Axele mașinilor unelte cu comandă numerică [307724]

Capitolul I. Prelucrări pe MUCN. [anonimizat], mașinile cu comandă numerică sunt instrumente ce permit realizarea cu precizie ridicată a unor piese de dimensiuni variate în domenii de utilizare precum: [anonimizat], [anonimizat].

O mașină unealtă cu comandă numerică este alcătuită din două mari componente și anume: [anonimizat] (CNC). Acest concept de comandă numerică are o [anonimizat], SUA, la începutul anilor `50.

[anonimizat] a evoluat rapid ducând la realizarea mult mai rapidă a modelului geometric al piesei, a proiectării rapide a [anonimizat].

Axele mașinilor unelte cu comandă numerică

În comanda numerică a fost introdusă noțiunea de axă ca fiind o deplasare liniară sau o rotație. [anonimizat].

[anonimizat] a stabilit nomenclatura axelor și mișcărilor pentru comanda numerică prin ISO – R841 însușită de țara noastră prin STAS 8902. Standardul precizează faptul că axa Z este axa arborelui principal. Sistemul de coordonate pentru deplasarea pe axe a [anonimizat], rectangular, de sens direct care respectă regula mâinii drepte (Fig. 1.11).

[anonimizat], anume: axa X, axa Y, axa Z. La aceste trei axe pentru deplasarea liniară a [anonimizat]: axa A care redă rotația organului mobil în jurul axei X, axa B care redă rotația organului mobil în jurul axei Y, axa C care redă rotația organului mobil în jurul axei Z și direcții de avans secundare U, V, W sau terțiare P, Q, R paralele sau în plane paralele cu primele (Fig. 1.12).

Punctul „zero” și puncte de referință

La prelucrările pe MUCN deplasările sculei așchietoare sunt raportate la anumite sisteme de coordonate. Poziția sculelor așchietoare în raport cu mașina unealtă se stabilește utilizând așa numitul punct zero.

[anonimizat].

Punctul „ zero mașină ” – și „ zero piesă ” –

Punctul zero mașină (), [anonimizat], ce nu poate fi modificat și reprezintă punctul a cărui valoare este zero din sistemul de coordonate al mașinii și punctul de plecare pentru toate celelalte sisteme de coordonate și puncte de referință.

Punctul zero piesă (), este un punct determinat de programatorul mașinii CNC. Acest punct stabilește originea piesei raportată la punctul zero al mașinii CNC.

[anonimizat] a punctului zero mașină cât și punctului zero piesă diferă de la o mașină unealtă cu comandă numerică la alta. [anonimizat], anume:

a) [anonimizat] a [anonimizat]-un colț al mesei centrului de frezat. Zero piesă în cazul semifabricatelor cu formă rectangulară la prelucrarea pe un centru de frezat se stabilește în general într-un colț al semifabricatului, în functie de modul de cotare al piesei (Fig. 1.13).

b) La strungurile CNC, în general zero mașină se situează pe axa arborelui principal în capătul acestuia. Zero piesă, se stabilește în general pe axa semifabricatului în suprafața frontală a acestuia (Fig. 1.14).

Referința unei MUCN

În general mașinile unelte CNC a căror programare a fost realizată în sistem incremental, dispun de un punct de referință ce servește la stabilirea cu exactitate a distanței organelor mobile ale MUCN-ului față de zero mașină, în momentul în care mașina unealtă a fost repornită (Fig. 1.15, Fig. 1.16).

Alte puncte puncte de referință întâlnite la MUCN

Deplasarea programată a traiectoriei sculei așchietoare trebuie să fie în concordanță cu lungimea sculelor așchietoare determinată de distanțele L și Q dar și cu alte puncte de referință precum:

punctul programat al sculei așchietoare;

punctele de referință ale sculelor așchietoare (Fig. 1.17, Fig. 1.18);

puncte de referință ale saniei și ale capului revolver (Fig. 1.19).

Scule așchietoare utilizate la prelucrările pe MUCN

În cazul prelucrărilor prin strunjire, sculele așchietoare predominante sunt cuțitele de strung, urmate de burghie, tarozi, filiere, scule combinate, etc. La strungurile moderne CNC, portsculele au ajuns să aibă diferite forme în funcție de scula așchietoare utilizată, regimurile de așchiere utilizate, tendința fiind ca prinderea sculei în portsculă iar portscula în capul revolver al strungului să fie cât mai rigidă, lipsită de vibrații.

Cuțitele de strung pot avea diferite forme în funcție de tipul prelucrării, anume:

cuțite de strunjit suprafețe exterioare (Fig. 1.20);

cuțite de strunjite suprafețe interioare (Fig. 1.21).

Plăcuțele așchietoare sunt fixate pe corpul cuțitului prin următoarele sisteme de prinderi. Aceste sisteme de prindere sunt următoarele:

prindere rigidă;

prindere cu pârghie;

strângere cu pană;

prindere cu șurub.

În cazul prelucrărilor pe centrele de frezat, sculele așchietoare predominante sunt frezele (Fig. 1.22), urmate de burghie (Fig. 1.23), alezoare, tarozi (Fig. 1.24), etc.

Tendința în ultima perioadă de timp a fost de realizare a sculelor așchietoare în funcție de cerința clientului. Astfel se pune foarte mult accent la producția de serie, masă pe proiectarea unor scule combinate, pentru reducerea timpului pe ciclul de prelucrare al unui anumit reper.

Capitolul II. Simularea proceselor tehnologice de prelucrare pe MUCN REALMECA

Anumite mașini unelte cu comandă numerică pe lângă realizarea rapidă a procesului tehnologic de prelucrare oferă posibilitatea simulării procesului tehnologic și afișarea acestuia direct pe interfața de comandă a mașinii unelte. Această metodă este o variantă rapidă de a verifica corectitudinea geometriei piesei și a eventualelor coliziuni între scula așchietoare și piesă, respectiv sculă și dispozitivul de prindere al semifabricatului.

În următoarele subcapitole se vor analiza și totodată exemplifica simulările de procese tehnologice de prelucrare atât pe strungurile cu comandă numerică Realmeca T2 dar și pe centrele de prelucrat Realmeca C2.

Simularea în FAGOR a prelucrărilor pe strungul CNC Realmeca T2 pentru reper ,,Ax”

Simularea proceseului de prelucrare va fi realizată pe baza reperului ,,Ax” din figura de mai jos. Semifabricatul ales este o bara de diametrul Ø35 cu lungimea de 100 mm.

Etapele necesare inițializării simulării sunt:

alegerea sculelor așchietoare;

crearea programului;

introducerea ciclurilor de prelucrare.

Sculele așchietoare utilizate pentru reperul de mai sus sunt

cuțit de strung pentru exterior;

cuțit de canelat – debitat.

Crearea programului pentru simulare

Crearea unui nou program are în vedere denumirea acestuia, respectiv poziția lui în grila de programe. Astfel, pentru a crea un program nou se va apăsa tasta „P.PROG” (Fig. 2.26). După apăsarea acestei taste pe ecranul principal al MU va apărea o nouă interfață care cuprinde grila de programe memorată iar pe prima poziție se regăsește opțiunea de creare a unui nou program (Fig. 2.27).

În continuare se va apăsa din nou tasta „P.PROG” după care se va selecta poziția programului nou creat în lista de programe existentă (Fig. 2.28). Se va apăsa tasta „ENTER” după care se va denumi programul nou creat (Fig. 2.29). După denumirea programului se apasă din nou tasta „ENTER” iar in grila de programe deja existentă va apărea programul creat de către noi pe poziția menționată, urmând ca mai apoi să fie introdus și conținutul programului (Fig. 2.30).

Crearea conținutului programului

Conținutul programului poate fi sub formă de cod ISO de programare sau conținut format din ciclurile de prelucrare predefinite ale MU.

Reperul analizat va fi realizat cu ajutorul ciclurilor de prelucrare predefinite ale mașinii unelte (Fig. 2.31).

Ciclurile de prelucrare se regăsesc pe interfața panoului de comandă a strungului și sunt următoarele:

ciclul de strunjire cilindrică exterioară;

ciclul de strunjire frontală;

ciclul de strunjire conică;

ciclul de strunjire sferică;

ciclul de filetare;

ciclul de canelare – debitare;

ciclul de găurire;

ciclul de strunjire în trepte.

Pentru introducerea unui ciclu de prelucrare în program, se va apăsa tasta „P.PROG” ne vom deplasa de pe săgețile MU până la programul creat, după care intrăm în programul nou creat cu ajutorul tastei „ENTER” urmând ca mai apoi să selectăm ciclul de prelucrare pe care dorim sa îl introducem în program, apăsăm din nou tasta „P.PROG” și mai apăsăm încă o dată „ENTER” iar ciclul de prelucrare a fost introdus în program.

Pentru reperul analizat fazele de prelucrare sunt următoarele:

strunjire frontală – Fig. 2.32

strunjire cilindrică exterioară la Ø30 – Fig. 2.33

strunjire cilindrică exterioară la Ø24 – Fig. 2.34

strunjire cilindrică exterioară la Ø18 – Fig. 2.35

strunjire conică exterioară de la Ø24 la Ø30 – Fig. 2.36

teșirea muchiilor 1×45° – Fig. 1.37; Fig. 2.38

strunjire cilindrică exterioară la Ø16 – Fig. 2.39

teșire și debitarea piesei – Fig. 2.40

Simularea programului

Strungul CNC cu software-ul de operare de la FAGOR, permite simularea atât a întregului program de prelucrare realizat cât și simularea secvențială pe cicluri de prelucrare.

Pentru simularea întregului program ne vom deplasa pe programul nou creat, se apasă tasta „GRAPHICS”, se va defini semifabricatul după care se va apăsa tasta „START CICLU”.

Pentru simularea unui singur ciclu de prelucrare vom selecra ciclul de prelucrare dorit pentru a fi simulat, se va apăsa tasta „RECALL”, apoi tasta „GRAPHICS” și „START CICLU”.

Pentru rularea unei simulări primul pas important ar fi definirea semifabricatului. Pentru definirea semifabricatului, din meniul editor al interfeței grafice a simulării se va selecta „Type de graphique” unde avem posibilitatea de a avea un semifabricat solid care să apară pe interfața grafică a simulării. (Fig.2.43).

În continuare se vor defini dimensiunile semifabricatului, anume diametrul semifabricatului și lungimea semifabricatului de prelucrat din bacuri pana în suprafața frontală a acestuia. (Fig. 2.44)

După definirea semifabricatului prin apăsarea tastei „START CICLU” vor fi simulate fazele operației. Simularea poate fi executată atât pentru un ciclu de prelucrare (Fig2.45…Fig.2.52) cât și penru întreg programul.

In timpul procesului de simulare se pot detecta diferite erori/greseli de programare care apar în general din cauza neatenției programatorului. Cele mai des întâlnite greșeli de programare ce pot fi detectate în timpul procesului de simulare sunt:

Adâncimea de așchiere prea mare. În timpul simulării MU nu ne avertizează cum că adâncimea de așchiere este prea mare, însă vizual se poate constata foarte ușor acest aspect. Am luat ca și exemplu un ciclu de strunjire cilindrica exterioară. Diametrul semifabricatului are valoarea de 35 mm. Acesta va fi strunjit până la diametrul de 10 mm cu o adâncime de așchiere

de 15 mm / diametru. Vizual se observă că geometria plăcuței așchietoare în procesul de așchiere nu ar putea realiza această prelucrare (Fig. 2.53).

Scule așchietoare alese în mod eronat. O altă greșeală des întâlnită este alegerea în mod eronat a numărului de sculă care va fi utilizat în prelucrare. În simulare acest lucru este foarte vizibil și imediat greșeala trebuie remediată, (Fig.2.54).

Programarea eronată a deplasărilor sculelor așchietoare. Această greșeală de programare presupune introducerea unor valori de deplasare a organelor mobile ale MU, mult mai mari decât aceastea le pot executa. Astfel apar limitările de cursă iar mașina unealtă ne va avertiza cu o eroare prin care ne atenționează cum că am atins limitele fizice de deplasare a organelor mobile. Acest tip de greșeală poate duce la consecințe destul de grave precum tamponarea sculelor așchietoare cu diferite organe ale MU.

În exemplul de mai jos a fost setată o deplasare pe axa Z a strungului mult mai mare decât putea fi realizată, astfel că pe ecranul mașinii a apărut un mesaj de avertizare prin care ne atenționează că deplasarea sculei așchietoare pe distanța programată nu poate fi realizată (Fig 2.55).

Simularea în FAGOR a prelucrărilor pe centrul CNC Realmeca C2 pentru reper ,,Placă”

Simularea proceseului de prelucrare va fi realizată pe baza reperului ,,Placă” din figura de mai jos, (Fig.1.56). Semifabricatul ales este de forma unui paralelipiped dreptunghic cu următoarele dimensiuni:

L = 100 mm;

l = 80mm;

h = 30 mm.

Etapele necesare inițializării simulării sunt:

alegerea sculelor așchietoare;

crearea programului;

introducerea ciclurilor de prelucrare.

După realizarea conținutului programului se poate realiza simularea procesului tehnologic de

prelucrare stabilind totodată dacă programul nou creat este unul corect.

Sculele așchietoare utilizate în procesul de prelucrare sunt:

freză cilindro – frontală Ø30;

freză cilindro – frontală Ø16;

burghiu Ø6.

Diametrele și lungimile sculelor așchietoare vor fi definite în meniul de calibrare a sculelor,

L reprezintă lungimea sculei așchietoare, R este raza sculei, K reprezintă compensarea pe lungimea sculei și I reprezintă compensarea pe diametrul sculei.

Crearea unui nou program

Pe centrele de frezat de la Realmeca, crearea unui nou program se realizează în mod analog ca și la strung. Pașii de urmat pentru crearea unui nou program au fost enumerați în subcapitolul precedent.

Crearea conținutului programului

La fel cum a fost menționat în capitolul precedent conținutul programului poate fi sub formă de cod ISO de programare sau conținut format din ciclurile de prelucrare predefinite ale MU.

Reperul analizat va fi realizat cu ajutorul ciclurilor de prelucrare predefinite ale mașinii unelte (Fig. 2.58).

Ciclurile de prelucrare se regăsesc pe interfața panoului de comandă a centrului de frezat și sunt următoarele:

ciclul de frezare canale;

ciclul de frezare plană;

ciclul de frezat buzunare profile;

ciclul de frezat insule rectangulare și circulare;

ciclul de frezat buzunare rectangulare și circulare;

ciclul de alezare;

ciclul de filetare;

ciclul de găurire.

Modul de introducere a ciclurilor de prelucrare în programul nou creat este analog ca și la strungul prezentat mai sus.

Modul de introducere a ciclurilor de prelucrare în programul nou creat este analog ca și la strungul prezentat mai sus.

Pentru reperul analizat fazele de prelucrare sunt următoarele:

frezare plană de degroșare și finisare, Fig. 2.59;

frezare insulă rectangulară, Fig. 2.60;

frezare buzunar circular, Fig. 2.61;

găurire Ø6 + paternare 4xØ6, Fig. 2.62.

Simularea programului

Pentru simularea întregului program precum și pentru simularea a unui anumit ciclu de prelucrare se va proceda în mod analog ca și la strung.

Pentru definirea semifabricatului, din meniul editor al interfeței grafice a simulării se va selecta „TYPE DE GRAPHIQUE” unde avem posibilitatea de a avea un semifabricat solid 3D sau în plan. (Fig 1.64).

În continuare se vor defini dimensiunile semifabricatului. Dimensiunile vor fi definite după axele X, Y, Z. (Fig. 2.65)

X MIN, reprezintă cea mai mica valoare a semifabricatului de-a-lungul axei lui X.

X MAX, reprezintă cea mai mare valoare a semifabricatului de-a-lungul axei lui X.

În mod analog se procedează și pentru celelalte două axe, Y și Z.

După definirea semifabricatului prin apăsarea tastei „START CICLU” vor fi simulate fazele operației. Simularea poate fi executată atât pentru un ciclu de prelucrare (Fig. 2.66…Fig. 2.69) cât și pentru întreg programul.(Fig. 1.70).

La fel ca și la strunjire, la simularea pe centrele de frezat se pot detecta diferite erori/greseli de programare care apar în general din cauza neatenției programatorului.

Cele mai des întâlnite greșeli de programare ce pot fi detectate în timpul procesului de simulare pe un centru de frezat sunt:

Adâncimea de așchiere eronată. O valoare prea mare a adâncimii de așchiere duce în general la deteriorarea sculelor așchietoare și la apariția diverselor defecțiuni ale MU din punct de vedere cinematic. Foarte ușor de remarcat în simulare acest aspect, mai ales în momentul în care am stabilitt mai multe treceri pentru prelucrarea noastră și se observă îndepărtarea adaosului de prelucrare dintr-o singură trecere, Fig. 2.71.

Alegerea eronată a sculelor așchietoare. Ca și în cazul prezentat anterior la strunjire, la prelucrările pe centrele de frezat alegerea eronată a numărului de sculă din magazia de scule este foarte ușor de identificat după verificarea simulării. Am ales cazul unei găuriri unde burghiul selectat în program are diametrul necorespunzător, Fig 2.72.

Programarea erontă a deplasărilor sculelor așchietoare. La fel ca și la strunjire, la prelucrarea pe centrele de frezat există limitări de cursă pe toate axele de deplasare X, Y, Z. Astfel programarea unei deplasări mult mai mari decât este permisă în limitele fizice, duce la apariția unui mesaj de avertizare pe ecranul MU.

În urma realizării acestor simulări atât pe strungul CNC cât și pe centrul de frezat am observat că utilarea mașinii unelte CNC cu un software care poate simula procesul tehnologic de așchiere este foarte importantă și aduce doar avantaje.

Printre avantajele pe care le aduce un simulator de process tehnologic putem enumera:

evitarea coliziunilor între elementele sistemului tehnologic;

evitarea deteriorării sculelor așchietoare;

evitarea realizării unor prelucrări incorecte;

urmărirea procesului tehnologic de așchiere și identificarea erorilor de programare.

În următorul capitol am prezentat un program care este utilizat pentru simularea, verificarea și optimizarea întregului process tehnologic de așchiere.

CAPITOLUL III Vericut – soluție superioară de simulare, verificare și optimizare a prelucrărilor pe MUCN

În cadrul acestui capitol se va prezenta software-ul Vericut utilizat la simularea, optimizarea și verificarea proceselor tehnologice pe MUCN. Capitolul integreză o prezentare generală a programului, modulele caracteristice și se va încheia prin realizarea unui simulări și verificarea acesteia.

Prezentare generală

CGTech, companie americană cu sediul în Irvine, California a fost fondată în anul 1988, fiind unul dintre pionierii aplicațiilor software din domeniul NC/CNC. CGTech este dezvoltatorul aplicației software Vericut – lider mondial în domeniul simularii, verificarii și optimizarii proceselor de prelucrare pe mașini CNC.

Mașinile CNC moderne sunt capabile să realizeze multiple operații de prelucrare, atât individual, cât și combinații succesive de prelucrări. Aceasta implică o complexitate ridicată a proceselor în sine, precum și marea dificultate a operatorului în urmărirea procesului și depistarea erorilor imprevizibile.

Software-ul este dedicat în toate sectoarele de activitate precum: aeronautică, auto, petrol și gaze, energetică, mecanică fină, etc. Este folosit de companii de toate dimensiunile, universități / școli de comerț și agenții guvernamentale din peste 55 de țări.

Complexitatea unui proces este determinată atât de factori de proces tehnologic, dar și de costurile aferente semifabricatului și a sculelor utilizate. O mișcare rapidă în material sau chiar o coliziune minoră pot conduce la rebuturi sau chiar la distrugerea sculelor. Prin utilizarea Vericut aceste aspecte nu mai reprezintă o problemă.

Bazat pe realitatea virtuală, Vericut oferă un sprijin considerabil operatorului CNC în testarea operațiilor de prelucrare complexe, înainte de a risca erori de producție costisitoare.

Considerat ca fiind cea mai precisă tehnologie de detectare virtuală a coliziunilor, Vericut permite vizualizarea 3D realistă a întregii mașini CNC, precum și a procesului de prelucrare efectiv. Aplicatia determină în amănunt atât coliziunile, cât și ineficiența oricărei componente a mașinii: ghidaje alunecătoare, mese rotative, capete de lucru, turele port-scule, sculele așchietoare, sistemul de schimbare al sculei, etc.

Vericut permite eliminarea procesului de verificare manuală a programelor NC.

Programul optimizează, de asemenea, programele NC pentru a economisi timp și a realiza suprafețe de o calitate superioară. Simulează toate tipurile de mașini-unelte CNC, inclusiv cele de la producători de renume precum Mazak, Makino, DMG / Mori Seiki, Okuma etc.

Vericut rulează independent, dar poate fi integrat și cu toate sistemele CAM de vârf.

În urma simulării cu Vericut, operatorul CNC detectează eventualele erori din programul NC, precum și potențialele coliziuni sau zone de ineficiență din procesul de prelucrare CNC.

Utilizarea Vericut contribuie la:

Diminuarea rebuturilor și a costurilor aferente;

Eliminarea coliziunilor sculelor și diminuarea ruperii acestora;

Evitarea coliziunilor mașinilor și reducerea costurilor de reparații;

Alegerea mașinilor CNC potrivite și a sculelor adecvate procesului de prelucrare;

Reducerea vitezei de configurare a operațiilor de prelucrare;

Evitarea riscului dezaxării, fie în timpul configurării, fie în timpul operării;

Optimizarea vitezelor de avans, pentru a reduce ciclul de producție și creșterea calității suprafețelor prelucrate;

Generarea documentației de proces (suport hârtie și electronic), cuprinzând și analiza de pe terminalul mașinii;

Îmbunătațirea automatizării, reducerea sau chiar eliminarea intervenției operatorului;

Rapiditatea și precizia obținută pentru piesa finită;

Creșterea flexibilității mașinii CNC la schimbarea tipului de prelucrare;

Repetabilitatea operațiilor;

Reducerea duratei de execuție a reperului, precum și diminuarea producției pe stoc;

Reducerea costurilor pentru scule speciale și a timpilor de pregătire a mașinii;

Diminuarea timpului de calificare pentru operatori;

Creșterea siguranței în exploatare, etc.

Vericut este o aplicație independentă, dar poate fi de asemenea integrată cu majoritatea aplicațiilor software CAD/CAM, cum ar fi:

PTC Creo Parametric;

Dassault Catia;

Siemens NX;

Delcam PowerMill și FeatureCAM;

Mastercam;

ESPRIT;

Edgecam;

Open Mind HyperMill, etc.

Obiectivul esențial pentru Vericut este simularea exactă a procesului de prelucrare. Din acest considerent, CGTech se află în diferite parteneriate strategice cu marii producători și furnizori de scule așchietoare și mașini unelte.

Interfața Vericut cuprinde o serie de comenzi grupate în toolbar-uri clasice regăsite în majoritatea programelor de proiectare grafică.

Fig. 3.10 Interfața Vericut

În bara de acces rapid se regăsesc instrumente de lucru referitoare la deschiderea în Vericut a unui proiect existent, salvarea proiectului curent, definirea sculelor așchietoare, statusul prelucrării, modul de vizualizare a zonei de lucru.

Ribbon tabs cuprinde o serie de instrumente ce fac referire la diverși indicatori de programare a simulării, verificării si optimizării proceselor tehnologice dar și instrumente de lucru referitoare la setările software-ului.

Structura arborescentă oferă instrumentele necesare pentru a configura întreg procesul tehnologic de prelucrare. În structura arborescentă se regăsesc datele legate de procesul de prelucrare precum: mașina unealtă, semifabricatul, programul NC, originea piesei, sculele așchietoare, etc .

Meniul de configurare este utilizat pentru importarea datelor de lucru (mașina unealtă, semifabricat, program NC, etc) dar și pentru altor date cu caracter general (mod de vizualizare al elementelor componente, translații pe axe, rotații, etc).

Viteza simulării se poate seta în funcție de modul cum se dorește analizarea acesteia. Pentru o viteză de simulare mai mare se va deplasa cursorul de la stânga spre dreapta sau se va introduce viteza de deplasare în procente.

Zona grafică afișează atât mașina unealtă cât și semifabricatul prins în dispozitivul de fixare. Opțional se poate alege doar afișarea anumitor elemente componente ale sistemului tehnologic.

Structura arborescentă oferă instrumentele necesare pentru a configura întreg procesul tehnologic de prelucrare. În structura arborescentă se regăsesc datele legate de procesul de prelucrare precum: mașina unealtă, semifabricatul, programul NC, originea piesei, sculele așchietoare, etc .

Fig. 3.11 Structura arborescentă

Semifabricatul, respectiv mașina unealtă cu ajutorul instrumentului de lucru VIEW CUB pot fi vizualizate din mai multe plane în funcție de anumite detalii pe care dorim să le analizăm.

Fig. 3.12 View cube

În acest subcapitol au fost prezentare aspecte referitoare la aplicabilitatea și utilizarea Vericut, structura interfaței programului, precum și a diverselor avantaje pe care le oferă programul. În continuarea se vor prezenta cele trei module fundamentale în Vericut.

Simularea, verificarea și optimizarea proceselor tehnologice în Vericut

Vericut se bazează în general pe realitatea virtuală, putând simula întreg procesul tehnologic de prelucrare, verificând eventualele coliziuni, erori de programare ce pot apărea în timpul prelucrării și optimizând totodată programul NC în funcție de materialul de prelucrat, mașina unealtă utilizată, sculele așchietoare utilizate.

Simularea proceselor tehnologice în Vericut

Vericut permite simularea virtuală a procesului de prelucrare, având ca rezultat predeterminarea eventualelor coliziuni care pot apărea la diferite nivele, între diferitele componente ale mașinii, piesa prelucrată, elementele de fixare și port-scule.

Software-ul de simulare lucrează cu coduri G. Pe lângă codurile G în simulare mai pot fi introduse:

mașini multi-ax pentru frezare, strunjire, găurire, mașini EDM;

mașini de prelucrat cu mai mulți arbori;

mașini de prelucrat cu diferite sincronizări de axe;

atașamente auxiliare: șuruburi, suporturi fixe, dispozitive de prindere a pieselor, dispozitive de

ridicare a barelor, etc.

Avantajele simulării procesului tehnologic în Vericut:

Eliminarea coliziunilor accidentale și a apropierilor nejustificate;

Verificarea capabilitaților mașinii;

Creșterea eficienței de producție;

Scurtarea duratei de implementare a mașinii;

Perfecționarea documentației de process;

Creșterea siguranței în producție.

Vericut simulează o gamă largă de mașini unelte de la producătorii de top precum:

Mazak (Fig. 3.13);

DMG Mori (Fig. 3.14);

Chiron (Fig. 3.15);

Okuma (Fig. 3.16);

Haas (Fig. 3.17);

Makino (Fig. 3.18).

În continuare se va prezenta interfața grafică a simulării, comenzile principale precum și modul de rulare a unei simulări. Interfața grafică a simulării oferă posibilitatea vizualizării 3D a piesei, dispozitivelor, sculelor așchietoare, mașina unealtă. Opțional se poate alege doar vizualizarea anumitor componente.

Bara de control a simulării cuprinde o serie de comenzi utilizate în vizualizarea simulării, oprirea simulării, reluarea simulării, simularea fiecărei linie de program, etc.

Fig. 3.19 Bara de control a simulării

După introducerea elementelor de intrare în Vericut (MU, dispositive, scule, semifabricat) se poate realiza simularea procesului tehnologic.

În figura următoare întâlnim butoanele ce fac referire la modul de rulare a simulării.

Fig. 3.20 Butoanele simulării

Butonul START / STOP, pornește și oprește simularea procesului tehnologic. Butonul STEP permite vizualizarea simulării pas cu pas, de la o linie de program NC la altă linie de program. REWIND oprește simularea, și resetează tot parcursul programului NC, erorile de programare apărute până în momentul acționării acestui buton rămân valabile. Butonul RESET MODEL resetează întreaga simulare, inclusive erorile de programare întâlnite.

După realizarea simulării procesului tehnologic se pot verifica toate erorile apărute în procesul tehnologic, aspect tratat în următorul subcapitol.

Verificarea proceselor tehnologice în VERICUT

Acest modul detectează greșelile din program si ușurează verificarea anumitor părți din program. Este fundamentul liniei de produse VERICUT și este necesar pentru a rula oricare din celelalte module adiționale.

Orice eroare de proces este foarte usor identificată, inclusiv cele care pot conduce la rebutarea piesei, deteriorarea elementelor de fixare sau ruperea sculei. VERICUT importă atât codificări de tip G, cât și modele native CAM. Include instrumente de analiză, măsurare și comparare a piesei prelucrate cu modelul importat. Se poate analiza orice tip de prelucrare, prin orice tip de așezare/prindere.

În decursul simulării se pot genera instrucțiuni de proces și de inspecție, iar după finalizarea simulării se poate exporta modelul prelucrat.

Verificarea procesului tehnologic se poate analiza încă de la începerea simulării grafice. În timpul verificării procesului tehnologic de prelucrare, coliziunile dintre diverse elemente ale sistemului tehnologic sunt marcate de culoarea roșie iar greșelile de programare care nu au un caracter catastrofal pentru prelucrare, cum ar fi rotația greșită a sculei, avansul de lucru prea mare sau prea mic, sunt marcate de culoarea albastră în zona mesajelor de alertă. Aceste culori ce definesc greșelile de programare sunt implicit definite de către Vericut însă ele pot fi schimbate.

Vericut, oferă posibilitatea monitorizării în permanență a fiecărei linie de program. Acționând fereastra de lucru Analysys iar apoi butonul NC Program Preview va fi afișată fereastra care conține întreg programul NC.

În dreptul fiecărei linii de program în care a fost identificată o greșeală de programare va apărea culoarea specifică, după cum a fost menționat mai sus.

Vericut, oferă posibilitatea monitorizării în permanență a fiecărei linie de program. Acționând fereastra de lucru Analysys iar apoi butonul NC Program Preview va fi afișată fereastra care conține întreg programul NC. Selectând eroarea apărută în zona mesajelor de alertă vom fi transferați automat la linia din program în care se regăsește neconformitatea.

Fig. 3.22 Vizualizare program NC

Erorile de programare identificate de către Vericut vor fi ulterior analizate de către programator

și remediate. Vericut nu remediază erorile de programare însă oferă posibilitatea modificării programului NC direct în fereastra NC Program Preview.

Avantajele verificării proceselor tehnologice în VERICUT:

reducerea rebuturilor;

eliminarea erorilor din program;

instruirea operatorilor fără a utiliza masina CNC;

îmbunătățirea documentației de proces.

După verificarea procesului tehnologic și remedierea erorilor de programare, programul poate poate fi optimizat în vederea îmbunătățirii regimurilor de așchiere și creșterea timpului pe ciclul de prelucrare aș unui reper, aspect tratat în următorul subcapitol.

Optimizarea proceselor tehnologice în VERICUT

Optimizarea în VERICUT porneste de la urmatoarea premiză: viteza de avans crește în cazul unui adaos mic de prelucrare, respectiv scade în cazul unui adaos mare de material. Noua valoare este introdusă automat în secventa NC considerată, fară modificarea traiectoriei sculei.

Pe baza condițiilor de proces, a tipului sculei și a capacitatății acesteia de prelucrare, VERICUT determină valoarea optimă a vitezei de avans. Ulterior, această valoare este alocată automat în programul NC, corelat cu secvența respectivă.

Optimizarea procesului tehnologic în VERICUT analizează toți factorii care iau parte la procesul tehnologic de prelucrare precum:

capacitatea mașinii-unelte (puterea mașinii, tipul axului, lichidul de răcire, etc.);

rigiditatea dispozitivelor de fixare;

tipul sculei așchietoare (material, număr de dinți, lungime, etc.);

adâncimea de așchiere;

geometria sculelor așchietoare;

uzura sculelor așchietoare;

viteza de avans.

Astfel în urma acestei analize va determina viteza optimă fiecare secvență de deplasare.

Optimizarea vitezei de prelucrare implică reducerea duratei ciclului de prelucrare, creșterea duratei de viată a sculei, precum și îmbunătățirea calității suprafețelor prelucrate.

Avantajele optimizării în VERICUT:

reducerea duratei ciclului de prelucrare;

creșterea calitații suprafeței prelucrate;

ajustarea vitezei de avans;

reducerea uzurii sculei;

creșterea productivitații;

realizarea de produse de complexitate ridicată într-un timp mult mai scurt.

Fig. 3.23 Optimizare program NC

Introducerea elementelor sistemului tehnologic.

Vericut utilizează o bază de date proprie în care se regăsesc o gamă largă de mașini unelte cu comandă numerică, dispozitive de fixare, scule așchietoare, etc. În funcție de complexitatea prelucrărilor mai pot fi introduse și alte MUCN-uri, dispozitive de fixare, care nu se regăsesc în baza de date Vericut.

Pentru simularea unei prelucrări în Vericut vor trebui fi introduse elementele unui sistem tehnologic. Pe langa acestea va mai trebui fi important și codul NC, cod care nu este generat de către Vericut.

Importarea unei MUCN în VERICUT

În structura arborescentă, se va selecta

Fig. 3.24 Poziția MU în structura arborescentă

Se verifică dacă este selectat butonul de configurare Acest buton ne va afișa în partea de jos a paginii Project Tree un panou în care se vor seta diferite configurații ale elementelor selectate.

Se va selecta butonul pentru importarea unei mașini unelte în Vericut.

Fig. 3.25 Buton importare mașină unealtă

Se va selecta mașina unealtă, apoi se va da click pe Open.

Fig. 3.26 Importarea mașinii unelte

Importarea dispozitivului de fixare a semifabricatului în Vericut

În structura arborescentă, se va selecta

Configure > Component > Add Model > Model File

Fig. 3.27 Importare model dispozitiv

Se va selecta modelul, apoi se va da click pe Open. Modelele selectate vor apărea în structura arborescentă.

Fig. 3.28 Poziția dispozitivelor în structura arborescentă

Importarea semifabricatului în Vericut

În structura arborescentă, se va selecta

Configure > Component > Add Model > Model File

Se va selecta modelul semifabricatului, apoi se va da click pe Open.

Fig. 3.29 Poziția modelului semifabricatului în structura arborescentă

Importarea modelului CAD al piesei

În structura arborescentă, se va selecta

Configure > Component > Add Model > Model File

Se va selecta modelul CAD al piesei, apoi se va da click pe Open. Modelul CAD va apărea în structura arborescentă.

Fig. 3.30 Poziția modelului CAD piesă în structura arborescentă

În general modelul CAD al piesei nu trebuie să fie afișat în timpul simulării. Prin urmare se va da click dreapta pe el, după care se va selecta Visibility > Blank. Modelul CAD al piesei este utilizat pentru viitoarele verificări și trebuie să rămână ascuns până când este necesar.

Fig. 3.31 Modelul CAD al piesei

Adăugarea unei scule așchietoare

În structura arborescentă, se va selecta

Fig. 3.32 Poziția sculei așchietoare în structura arborescentă

Se va da dublu click pe selecție;

Se va deschide fereastra tool manager;

Fig. 3.33 Meniul sculelor așchietoare

În zona de alegere a sculelor așchietoare se va alege tipul sculei așchietoare după care se vor defini toți parametrii sculei alese. Sculele așchietoare se pot configura direct în această interfață fie se pot importa modelele CAD.

Fig. 3.34 Definirea unei scule așchietoare

După definirea / adăugarea unei scule așchietoare se va putea închide fereastra Tool Manager, salvând modificările realizate, astfel scula nou creată va apărea în structura arborescentă și va fi corelată cu poziția sa în programul NC.

Adăugarea programului NC și adăugarea sistemelor de coordonate

Software-ul Vericut nu generează programul NC. Acesta trebuie importat ulterior fie în format G sau Apt.

Importarea programului NC

În structura arborescentă, se va selecta NC Programs

Fig. 3.35 Poziția programului NC în structura arborescentă

Din meniul configurare program NC, afișat în partea de jos a structurii arborescente se va selecta adăugarea unui program NC.

Fig. 3.36 Adăugarea unui program NC

Se va selecta programul și apoi se va da click pe OK.

Fig. 3.37 Importarea programului NC

Programul nou adăugat va apărea în structura arborescentă.

Fig. 3.38 Poziția programului NC importat în structura arborescentă

Adăugarea unui sistem de coordonate

Inserarea unui sistem de coordonate în Vericut presupune stabilirea originii unui anumit element din cadrul sistemului tehnologic. Acest sistem de coordonate reprezintă diverse origini atașate anumitor elemente. În structura arborescentă se va selecta

Sistemul de coordonate nou adăugat se poate atașa dispozitivelor de fixare, semifabricatului sau arborelui principal. În meniul de configurare se va selecta adăugarea unui nou sistem de coordonate după care se va defini poziția acestuia după direcțiile X, Y, Z.

Fig. 3.39 Crearea unui sistem de coordonate

Exemplu

În acest subcapitol a fost realizată o simulare a procesului de prelucrare pentru o bucșă. Principalul scop al simulării realizate este de a detecta potențialele erori ce apar în timpul procesului de prelucrare și de optimizarea a acestuia.

Pentru realizarea simulării procesului tehnologic, în primă fază am introdus toate elementele de intrare precum: mașina CNC, dispozitivele de prindere, semifabricatul, modelul piesei, sistemul de coordonate, sculele așchietoare, programul NC).

Toate elementele importante se vor regăsi în structura arborescentă. Exemplul de mai jos a fost realizat a fost realizat pe un centru de frezat în trei axe, modelul mașinii de frezat a fost importat din baza de date Vericut. Toate elementele de intrare în Vericut au fost adăugate conform modului de introducere al acestora descris în subcapitolul anterior

Fig. 3.40 Centru de frezat în 3 axe

În continuare am adăugat dispozitivul de prindere al semifabricatului. Acesta este constituit dintr-o placa circulară de susținere și patru bride. Dispozitivul a fost poziționat pe masa MU.

Fig. 3.41 Dispozitiv de prindere al semifabricatului

După poziționarea dispozitivului de fixare al semifabricatului pe masa mașinii unelte, am introdus semifabricatul și modelul CAD al piesei finale, model care în timpul procesului de prelucrare nu rămâne vizibil.

Fig. 3.42 Semifabricatul importat

Ulterior am introdus și sistemul de coordonate al piesei, care constituie originea piesei față de care va fi analizat tot conținutul programului NC.

Fig. 3.43 Sistemul de coordonate al piesei

În continuare am definit toate sculele așchietoare împreună cu portsculele, utilizate în programul NC. Fiecărei portscule i-am atribuit un număr (ex: T01), număr regăsit în programul NC.

Fig. 3.44 Definirea sculelor așchietoare

Ca și un ultim element de intrare a fost programul NC. Programul a fost generat cu ajutorul modului de mașinare din Catia.

După ce am introdus toate elementele de intrare în Vericut am pornit urmărirea grafică a simulării.

O primă eroare de programare a fost detectată pe linia de program N7, unde Vericut ne atenționează că așchiem fără lichid de răcire. Mesajul de avertizare s-a menținut și în linia de program N8. Pentru înlăturarea acestei erori am adăugat o funcție auxiliară M08 prin care s-a pornit lichidul de răcire.

Fig 3.45 Așchiere fără lichid de răcire

Următoarea eroare de programare a fost detectată pe linia de program N26 unde am pătruns în material cu avans de lucru rapid. Pentru înlăturarea acestei erori de programare am activat funcția pregătitoare G01 și am introdus un avans de lucru, diferit de avansul de lucru rapid al MU.

Fig 3.46 Așchiere în material cu avans rapid de lucru

Cea de a treia eroare de programare detectată în Vericut a apărut pe linia de program N113, unde sensul de rotație a sculei este greșit. Următoarele două erori de programare au fost legate tot de rotația greșită a sculei așchietoare. În momentul în care au fost definite sculele așchietoare în Vericut, a trebuit stabilit și sensul de rotație în care acestea pot așchia. Astfel pentru scula definită T07, care este un burghiu a fost stabilit în program sensul de rotație greșit. Pentru remedierea acestei erori funcția auxiliară din program M04 (rotație în sens antiorar) a fost înlocuită cu M03 (rotație în sens orar).

Fig 3.47 Rotația greșită a sculei așchietoare

Următoarele erori apărute în cadrul verificării procesului tehnologic pe liniile din program N125, N127 și N128 sunt legate de vitezele de avans pentru sculele așchietoare utilizate. Utilizarea sculelor așchietoare cu o viteză de avans mai mare decât cea recomandată de producătorul de scule poate duce la uzura premature a acestora.

Erorile sunt marcate de această data cu galben, fapt ce ne avertizează că ele nu sunt greșeli catastrofale de programare ci doar că regimul de așchiere ales poate influența considerabil durabilitatea sculei așchietoare. Pentru remedierea acestei erori am micșorat vitezele de avans.

Fig. 3.48 Viteza de avans prea mare pentru sculele utilizate

Pe linia din program N201, N202 a fost detectată tamponarea sculei așchietoare cu dispozitivul de fixare al semifabricatului. Acest tip de eroare este marcată de culoarea roșie ceea ce ne avertizează cum că ar fi o eroare catastrofală.

Fig. 3.49 Tamponarea sculei cu dispozitivul de fixare

Ultima eroare apărută în cadrul simulării procesului tehnologic este regăsită pe linia de program N266. De această dată scula așchietoare, freza deget a tamponat semifabricatul în cadrul fre zării unei suprafețe circulare.

Fig. 3.50 Tamponarea sculei cu semifabricatul

În cadrul acestui capitol a fost prezentat software-ul Vericut, modulele fundamentale definitorii ale programului și am realizat un exemplu în care am identificat erorile de programare întâlnite în procesul tehnologic de așchiere. Prin urmare Vericut ajută foarte mult evitarea costurilor de fabricație nepreconizate și se pretează foarte bine în producția de piese cu geometrii complexe în care costul semifabricatul are o valoare foarte ridicată.