Современное металлообрабатывающее оборудование с ЧПУ исключает участие человека в процессе, но требует более сложной работы для его подготовки. Главным образом это программирование и разработка точных моделей деталей, по которым затем фрезерный станок и будет проводить обработку заготовок.
Программа, управляющая фрезерным станком с ЧПУ, – это набор команд для контроллера, который затем переводит их в управляющие импульсы для движущихся элементов оборудования и, соответственно, инструментов. Так реализуется схема маршрута движения фрезы по заготовке с заданными скоростью и силой резания.
Схема обработки и CAD-программы
Порядок обработки заготовок записывается в виде кода в файл управляющей программы. При этом используется специальное ПО, например, среда разработки
CAM. Разработка кода базируется на эскизе деталей либо их 2D или 3D моделях.
Обычно эскизом служит именно 3Д, т.е. трёхмерная математическая модель проектируемого изделия. Объёмная модель базируется на двухмерных чертежах, которые с помощью программы CAD преобразуются в 3D-объекты. Одно из самых распространенных ПО этого типа, – программный пакет AutoCAD.
Софт, подобный AutoCAD, относится к классу САПР (система автоматического проектирования), он активно применяется для разработки в КБ и в практике промышленности. С помощью этого ПО удобно автоматизировать и удешевить разработку технической документации и 3D модели изделия.
Этапы разработки программ для станка с ЧПУ
Разработка управляющей программы с помощью софта CAD для станков с ЧПУ проводится в несколько этапов. Сюда входят такие операции:
✅ Разработка 2Д-эскиза изделия;
✅ Создание 3D-модели детали;
✅ Программирование траекторий движения инструмента по заготовке (на основе объёмной модели);
✅ Экспорт готовой программы в формат, читаемый контроллером конкретного станка
✅ Загрузка управляющей программы в память оборудования, пробный пуск;
Разработка эскизов деталей основана на работе с технической документацией: чертежами изделия со всеми подробностями в виде разрезов, сечений и простановкой размеров. Современные автоматизированные станки и ПО значительно упростили, оптимизировали этот процесс. Теперь не требуется создание операционных карт и прочие трудоёмкие операции. В частности, чертежи сразу изготовливаются в электронном виде или оцифровываются с бумаги, например, той же программой AutoCAD.
Среда разработки CAD позволяет также создать 3D-модель. При этом воплощается не только каркас изделия, но и есть возможность рассчитать жёсткость, прочность и другие характеристики деталей. ПО типа CAD создаёт полноценную математическую модель проектируемой детали.
На завершающем этапе создаётся маршрут обработки заготовок. Для этого 3Д-модель преобразуется в область обработки, количество черновых и чистовых переходов, режимы резания и т.п. характеристики, необходимые для изготовления детали. С помощью программы-постпроцессора все данные экспортируются в нужный для контроллера ЧПУ формат. В результате всех вышеописанных операций, выполняемых в основном ПО CAD, получается готовый файл управляющей программы для производства деталей.
На завершающем этапе подготовки производства управляющая программа загружается в память станка. Затем изготавливается пробный образец детали для контрольной проверки. Если обнаружены отклонения, производится поиск ошибок в документации и коде.
Из вышеизложенного можно сделать только один вывод: программное обеспечение CAD – важнейший инструмент современного производства. С его помощью подготавливается всё необходимое для эффективной работы станков с ЧПУ: 2 и 3D-модели, техническая документация и многое другое.