Оптимизация управляющей программы для гравировки сложных рельефов на фрезерном станке с ЧПУ

Фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ отлично подходят не только для раскроя и обработки материалов, но также для нанесения чёткого узора гравировки на поверхность заготовки различных типов. Возможности системы ЧПУ позволяют использовать в качестве базиса для программы обработки графические эскизы любого вида и практически любой сложности. При этом режущий инструмент, имеющий даже в «бюджетных» моделях фрезерных станков три степени свободы, может в точности перенести узор базового эскиза на поверхность заготовки — как плоскую, так и криволинейной формы.

В качестве узора для гравировки может выступать сложный объёмный 3D-эскиз. В этом случае задачей для фрезерного станка является точное воплощение «в материале» всех особенностей и деталей узора для создания на обрабатываемой поверхности реалистичного объёмного рельефа. При этом не каждый материал заготовки поддаётся качественной гравировке. Готовый результат во многом будет зависеть от правильного выбора режущего инструмента (фрезы или гравера), режимов обработки и технологических переходов.

Когда речь идёт о гравировке сложного рельефа — последовательность обработки отдельных частей (центральной области, периферийных деталей, фона и т. п.) оказывает решающее влияние на качество готового изделия. А значит программа обработки, включающая в себя всю исходную информацию для обработки, должна создаваться с особой тщательностью и пониманием особенностей процесса гравировки.

Базовый алгоритм создания управляющей программы

Для гравировки сложных (объёмных) рельефов необходима управляющая программа. Её создание ничем не отличается от разработки аналогичных программ для обработки на фрезерном станке с ЧПУ. Типичная последовательность действий выглядит так:

  • 1. Выбирается эскиз (изображение) для будущей гравировки. Это может быть как готовый 2D рисунок, так и оригинальный набросок дизайнера. Главное чтобы эскиз был в цифровой форме (желательно векторной, но возможна работа и с растровым эскизом).
  • 2. На базе выбранного эскиза создаётся 3D-модель (её также иногда называют «рельефом»).
    * В случае использования готовых 3D-моделей из имеющихся на сегодняшний момент обширных библиотек, пункты 1 и 2 пропускаются.
  • 3. Осуществляется импорт 3D-модели в САМ-приложение (например, «ArtCam»). Для вновь созданного проекта указывается размер гравировки, её расположение/ориентация на поверхности заготовки и ряд прочих вспомогательных параметров.
  • 4. На базе полученной модели строится траектория движения режущего инструмента: указывается область обработки для каждого технологического переходя, выбирается тип инструмента (фреза или гравер), его размеры и устанавливаются режимы резания.
  • 5. Запускается процедура визуализации обработки.
    * Данная утилита позволит провести «виртуальное фрезерование» для оценки готового результата (на экране компьютера), выявления ошибок и их оперативного устранения.
  • 6. Осуществляется сохранение управляющей программы при помощи специального постпроцессора (соответствующего конкретному типу фрезерного станка).
    * Сохранённый файл должен иметь только цифровые либо латинские символы в имени.
  • 7. Готовый файл управляющей программы загружается в память ЧПУ фрезерного станка и запускается изготовление пробного образца гравировки.

В идеальном случае результат гравировки на фрезерном станке ЧПУ должен полностью соответствовать исходному эскизу и удовлетворять требованиям качества (по точности и чистоте обработки). Однако на практике пробный образец часто оказывается испорчен — даже при внешнем отсутствии ошибок в управляющей программе.

Устранение возможных ошибок управляющей программы

Для обеспечения качественного результата гравировки сложных рельефов необходимо согласованное действие «механической» и «электронной» части фрезерного станка. Это означает, что правильно написанная управляющая программа обязательно должна сочетаться с грамотным выбором режущего инструмента (гравера), а также правильным размещением и закреплением заготовки и чётким позиционированием инструмента в начальной точке обработки. При этом для экономии материала заготовки, электроэнергии и ресурса станка в целом, желательно большинство ошибок несоответствия устранить ещё на стадии симуляции обработки — без фрезеровки большого количества пробных изделий.

Типичные ошибки в управляющей программы могут быть следующими. Во-первых, пересечение векторов. Это наиболее частая ошибка вызвана «засорённостью» исходного рисунка, на базе которого строится 3D-модель, мелкими, взаимно пересекающимися и наложенными друг на друга векторами. Такую картину порой очень трудно различить визуально — даже при максимальном увеличении изображения на мониторе. Однако для решения проблемы не остаётся другого способа, как вручную «чистить» исходный эскиз от лишних векторов-отрезков. Для упрощения этой процедуры можно попробовать обвести контур новым вектором поверх существующего рисунка. Это, однако, возможно только для относительно простых эскизов, не содержащих большого количества элементов (к примеру, портрет или икону не нарисуешь заново!). Следует отметить, что готовые модели для обработки (как свободно распространяемые в сети, так и — тем более — изготовляемые на заказ) как правило, лишены подобных недостатков. При выборе готовых моделей рекомендуется отдавать предпочтения тем, по которым успешно изготавливались образцы другими операторами коллегами-операторами.

Во-вторых, необходимо правильно указывать область гравировки. Для сложного рельефа может понадобиться дополнительный вектор, ограничивающий всю область обработки по периметру (своего рода «рамка»). Иначе программа воспримет рельеф как разрозненные плоские отрезки.

В-третьих, для получения качественной гравировки необходима чёткая привязка инструмента по высоте (координате Z). В противном случае излишнее (или недостаточное) заглубление при обработке V-образным гравером приведёт к погрешностям рельефа. Для точного выставления шпинделя над заготовкой (в нулевой точке обработки) можно использовать мерные калибры. В качестве альтернативы подойдёт автомобильный щуп для контроля зазоров. Также необходимо чётко задавать в управляющей программе углы режущего инструмента — и следить за их фактическим состоянием (отсутствием износа или брака инструмента).


Оцените информацию на странице

Средняя оценка: 0
Голосов: 0
Яндекс.Метрика