АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАРТ НАЛАДКИ СТАНКОВ С ЧПУ В CAM-МОДУЛЕ CATIA Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.94

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАРТ НАЛАДКИ СТАНКОВ

С ЧПУ В САМ-МОДУЛЕ CATIA

Железняк И.С., студент группы 17ИВТ(м)САПМ, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: ilyha27@gmail.com

Железняк Т.Е., студент группы 17ИВТ(м)САПМ, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: cherednict@mail.ru

Научный руководитель: Шерстобитова В.Н., канд. техн. наук, доцент кафедры систем автоматизации производства, Оренбургский государственный университет, Оренбург

В настоящее время не существует программных средств, позволяющих проектировать карты наладки станков с ЧПУ в автоматизированном режиме какой-либо CAM-системе. В статье предлагается разработка прикладной библиотеки для одной из самых популярных в мире CAD/CAM-системы от французской фирмы Dassault Systemes - CATIA. Разработка позволит:

- полностью, либо частично автоматизировать процесс проектирования карт наладки станков с ЧПУ;

- сократить время процесса подготовки технологической документации;

- исключить возможность ошибки написания технологического маршрута обработки из-за «человеческого фактора»;

- получить документ по форме, требуемой на конкретном предприятии.

Ключевые слова: автоматизация, числовое программное управление, карты наладки,

технологический процесс, CAM-системы, CATIA, обработка металла резанием.

На сегодняшний день, любое предприятие, занимающееся металлообработкой, имеет в своем распоряжении станки с числовым программным управлением (ЧПУ). От станков с ручным управлением, станки с ЧПУ отличает иной способ управления рабочими органами станка. В случае станков ЧПУ, исполнительные механизмы управляются электроникой. Практически во всех отраслях машиностроения и металлообработки в частности, применение станков с числовым программным управлением в последние годы стало одним из ведущих направлений при автоматизации процесса механической обработки металла резанием.

Использование станков с ЧПУ в механической обработке дает ряд преимуществ перед использованием станков с ручным управлением, а именно:

1) Высокий уровень автоматизации производства - станки могут работать практически автономно 24 часа в сутки и 7 дней в неделю, участие человека в обработке сведено к минимуму.

2) Высокая гибкость производства - отработанная программа может использоваться неограниченное количество раз.

3) Высокая точность обработки деталей - благодаря использованию одних и тех же программ существует возможность получать детали одной и той же точности и одинакового качества.

4) Возможность выполнять обработку деталей сложной формы, получить которую обработкой на станках с ручным управлением невозможно.

При работе на станках с ЧПУ могут использоваться следующие виды документации: операционная карта, карта операционных эскизов, карта наладки станка, карта наладки

инструмента, расчетно-технологическая карта [1]. На сегодняшний день большинство предприятий используют формальный подход к применению стандартизованной документации и используют карты наладки произвольной формы.

Карта наладки - документ, содержащий всю необходимую технологическую информацию для настройки станка на определенную работу, включая эскиз детали и приспособления, описание режущего инструмента, положения нулевой точки программы, режимов и времени обработки [1].

Технологической документацией называют совокупность текстовых и графических документов, которые определяют технологический процесс обработки изделия и содержат данные, необходимые для организации производства. Используемую при разработке технологических процессов и подготовке управляющих программ технологическую документацию можно разделить на справочную и сопроводительную.

Карта наладки станка относится к справочной технологической документации и в свою очередь предназначена для записи его краткой технической характеристики. Формы карт наладки разработаны для различных технологических групп станков.

Сопроводительная технологическая документация при разработке техпроцессов и управляющих программ для станков с ЧПУ достаточно разнообразна. Часть документации, в частности при разработке маршрутной технологии, в ряде случаев не отличается от общепринятой при проектировании ТП для универсальных станков с ручным управлением [2].

Использование ЭВМ при проектировании карт наладки становится возможным благодаря применению CAD- и CAM-систем. Одной из таких систем, подходящих для автоматизации процесса проектирования карт наладки является CAD/CAM/CAE-система от французской фирмы Dassault Systemes - CATIA [3].

CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application) - комплексная система автоматизированного проектирования (CAD), технологической подготовки производства (CAM) и инженерного анализа (САЕ), включающая в себя передовой инструментарий трёхмерного моделирования, подсистемы программной имитации сложных технологических процессов, развитые средства анализа и единую базу данных текстовой и графической информации [4].

На рисунке 1 представлен интерфейс CAM-модуля CATIA.

CAM-модуль CATIA позволяет автоматизировать процесс разработки управляющих программ для станков с ЧПУ, благодаря автоматическому распознаванию типовых конструктивно-технологических обрабатываемых элементов и применению базы знаний, содержащей рекомендуемые методы обработки. Выходным файлом CAM-модуля является APT-файл, который с помощью постпроцессора формируется в УП для конкретной стойки ЧПУ.

После создания управляющей программы в CAM-модуле CATIA, технолог-программист должен спроектировать карту наладки. Эскиз заготовки, детали, инструментов и оснастки позволяет создать модуль Drawing, который имеет в своем наборе все инструменты для работы с 2D-чертежами рисунок 2. Как правило, эскизы оснастки, заготовки и самой детали формируются с математических моделей. После создания эскизов для каждой установки в карту наладки станка записывают:

- номер чертежа, наименование детали;

- модель станка и стойки ЧПУ;

- номера (наименования) управляющих программ;

- тип, материал и размер заготовки;

- шифр крепежной оснастки при её наличии;

- положение нулевых точек на каждой установке;

- частоты вращения шпинделя;

- величина рабочей подачи;

- сведения об изменении рабочей подачи;

- указания о включении/отключении подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ);

- параметры используемых инструментов и используемого корректора;

- данные об отдельных размерах;

- эскиз, поясняющий схему крепления заготовки и позиции нулевых точек на данной установке.

п САПА V5 - [D:\ripHMepVleTMb\detal: Setup Editor]

Ц Пуск Файл Правка Вид Вставка Сервис Окно Справка

Л

Выберите объект или команду

ffllj Е

JjMJ

Рисунок 1 - Интерфейс CAM-модуля CATIA

В CATIA существует возможность автоматизации часто повторяющихся действий с помощью встроенных средств программирования - макросов. Макрос записывает все действия пользователя и при запуске автоматически воспроизводит эти действия. Кроме того, т.к. макросы обычно пишутся на языке высокого уровня (в CATIA - Visual Basic) [5], автоматически записанный текст макроса можно редактировать вручную в текстовом редакторе и, таким образом, корректировать автоматически записанную последовательность действий. Более того, макрос можно написать вручную, без предварительной записи в CATIA, но это потребует более глубокого знания языка программирования.

При помощи макросов CATIA и Visual Basic был создан инструмент, благодаря которому появилась возможность автоматизировать процесс проектирования карты наладки для станка с ЧПУ. Пример сформированной карты наладки с помощью разработанного средства представлен на рисунке 3.

п СДТ1Д V5 - [detal.CATDrawing]

Пуск Файл Правка Вид Вставка Сервис Окно Справка

в -г s

а I- щ

ЕЖЕ

5? Ш А

а Ш

ч:

"<гА

™ Уст.1зерк. У гг. 1 -ipnif.

Уст. 1

тко

j

Тиски

iL

*

ш Câ

/ ©

Я

гт

dib

fw О ИИ-g ®J}= ЕЗ <Ь

Выберите объект или команду

в ' m ж ЩШ

[Ш

m

Рисунок 2 - Интерфейс модуля Drawing CATIA

I А * ü I*

5760024.docK - Microsoft Word (Сбой активации продукта) Главная Вставка Разметка страницы Ссылки Рассылки Рецензирование Вид novaPDF Jt COST type В

j И

'14 - := • |= • V-- IF *F * / 4 - ik j, x! ^ 1Г ¡i-

вставить „ . ^ r,. -^; . , „

J - - A • Aa • A A ЯГ

Буфер обмена га |_Шрифт_гй|_Абзац_Ъ

АаБбВвГг,

И Обычный

АаБбВвГг, АаБбВ:

ïï Без инте... Заголово...

№

Изменить Редактирование стили -

_I

Р {I±Uj.

■ 1 • I • 2 • I • 3 • I ' 4 ' I • 5 • I • € • I • 7 • I • Б • I • S ■ > • 10 • i • 11 ■ » • 12 ■ i • 13 • i ■ 14 • i • 15 • i •16 • i • 17 • i • Д • i • |

номер

имя

576002^-0 201-2-IZM1 577002^-0201-2 Программа "D2001"

.^ершГать поберхность npeOöapume,

H

номер летяли

описание

Имя пр.: 02001 Фреза конце&ая D30

Т =5ч 59' LT

мош

-рабочая поЗача 35мм/мин.

расчетное

^-свтп:--

ть контур преО&арительно с припуск

Фреза конце&ая D12r2,5

Рабочая поОача: 10мм/мин.

Страница'1 из 5 | Число слов: 1 \ русский |

¡{иаШЛ! юо% □ ч-

Рисунок 3 - Пример автоматизировано сформированной карты наладки станка ЧПУ

На момент написания статьи, разрабатываемая программа в автоматизированном режиме позволяет получить следующие данные в отчете формата *.docx Microsoft Word:

- номер чертежа содержащей деталь, для обработки которой разрабатывается программа;

- номер обрабатываемой детали;

- номер, имя программы;

- краткое описание операции;

- наименование файла, содержащего текст УП;

- машинное время (расчетное);

- параметры используемого инструмента в конкретной программе;

- величина рабочей подачи.

Разработанное программное средство для САМ - модуля CATIA позволит автоматизировать процесс проектирования карт наладки станков с ЧПУ, вследствие чего сократятся временные затраты процесса технологической подготовки производства деталей и, как следствие, будет исключена возможность ошибки из-за «человеческого фактора», а также появится возможность создавать карты наладки по форме, требуемой на конкретном предприятии.

Литература

1. Железняк, И.С. О выборе программного комплекса проектирования карт наладки для станков с ЧПУ / И.С. Железняк, Т.Е. Железняк, В.Н. Шерстобитова // Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции «Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии». - Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2017. - С. 5659.

2. Ловыгин, А.А. Современный станок с ЧПУ и CAD/CAM-система / А.А. Ловыгин, Л.В. Теверовский. - М: ДМК Пресс, 2015. - 280 с.

3. Николаев, А.В. Параллельное проектирование сборочных единиц с использованием интеллектуальных библиотек стандартных элементов / А.В. Николаев, Л.В. Кузнецова, О.И. Максимова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион -Пенза: Пензенский государственный университет, 2008. - С.160-169.

4. Серебреницкий, П.П. Программирование для автоматизированного оборудования: учебник / П.П. Серебреницкий, А.Г. Схиртладзе; под ред. Ю.М. Соломенцева. - М.: Высш. шк., 2003. - 592 с.

5. Таскаев, К.А. Использование программы CAD CATIA в морском судостроении / Таскаев К.А. // Успехи современного естествознания. - М: «Академия естествознания», 2011. - № 7 - С. 214-218.