеристик и технических требований.

Как правило, технологу приходится не только проверять, но и дорабатывать модели, а иногда даже строить их заново. К примеру, по номинальной модели детали технолог проектирует модель заготовки, чтобы рассчитать количество проходов, снимаемый припуск и другие параметры. Более того, конструктор далеко не всегда может учесть технологические нюансы изготовления, наличие возможностей у предприятия и традиции производства.

Например, довольно часто встречающийся случай, когда конструктор создает фигурный паз на периферийной поверхности детали (рис. 1), а его боковые стенки моделирует не линейчатыми поверхностями, которые могут задавать вектор инструмента, а какими-то другими, лишь ему одному известными способомами. Это приводит к тому, что приходится повторно моделировать данный фрагмент.

Рис. 1. Фигурный паз на цилиндрической поверхности детали.

Такие примеры встречаются на каждом шагу и значительно тормозят подготовку производства. Ситуация в еще большей мере усугубляется тем, что исходные модели приходят на производство из различных CAD-систем, от разных заказчиков.

Рассмотрим, как решает подобные задачи отечественная интегрированная CAD/CAM/CAPP система ADEM.

Во-первых, в ADEM существует набор форматов импорта моделей двух типов:

• Универсальные конверторы DXF, DWG, SAT, IGES, STL, STEP.
• Прямые форматы обмена данными Creo (ProE), CATIA, SolidWorks, NX, Autodesk Inventor, Solid Edge, Компас.

Во-вторых, в системе ADEM есть модуль прямого редактирования импортированных моделей.

Рассмотрим на реальном примере некоторые методы прямого редактирования модели и подготовки УП для станка с ЧПУ.

Итак, на рис. 2 показана исходная модель детали, созданная в системе объемного моделирования. Слева на рисунке мы можем видеть дерево построения этой детали. После этапа проектирования модель может быть импортирована напрямую в систему ADEM без использования каких-либо промежуточных форматов сохранения 3D-геометрии.

Рис. 2. Деталь в CAD системе объемного моделирования.

На рис. 3 мы можем видеть импортированную модель в системе ADEM. Отметим, что если возникают сложности с адекватным преобразованием дерева истории создания (а это одна из самых распространенных современных проблем), то в дальнейшем это не станет препятствием для прямого редактирования модели в системе ADEM. Более того, заложенные конструктором в процессе проектирования модели возможности ее редактирования с помощью дерева могут быть недостаточны для решения технологических задач.

Рис. 3. Прямой импорт геометрии в систему ADEM.

Приступаем к редактированию этой модели. К примеру, удалим канавку на фронтальном виде детали (рис. 3). После этого с помощью инструмента эквидистанта с затяжкой в системе ADEM мы можем уменьшить диаметр внутренней цилиндрической поверхности на виде сверху детали, а также можем уменьшить диаметр внешней цилиндрической поверхности, как показано на рис. 4 и 5. Кроме того, мы можем удалить фаски в отверстии и сделать его диаметр меньше, после чего скопировать отверстие в нужное для нас место (рис. 6 и 7). Новое отверстие мы можем зеркально отразить относительно любой из рабочих плоскостей. В нашем случае это будет плоскость, лежащая в осях YZ. На рис. 7 мы видим результат – зеркальное отображение фрагмента твердого тела.

Рис. 4. Удаление канавки инструментами прямого редактирования в ПО ADEM.

Рис. 5. Редактирование диаметров цилиндрических поверхностей.

Рис. 6. Уменьшение диаметра и копирование отверстия.

Рис. 7. Результат зеркального отражения отверстия.

Продолжая прямое редактирование с помощью различных инструментов в ADEM, можно получить довольно существенные изменения геометрии детали ( рис.8).

Рис. 8. Окончательный результат прямого редактирования – модель с новой геометрией и топологией.

Технолог может оперативно задать на деталь и программную обработку, и составить полный технологический процесс ее изготовления, включая как основные формообразующие операции резания, так и контрольные операции, испытательные операции, операции термической или химической обработки и т. д.

Для примера создадим программную операцию обработки фрезерованием с помощью уникального модуля автоматического создания маршрута программной обработки детали – ADEM CAM Expert.

В целом, данный модуль дает возможность программировать такие виды механообработки как:

• Фрезерная многопозиционная (включая многокоординатную).
• Токарная.
• Токарно-фрезерная.
• Лазерная.
• Электроэрозионная.

После выбора способа обработки детали открывается диалоговое окно модуля CAM Expert, где можно задать характерные габариты основных конструктивных элементов на детали, таких как максимальный диаметр сверления, высота и угол стенок детали и проч.

Рис. 9. Окно CAM Expert в системе ADEM.

Если планируется многопозиционная обработка, то система предложит список вариантов позиций (зон). Список можно изменять и дополнять. В данном случае мы выбираем первую позицию – соответствующую виду сверху, вторую позицию – соответствующую виду спереди.

Далее после нажатия кнопки ОК запускается процесс автоматического распознавания технологической структуры, состоящей из технологических объектов, таких как Плоскость, Уступ, Окно, Отверстие, Паз и т. п. (рис. 10). Для токарной обработки такими объектами являются: Область, Канавка, Торец и т. п.

Рис. 10. Представление детали системой конструктивных технологических элементов.

На рис. 11 показано диалоговое окно CAM Expert с автоматически построенным маршрутом обработки, перечнем рекомендуемого режущего инструмента и технологической оснастки. На закладке «Заготовка» можно задать заготовку как по 3D-модели, так и путем задания габаритных параметров.

Рис. 11. Развернутое окно CAM Expert.

Если пользователь согласен с предложенным алгоритмом обработки, то дерево технологического проектирования автоматически переносится в основное окно системы ADEM. Далее формируются траектории движения инструментов (рис. 12), а также моделируется обработка с использованием виртуальной модели станка (рис. 13).

По результатам проектирования УП и моделирования обработки пользователь может вносить свои коррективы и в параметры CAM Expert, и в настройки маршрута обработки непосредственно в модуле ADEM CAM. В этом случае не существует никаких ограничений на модификацию процесса обработки.

Рис. 12. Сгенерированные траектории обработки детали.

Рис. 13. Процесс моделирования обработки с использованием модели станка.

Таким образом, технолог имеет возможность не только редактировать конструкторскую модель по своему усмотрению, но и фактически за несколько нажатий кнопок получить практически готовый маршрут и управляющую программу обработки детали. Тем самым значительно ускоряется процесс технологической подготовки производства и, как следствие, сокращаются сроки выпуска продукции.