Наиболее простой способ решения – создание или покупка постпроцессора, способного задействовать весь технологический потенциал оборудования. Специалисты одной из российских компаний – разработчиков управляющих программ (УП) делятся опытом решения САМ-задач при создании постпроцессора для токарно-фрезерных обрабатывающих центров Mazak серии Integrex.

Чаще используется при обработке сложных поверхностей (лопатки авиадвигателей и др.).

Особенности: в каждый момент времени инструмент движется и по линейным, и по угловым осям.

Проблема. В станках серии Integrex (система управления Mazatrol) контролируемая точка – кончик инструмента. После замены инструмента, чтобы учесть новый вылет, необходимо пересчитывать программу заново – это увеличивает трудоемкость техпроцесса.

Пример. Одна из поворотных осей реализована через поворот шпинделя (ось В). При повороте шпинделя на 45° вокруг оси поворота шпиндельного узла контролируемая точка – в прежнем положении. Если потребуется подойти в точку нуля (X0Y0Z0) – одноименная команда в УП не выведет инструмент в ноль. Необходим пересчет координат (в пересчете фигурирует величина реального вылета инструмента от торца шпинделя). Под каждое новое изделие нужна будет новая программа, связанная с величиной вылета инструмента.

Методология решения. В системе Mazatrol есть команда G43.4. Позволяет осуществлять контроль кончика инструмента, в т.ч. и при поворотах. Команда самостоятельно учитывает реальный вылет инструмента, который также должен быть введен в таблицу, определяющую инструмент. Разработана специально для непрерывной пятиосевой обработки, поэтому при создании постпроцессора должна быть учтена УП.

Непрерывная пятиосевая обработка в реальной производственной практике встречается не так часто. Более распространена фиксированная пятиосевая обработка. Угловые перемещения выполняются дважды: в начале операции (для определенного ориентирования инструмента) и в конце (для возврата угловых координат в нулевое положение). Всё, что происходит между этими событиями – трехосевая обработка.

Проблема. При работе с этими траекториями нельзя воспользоваться командой контроля кончика инструмента G43.4, т.к. система Mazatrol не допускает совместную работу этой команды с круговой интерполяцией (G2 и G3), осевыми циклами (циклы сверления, развертывания и т.п.) и некоторыми другими. В принципе эти команды в постпроцессоре можно заменить на обычный линейный вывод координат.

Пример. Часть траектории имеет дугу в один квадрант радиусом 50 мм. Стойка Mazatrol (как и все современные стойки) позволяет отрабатывать любые дуги специальной командой – круговой интерполяцией (G2 и G3) в одном кадре программы. Если сделать ту же дугу через обычные линейные перемещения, то таких кадров (линейных перемещений) будет довольно много, т. е. объем программы существенно увеличивается. То же и с осевыми циклами.

При отказе от команды контроля кончика инструмента возникает и другая сложность. Контролируемая точка не совпадает с кончиком инструмента, и, чтобы получить правильную УП, нужно выполнять в постпроцессоре пересчет, требующий знания реального вылета инструмента.

Методология решения. Уход от основной проблемы – знания реального вылета инструмента – реализуется в получаемых постпроцессором программах, где через станочные переменные учитывается эта величина. Так происходит “отвязка” от часто меняющихся данных, связанных со станком. Для одного и того же изделия можно использовать одну программу – вне зависимости от того, каким будет реальный вылет инструмента.

– Типичная ситуация: предприятие покупает современный обрабатывающий центр, но впоследствии не может задействовать весь его технологический потенциал. Главная причина – недостаточный уровень квалификации персонала, несовершенное программное обеспечение, устаревшие подходы к проектированию. Без решения этих проблем в комплексе невозможно достичь максимального экономического эффекта от внедрения нового оборудования.

Если ось инструмента не направлена по оси Z программной системы координат, то при обработке плоскости (наклон 45°) торцом инструмента понадобится пересчет координат, учитывающий наклон оси инструмента. Даже если постпроцессор выполняет пересчет – невозможна ни круговая интерполяция, ни осевые циклы: система координат должна быть повернута так, чтобы ось Z совпадала с осью инструмента. Такая команда – G68.5. – есть в системе Mazatrol. Чтобы реализовать правильный вывод подобных команд в CAM-модуле УП, требуется вводить и определенным образом поворачивать дополнительные системы координат. Такой метод увеличивает трудоемкость при работе над сложным изделием с множеством по-разному наклоненных поверхностей: на каждую необходимо создавать свою систему координат, пусть даже связанную с основной.

Оптимальное решение при создании постпроцессора – чтобы действия по выводу команды поворота системы координат в соответствии с поворотом станка выполнялись автоматически. Тогда в CAM-модуле не нужно создавать дополнительные системы координат.

Отмеченные в статье аспекты нашли применение при создании постпроцессора для токарно-фрезерного центра Mazak Integrex-400III и многоосевого обрабатывающего центра Mazak Variaxis-730 в ОАО “Ремонтный завод Синарский” (г. Каменск-Уральский, Свердловская обл., специализация: ремонт ДВС, коробок передач, топливной аппаратуры двигателей тракторов и грузовых машин).

Пример. Изготовление крыльчатки насоса. Стенки лопаток прямые – возможна обработка обычными фрезами в пятиосевом фиксированном режиме.

САМ-решение: непрерывная пятиосевая обработка конической фрезой. Продиктовано технологическими особенностями. Наименьшее расстояние между лопатками не достигает 4 мм. При максимальном диаметре цилиндрической фрезы и большой высоте стенок лопатки возникает сильный отжим инструмента. Поэтому целесообразнее обработка жесткой конической фрезой (рис. 1).

Рис. 1. Получистовая обработка конической фрезой на станке Mazak Integrex-400III.

Константин Литвиненко

С использованием материалов www.cadmaster.ru, www.csoft.ru