Ведмидь П. Основы NX CAM-М-ДМК Пресс-2012-216с. Основы nx cam
 Скачать 22.4 Mb.
|
|
Глава 19. Обработка на основе элементов (Feature Based Machining) Одно из наиболее перспективных направлений развития CAM-систем – обработка на осно- ве элементов (feature-based machining – FBM). Такой подход позволяет значительно ускорить и упростить программирование обработки призматических деталей на станках с ЧПУ. Feature- based machining – это модуль NX, который дает возможность автоматически распознавать ти- повые элементы и создавать для них операции обработки. Типовые элементы определяются тремя способами: извлекаются из дерева построения (identification), распознаются по гео- метрической модели (recognition) и прямым указанием граней и назначением их атрибутов (mapping). Затем распознанные элементы группируются по заданным признакам. Для групп рассчитываются операции, основанные на правилах и шаблонах; подбираются инструмент, метод и параметры обработки. Распознавание ведется на основе твердотельной модели, при- чем возможна работа с моделями без дерева построения, в том числе и с импортированной геометрией. Важная особенность этого модуля в NX – возможность автоматически использовать PMI-дан- ные или 3D-технические условия (ТУ) при назначении технологии обработки элементов. PMI- данные применительно к CAM – это размеры, данные о допусках, качестве поверхностей, цве- товые атрибуты и др., которые размещаются непосредственно в 3D-пространстве или на модели и могут связываться с ребрами или гранями. В NX распознается большое количество типовых элементов (features) разного типа. Они, в свою очередь, состоят из простых элементов (elements) типа пазов, отверстий, граней в разном соче- тании. Каждый такой элемент – это шаг в полной технологии обработки всего типового элемента (намеренно приводим английские термины, чтобы различать понятия element и feature). В NX8 добавилась возможность описания пользовательских типовых элементов. Технология обработки каждого типового элемента описана в базе знаний обработки (Ma- chining Knowledge database) и доступна для редактирования. Выбор операции для каждого шага осуществляется с учетом текущего состояния заготовки. Важно и то, что операциям в базе знаний назначен приоритет, который обычно связан со стоимостью выполнения каж- дой из них. Это позволяет при прочих равных условиях выбрать более экономичный вариант обработки. Для работы с базой знаний обработки в NX имеется Редактор правил обработки (Machining Knowledge Editor). Он позволяет создавать или модифицировать последовательность опера- ций для обработки типовых элементов, чтобы учесть особенности конкретного производства. NX CAM поставляется с уже настроенной базой знаний. В данной книге рассмотрим только основы работы с этим модулем. Примечание. Если вы находитесь в модуле моделирования, то при выборе конкретного PMI подсвечивается грань, которая с ним связана. 199 Обработка на основе элементов (Feature Based Machining) Откройте пример fbm_pav_ekb1.prt (рис. 19.1). Модель содержит три отверстия и два уступа. Важно, что для не- которых граней заданы PMI-данные: диаметр одного из отверстий установлен с допуском, также задана шерохо- ватость трех граней и отверстия. Для некоторых элемен- тов PMI не заданы. Для работы с модулем FBM нужна особая инициализация модуля CAM (наиболее удобный метод инициализации был описан в главе 1). Сначала выполните обычную ини- циализацию с созданием сборки для обработки. Выполни- те команды меню Инструменты – Навигатор операций – Удалить настройку. Так как нельзя находиться в модуле CAM без инициализации, то появится диалоговое окно инициализации (рис. 19.2). Выберите настройки, как по- казано, и нажмите ОК. При такой инициализации создается много но- вых методов обработки, которые необходимы для автоматического создания операций в дальней- шем. Чтобы использовать технические условия (ТУ – PMI), заданные в конструкторской модели, необ- ходимо создать их ассоциативные копии на уровне сборки. В NX8 для этого служит команда Редактор связей ТУ WAVE (рис. 19.3). Рисунок 19.1 Рисунок 19.2 Обработка на основе элементов (Feature Based Machining) 200 Рисунок 19.3 Выполните команду Редактор связей ТУ WAVE. В появившемся диалоговом окне выберите имя конструк- торской модели. Все PMI, имеющиеся в модели, подсветятся. Выберите их все по очереди. Ссылки на PMI будут созданы на уровне нашей сборки для обработки. Также задайте нашу модель как Деталь в геометрической группе WORKPIECE. Все готово для поиска элементов. Навигатор элементов обработки Для работы с элементами обработки в NX существует специальный навигатор элементов об- работки (1). Команда его вызова располагается под навигатором операций (рис.19.4). На чистом месте навигатора элементов обработки вызовите контекстное меню и из него выполните коман- ду Поиск элементов (2). Появится новое диалоговое окно (рис. 19.5). Поиск элементов возможен различны- ми способами. Это задается в поле Тип, основным рекомендуемым типом поиска является Параметрическое распозна- вание (3). При таком способе элементы обработки распознаются исключительно по форме и не зависят от способа моде- лирования. Этот подход позволяет рабо- тать и с моделями без дерева построения. Имеется еще тип поиска – Идентифика- ция, при котором элементы извлекаются из дерева построения. Этот тип рекомен- дуется при работе с моделями из паке- тов по проектированию технологической оснаст ки Mold Wizard и Die Wizard. Имеет- ся еще Маркировка (Mapping), но это уже тонкие методы. В данной книге мы будем иметь дело только с параметрическим распознаванием. Рисунок 19.4 1 2 201 Задайте Геометрию для поиска (4) – Заготовка (WORKPIECE). Окно Элементы для распознавания (5) позволяет использовать только ограниченный набор элементов. Чтобы не вдаваться в подробнос- ти, задайте все элементы (это установлено по умолчанию). Чтобы минимизировать число элементов в нашем примере, зададим Направление доступа обработки (6) – Ось Z. Будут распознавать- ся элементы, которые доступны для обработки инструментом, расположенным по оси Z (2.5- и 3-осевая обработка). Выполните команду Поиск элементов (7). Через какое-то время в окне Распознавание элементов отобразится список элементов. До нажатия ОК можно просмотреть элементы по очереди (они подсвечиваются в графической области) и удалить ненужные. Впрочем, это можно сделать и позже. Поэтому нажмите ОК. Для указанной детали автоматически определены 6 типовых элементов (рис. 19.6). Элемен- ты, на которых были заданы ТУ, содержат ссылки на них. В этом можно убедиться, нажав на плюсики около имени элемента в навигаторе элементов обработки. Имя элемента состоит из имени типа и порядкового номера (например, STEP1HOLE – это одноступенчатое отверстие; у нас имеются два таких элемента). В навигаторе элементов обработки много колонок. Если воспользоваться движком в окне на- вигатора, можно увидеть и размеры, и ТУ, и другие параметры (также можно использовать окно Подробности для изучения атрибутов элемента). Однако все это необходимо на стадии отработки технологии. После настройки правил обработки операции должны создаваться автоматически. Следующий шаг – создание операций обработки. Оно допускается для отдельных элементов. Выберите все элементы и из контекстного меню выполните команду Создать процесс обработки (Create Feature Process) – рис. 19.7. Появится диалоговое окно, где можно указать конкретную библиотеку правил об- работки (рис. 19.8). Задайте только библиотеку MillDrill (Фрезерование и сверление) и нажмите ОК. Соз- дание операций займет некоторое время; в навигаторе элементов обработки в колонке Статус операции появится символ несгенерированной операции – это признак того, что с данным элементом связаны операции. Переключитесь в навигатор операций и установите Вид геометрии (рис. 19.9). Рисунок 19.6 Рисунок 19.5 3 4 5 6 8 7 Навигатор элементов обработки Обработка на основе элементов (Feature Based Machining) 202 В навигаторе операций созданы геометрические группы по имени элемента, и в них разме- щены операции. У нас имеются два одноступенчатых отверстия и два уступа, однако они попали в разные геометрические группы при назначении операций. Обратите внимание, что для уступа с шероховатостью Ra3.2 генерированы две операции, т. е. автоматически введен чистовой про- ход. Колонка Инструмент показывает используемый в операции инструмент. Он должен сущест- вовать в библиотеке. В таблице показаны элементы обработки и сгенерированные для них операции. Операции те же, что на рис. 19.9, но переведены на русский язык. Рисунок 19.7 Рисунок 19.8 Рисунок 19.9 203 Упомянем еще, что имеется возможность включить окно протокола, где поясняется, почему использована одна операция и отвергнута другая. Это окно используется экспертом по обработ- ке при настройке правил обработки. Операции сформированы, но не сгенерированы. Сгенерируйте их и выполните верификацию. Редактор правил обработки Редактор правил обработки выполнен как отдельное приложение и запускается из меню Пуск – Все программы – Siemens NX8 – Обработка – Редактор базы знаний обработки (это приложение требует отдельной лицензии). Элемент обработки Операции Фрезерование Фрезерование черновое Фрезерование чистовое Центрование Сверление Растачивание Центрование Предварительное сверление Рассверливание Редактор правил обработки Обработка на основе элементов (Feature Based Machining) 204 Запустите Редактор правил обработки (рис. 19.10), откройте файл machining_knowledge.xml (по умолчанию будет показана папка, где хранится файл стандартной библиотеки). Редактор правил разберем очень кратко. Выберите вкладку Machining_Knowledge (1) – это и есть библиотека правил обработки. Разверните список операций и выберите Drill_S1H (2) – это операция сверления элемента Step1hole. В описании операции присутствуют тип операции (3), тип инструмента (4), входной элемент (5), выходной элемент (6), приори- тет (7). Основное окно содержит ряд вкладок, разберем первые две: Условия (Conditions) (8) и Константы (Constants) (9). В нижней части диалогового окна имеется дополнительное окно (10) для выборочной рабо- ты с операциями, например для сравнения приоритетов различных операций, предназначенных для обра- ботки одного и того же элемента. Понятия входного и выходного элементов требуют пояснения. Входной элемент – это эле- мент на входе операции. Для сверления это BLANK, т. е. не требуется никакого элемента, а для растачивания на входе необходимо просверленное отверстие. Выходной элемент операции станет входным для следующей операции. Бывает, что один и тот же элемент можно получить разными операциями; в этом случае начинает работать Приоритет, который обычно выше для экономически более выгодных операций. Условия (Conditions) – это условия применимости опе- раций. Разберем самые простые. Например, условие mwf.DIAMETER <= constant.Pre_Drill_Limit использует константу, определяющую диаметр отверстия, начиная с которого требуется пред- варительное сверление. Смысл записи: если отверстие меньше или равно указанной констан- те, то операцию сверления можно применять. В зависимости от применяемого оборудования и инструмента эта константа может быть скорректирована. Еще одно требование связано с ка- чеством поверхности: roughness_value(mwf.SIDE_ROUGHNESS_1) >= constant.Achievable_Roughness_DRILL_Lower Рисунок 19.10 2 1 10 8 9 4 5 6 3 7 205 Редактор правил обработки Если шероховатость лучше, чем нижний предел для сверления, то отверстие не может быть получено сверлением. Самый простой способ корректировки знаний, доступный даже начинающим, – это изменение констант. Константы могут быть описаны на уровне операции, а могут – на уровне библиотеки. Выберите библиотеку MILLDrill (1) и вкладку Constants (2) – рис. 19.11. Найдите в списке константу Pre_ Drill_Limit (3) и значение, которое ей присвоено (оно равно 12 по умолчанию). Для редактирования служат команды, расположенные ниже списка констант. Отметим, что до версии NX8 требовалась компиляция библиотеки правил; теперь достаточно просто сохранить ее – и она готова к использованию даже без закрытия сеанса NX. Еще для примера разберем требования к диаметру инструмента. Записи ниже задают пра- вило, что диаметр инструмента при сверлении должен быть больше нижнего предела и меньше середины поля допуска: tool.Diameter >= mwf.DIAMETER_1 + mwf.DIAMETER_1_LOWER tool.Diameter <= mwf.DIAMETER_1 + 0.5*(mwf.DIAMETER_1_UPPER + mwf.DIAMETER_1_LOWER В формулах mwf.DIAMETER_1 – это номинальный диаметр первой ступени отверстия (у нас в примере всего одна ступень, но может быть и больше), mwf.DIAMETER_1_LOWER – нижний до- пуск, mwf.DIAMETER_1_UPPER – верхний допуск. Все эти параметры определяются при распозна- вании элемента. Как видим, с редактором правил обработки можно работать как на инженерном уровне (т. е. не зная синтаксиса написания правил), так и на уровне программиста. И важно помнить, что правила обычно настраивает эксперт по обработке. Остальные технологи-программисты их просто используют, не вдаваясь в детали. В заключение отметим, что обработка на основе элементов в NX применяется в основном для обработки призматических деталей. А что делать, если на модели имеются области, которые не распознаются как типовой элемент? В NX их можно обработать традиционными методами программирования. Операции, полученные с помощью традиционного подхода и обработки на основе элементов, можно чередовать в любом порядке в одном проекте для верификации, си- муляции, постпроцессирования и т. д. Рисунок 19.11 1 3 2 Работа NXCAM совместно с Teamcenter 206 Глава 20. Работа NXCAM совместно с Teamcenter NXCAM может работать совместно с другими пакетами, используемыми на стадиях техноло- гической подготовки производства и самого производства (рис. 20.1). В основе лежит система Teamcenter для управления инженерными данными.Основным плюсом такой интеграции явля- ется централизованное управление ресурсами. В этом случае работа идет не с файлами, а с объ- ектами определенного типа, для которых заданы определенные действия. Также важна связь CAM-данных с CAD-данными с учетом версий и модификаций. При работе с данными CAM возможна двунаправленная передача данных между NXCAM и Teamcenter. Можно работать с шаблонами проектов, шаблонами операций, библиотечными данными (инструменты, станки, приспособления), данными технологического процесса, а также сохранять в Teamcenter управляющие программы и карты наладок. Эти задачи решаются с по- мощью следующих модулей: Планировщик процессов изготовления (PartPlanner), Классифи- катор (Classification) и Менеджер ресурсов (Resource Manager). Teamcenter имеет средства визуализации: например, можно посмотреть на деталь, не открывая NX. Примечание. Некоторую путаницу может вызывать термин Операция. В Teamcenter это опе- рация ТП на уровне маршрутной технологии. Связанный с этой операцией проект в NXCAM может содержать много операций по обработке конкретных элементов; в NX это определенная функция системы для расчета траектории. Технологический процесс создается в Планировщике процесса изготовления. На рис. 20.2 показан пример технологического процесса. Те операции, которые требуют обработки на станках Рисунок 20.1 207 Работа NXCAM совместно с Teamcenter Рисунок 20.2 Рисунок 20.3 Работа NXCAM совместно с Teamcenter 208 с ЧПУ, будут связаны с проектом в NXCAM; более подробная детализация операций выполняется в NX. Однако все ресурсы с указанием типа доступны в Teamcenter и могут использоваться для любых задач управления и организации производства. Управляющие программы, инструменты, карты наладки или список инструментов как прило- женные объекты связываются с ТП. При этом хранится именно структура данных, отражающая актуальную информацию, а документы типа маршрутных, операционных карт и карт эскизов являются только выходными формами и могут быть обновлены в любой момент автоматически (рис. 20.3). Классификатор предназначен для организации хранения многократно используемой ин- формации об объектах конструкторско-технологической подготовки производства с целью эко- номии времени на ее поиск и исключения случаев ее дублирования. Вся информация, храня- щаяся в Классификаторе, имеет иерархическую структуру. В процессе поиска и выбора данных можно использовать графическое изображение, различные фильтры и операции сортировки данных по нескольким критериям (рис. 20.4). Менеджер ресурсов предназначен для определения и управления взаимосвязями между объектами нормативно-справочной информации и их классификации. Например, режущий и вспомогательный инструмент хранится в Классификаторе как компо- ненты. В то же время вся оправка в сборе также хранится в классификаторе (раздел Режущий инструмент в сборе (1)). Компоненты могут входить в сборку в любом сочетании; для создания таких сборок, их описания и классификации и используется Менеджер ресурсов. Рисунок 20.4 1 |