Віртуальна верифікація керуючих програм верстатів із ЧПУ з використанням програмного
Розвиток сучасного машинобудування пов'язаний із необхідністю підвищення якості продукції, що виготовляється, при одночасному скороченні витрат на виробництво. Разом з тим машинобудівні технології мають тенденцію до ускладнення геометричних форм, їх точності, а також високими вимогами до поверхонь, що сполучаються, та їх властивостей, працездатності складальних виробів та умов їх експлуатації. Вирішення цих проблем відбувається шляхом посилення вимог до проектування та функціональних характеристик верстатного обладнання. Це визначає вибір машинобудівних підприємств на користь верстатів з числовим програмним управлінням (ЧПУ).
Обробка складних збірних конструкцій або великогабаритних деталей стимулює порушення працездатності обладнання через зіткнення робочих органів верстата з пристроями або іншими об'єктами, розташованими в робочій зоні верстата, та прискорену амортизацію. З цієї та багатьох інших причин машинобудівними підприємствами увага акцентується на питаннях контролю за виконанням керуючої програми обробки складної деталі на верстаті з ЧПУ. Для цієї мети ми пропонуємо використання симулятора, виконаного в програмному забезпеченні компанії Siemens PLM Software.
У рамках реалізації науково-дослідних робіт у Міжнародному науково-освітньому центрі «Металообробні автоматизовані виробництва» (МНОЦ «МАП»), створеному при Санкт-Петербурзькому державному політехнічному університеті, виконано перевірку керуючої програми верстатів з ЧПУ з використанням програмного забезпечення Siemens NX.
В основі роботи стояло завдання розробити таку керуючу програму руху верстата, яка забезпечувала б безперервну, безпечну та технічно правильну обробкускладні деталі. Були пройдені всі етапи досягнення цієї мети. Тобто спочатку була розроблена 3D-модель деталі за кресленнями, що відповідають кресленням замовника (рис. 1).
Далі за допомогою спеціального модуля, індивідуального для кожного верстата, була отримана програма, що управляє (рис. 3,4).
Цей модуль називається постпроцесор. Він забезпечив виведення саме тих кодів керуючої програми, які сприйматимуться стійкою ЧПУ верстата правильно і коректно, і дозволять переміщати робочі органи верстата саме так, як було задумано під час завдання обробки.
Виконавши попередні етапи роботи, з'явилася можливість перейти до завершення і остаточної перевірки керуючої програми, зокрема до симуляції роботи верстата. Розвиток комп'ютерних технологій допустив можливість повної візуалізації обробки на верстатах з ЧПУ ще на стадії технологічної підготовки виробництва. Застосування систем симуляції дозволяє інженеру спостерігати тривимірну модель частин технологічної системи, що переміщаються, що знижує ймовірність помилок у програмі, скорочує час на її налагодження на верстаті і виключає можливість зіткнення та поломки інструменту.
Сучасні системи симуляції мають багатий набір функціональних можливостей, покликаних не тільки прискорити процес виготовлення деталі на верстатах з ЧПУ, але також роблять більш ефективним весь виробничий процес. Аналізуючи роботу симулятора і ведучи моніторинг робочих компонентів верстата, ми виявили, що програма, що управляє, була складена правильно, і обробка на верстаті йде правильно і без небезпечних зіткнень.
Таким чином, завдяки використанню обладнання та ресурсів МНОЦ «МАП» вирішено складне технологічне завдання, що стоїть передбагатьма передовими виробництвами нашої країни та світу загалом. Окремо вартує ефективності виробництва.
Підсумовуючи, можна сказати, що використання симуляторів верстатів є новим та сильнодіючим рішенням у галузі машинобудування. Безперечним є те, що завдяки симуляторам з'являється можливість використовувати рішення наведених на початку проблем. Тобто використання надшвидкісної обробки деталей за одну установку на високоефективному технологічному обладнанні.
к-т техн. наук, професор СПбДПУ,