Фрезерные станки с ЧПУ отличаются высокой скоростью и точностью обработки. За счёт системы программного управления, режущий инструмент современных станков может реализовывать сложную траекторию обработки, что значительно расширяет технологические возможности производства изделий. Вместе с тем, фрезерные станки очень универсальны и удобны в управлении. Подключение к персональному компьютеру даёт возможность не только загружать в память системы ЧПУ управляющие файлы, но и производить «тонкую настройку» параметров станка. А также при необходимости активировать ручное управление движением инструмента с клавиатуры ПК.
Таким образом, подавляющее большинство моделей современных фрезерных станков с ЧПУ рассчитано на тесное взаимодействие с ПК во время работы. Разумеется, для реализации возможностей системы «станок-ПК» необходимо установить соответствующее программное обеспечение. Причём набор необходимого «софта» сравнительно обширный — как по числу требуемых программ, так и по типу приложений (выпускаемых к тому же разными производителями).
Перечень необходимого программного обеспечения
Любой технологический процесс производства новой детали начинается с её эскизной разработки. Раньше это делалось вручную, а теперь даже наброски творческих идей часто сразу же выполняются на компьютере. Это позволяет ускорить подготовку чертёжной документации в будущем. Таким образом, для создания чертежа детали требуется CAD-программа.
Современные приложения позволяют моделировать детали в 3D-пространстве, что намного удобнее, чем разрабатывать отдельные виды «плоских» чертежей. Ведь твердотельная модель позволяет не просто наглядно оценить деталь «со всех ракурсов», но и провести необходимые инженерные расчёты (расчёты на прочность, жёсткость, устойчивость и т. п.). Также при необходимости из 3D-модели можно сгенерировать любое количество видов/разрезов для «плоских» чертежей.
Итак, наличие цифровой 3D-модели в современном производстве играет роль комплекта конструкторской документации. Далее, 3D-модель подвергается технологической обработке — выбирается количество переходов для изготовления изделий, тип инструмента и самое главное — рисуются векторы движения фрезы. Для подобных преобразований требуется специальный «софт» (к примеру, ArtCAM, PowerMill и т. п.).
После создания траектории движения инструмента, готовую управляющую программу необходимо загрузить в память ЧПУ фрезерного станка. Для этого управляющие файлы сперва следует экспортировать в нужном формате. За это отвечает программа-постпроцессор, который «транслирует» строки кода в вид, «понятный» конкретному типу имеющегося фрезерного оборудования.
После окончательной подготовки управляющих программ можно запускать фрезерный станок в работу по этим файлам. Для такой операции предусмотрен отдельный «софт» в виде программной оболочки для управления фрезерным станком (к примеру, пакеты Mach3, Type3 и т. п.).
Таким образом получается, что для успешного запуска изделия в производство требуется как минимум три или четыре «макропакета» программного обеспечения:
- для создания 3D-модели (различные CAD-пакеты);
- для разработки траектории движения инструмента (т. н. САМ-программы);
- для экспорта управляющей программы под конкретный тип ЧПУ-станка;
- для загрузки файлов в память системы ЧПУ и непосредственного управления фрезерным станком.
Ряд вышеописанных функций могут объединяться в рамках одного программного пакета. Однако общее разделение на конструкторскую проработку деталей (в CAD-среде) и технологическую подготовку производства (в САМ-программе) остаётся неизменным.
Проблемы совместимости программных пакетов
Совершенно очевидно, что при наличии большого разнообразия программных пакетов, вероятность различных «нестыковок» между ними довольно велика. Практика показывает, что для отечественного пакета CAD-программы «Компас 3D» при экспорте файлов в САМ-среду ArtCAM наблюдается проблема в виде большого количества самопересекающихся объектов. Причём внешне (даже при высоком проценте увеличения изображения) все кривые и полилинии выглядят на экране «гладко и стройно». Однако детальное рассмотрение позволяет сделать вывод о наличии одинаковых линий (словно эскиз детали многократно наложен «сам на себя»).
Наличие самопеерсекающихся объектов блокирует любую возможность моделирования и рисования вектора движения режущего инструмента. И создание управляющей программы для фрезерного станка с ЧПУ оказывается невозможным. «Ручная» же очистка исходного эскиза возможна далеко не всегда, да и трудоёмкость такого процесса оказывается чрезмерной.
Для решения этой проблемы рекомендуется ещё до экспорта эскиза в ArtCAM произвести некоторою доработку изображения. В программе «Компас» при активации команды «Собрать контур» следует воспользоваться опцией «Удалить исходные объекты». Это автоматически почистит изображение от «лишних» копий. Хорошей проверкой «пригодности» эскиза можно считать построение на его базе 3D-модели. Если в «Компасе» удалось провести операцию «выдавливания» (для создания объёмного объекта), то, скорее всего, и ArtCAM также воспримет исходный эскиз как единый элемент без самопересекающихся элементов.
Следует отметить, что небольшая несовместимость программных пактов может быть следствием недостатка опыта оператора, а вовсе не дефектом «софта». Практика показывает, что на освоение любого пакета программ (а тем более нескольких, работающих «в связке») требуется затратить известное время и усилия. Зато по окончании периода «стажировки» возможности программных продуктов можно использовать на 100%. Поэтому не стоит экономить на предварительном обучении персонала.