Témata
Reklama

Od výkresu k výrobku

Počítače v dnešní době umožňují snadným způsobem řešit i poměrně náročné úlohy. Díky spojení CAD systémů a číslicově řízeného obráběcího stroje přes technologickou přípravu a tvorbu NC programů v jeden kompaktní celek je dokonce relativně příjemným způsobem možné navrhnout strojírenskou součást a přejít k její realizaci s minimálním zapojením lidské práce.

Manuální tvorba NC programů je zdlouhavá, pracná a především s sebou nese vysoké riziko chyb i u zkušeného programátora. V současné době na trhu existují prostředky pro automatickou tvorbu NC programů. Většinou se zaměřují na obrábění tvarově náročných součástí definovaných složitým matematickým předpisem, a jsou tedy svou cenou a nároky na odbornost programátora pro malé a střední firmy často nepřístupné. Právě pro takovéto podmínky byl vyvinut software Dxf2cnC. Oblastí jeho využití je frézování a vrtání v tzv. 2,5D prostoru, tedy rovinné obrábění s volbou hloubky řezu. To je právě nejčastější pracovní náplň malých a středních strojírenských firem.
Reklama
Reklama
Reklama

Základní charakteristika

Program Dxf2cnC je určen k tvorbě NC programů pro řídicí systémy Heidenhain a kód ISO, který lze po úpravě použít pro libovolný NC stroj. Program byl sestaven tak, aby měl co nejmenší nároky na hardware počítače. Proto je pro jeho provoz zapotřebí jen procesor 386 s grafickou kartou VGA a operační systém MS-DOS. Program zpracovává výchozí data přímo z digitálního výkresu ve formátu .DXF. Tato data se vytvoří v libovolném CAD systému, jako jsou například AutoCAD nebo IntelliCAD, které jsou dostupné zdarma.
Program Dxf2cnC vybere ze souboru geometrické prvky typu "křivka" a "kružnice" a ostatní ignoruje. Proto může soubor obsahovat i jiné prvky z výkresové dokumentace, aniž by to ovlivnilo generování NC programu. Křivky reprezentují obráběný obrys součásti a kružnice vrtané díry. Jsou-li tyto prvky umístěny ve výkresu v různých hloubkách, program hloubky respektuje a přenese je i do výsledného NC programu.
Práce s programem je rozdělena do dvou sekcí - technologické a grafické. V první části se zobrazí menu technologických parametrů pro frézování a vrtání. Všechny položky mají připraveny implicitní hodnoty. Mezi nimi je možno pohybovat se kurzorovými klávesami nebo myší. Ke každé položce se zobrazuje na spodním řádku stručná nápověda. Pokud program nenalezne ve vstupním souboru křivky nebo kružnice, vynechá tabulku parametrů příslušné technologie - frézování nebo vrtání. Z technologické části lze kdykoli přejít do grafické sekce a pak zase zpět. Grafická část slouží pro kontrolu výsledné NC dráhy. Obraz je možno zvětšovat, zmenšovat a posouvat. Zde je také možno ověřit dosažitelnost dráhy pro frézu požadovaného průměru. Nedosažitelné úseky dráhy program zvýrazní a nabídne řešení. Lze tady také provádět reverzi drah frézy a základní geometrické transformace v rovině XY. Těmi jsou posunutí, otáčení, zrcadlení a změna měřítka. Kromě NC dat program generuje data pro technickou kontrolu a soubor .SCR pro zpětnou kontrolu v CAD systému. Program také vypočte délku a čas dráhy frézování. Ve zvláštním režimu umožňuje program nahrazení lomené čáry plynulou křivkou složenou z tečně na sebe navazujících oblouků.

Způsob obrábění

Pro frézování program používá pouze jediný nástroj. Program ze vstupního souboru vybere všechny křivky, umožní změnit jejich pořadí a orientaci, nechá vybrat pravou, levou nebo nulovou korekci a podle zadání řezných podmínek vygeneruje první část programu. Do prvního bodu každé křivky najede v přejezdové rovině (nad materiálem) bez korekce. Poté načte korekci a sjede na hloubku obrábění podle zadané hodnoty osy Z. Na konci každé křivky nástroj vyjede rychloposuvem do navolené bezpečnostní roviny a v ní přejede na hodnoty XY odpovídající začátku další křivky. Po frézování v NC programu následuje vrtání. Program realizuje vrtání tolika nástroji, kolik různých průměrů kružnic nalezne ve vstupním souboru. Kružnice se pro ten účel seřadí do skupin podle velikosti. Před vrtáním program všechny díry navrtá jedním navrtávákem, NC špičkou s vrcholovým úhlem 90 stupňů.

Technologická sekce

Pro frézování a vrtání se zadává řezná rychlost, průměr nástroje, počet břitů a posuv na jeden břit. Každá položka má nastavenou implicitní hodnotu, která odpovídá nejčastějšímu použití. Jestliže nám nastavené parametry vyhovují, je možno přejít rovnou do grafické sekce. V případě potřeby jejich úpravy program automaticky přepočte hodnoty ostatních parametrů, aby stále platily matematické vztahy dané problematikou technologie obrábění (například řezná rychlost a průměr nástroje ovlivňují otáčky). Řezné podmínky pro frézování se objeví pouze, pokud je ve vstupním souboru přítomna alespoň jedna křivka. Stejně tak při vrtání se objeví jen tehdy, když vstupní soubor obsahuje kružnice. U vrtání se zadávají řezné podmínky pro všechny vrtáky společně. Zde je možno postupovat více způsoby. Lze zadat řeznou rychlost s velikostí tloušťky třísky (přesněji posuv na zub) a otáčky i minutový posuv se vypočtou podle průměru nástroje. Často je však v praxi vhodnější použít stejný minutový posuv pro vrtáky různých průměrů a různých otáček. Takovou možnost program také podporuje. Tato varianta dovolí, aby například vrták o průměru dva milimetry (a malé pevnosti a tuhosti) byl zatížen příslušně menší silou než například vrták 30 mm při stejné řezné rychlosti. Můžeme také zadat omezující otáčky a program pak upraví případné vyšší otáčky a k nim i posuv. Tyto hodnoty můžeme libovolně měnit tak dlouho, až usoudíme, že stav je optimální. Navrtání se automaticky provede do hloubky rovnající se poloměru vrtaných děr, nejhlouběji však do nastavené maximální hloubky. Při navrtávání lze také rovnou provádět sražení hran děr.
Pro frézu, vrtáky a navrtávák je třeba zadat pracovní roviny. Zadává se hloubka obrábění, povrch součásti a přejezdová rovina. Tyto roviny se zadávají zvlášť pro frézování a pro vrtání. Frézování a vrtání mohou mít rozdílné hodnoty povrchu obrobku, hloubky obrábění i přejezdové roviny. Hloubka obrábění může mít jen zápornou hodnotu (vztahuje se přírůstkově k povrchu obrobku) a stanoví se jen pro ty entity (křivky a kružnice), jejichž souřadnice je nulová. Je to proto, aby bylo možno již při tvorbě výkresu rozhodnout pro každou entitu zvlášť o její souřadnici v ose Z. A naopak, když jsou všechny prvky ve stejné hloubce, může být pro programátora snazší nakreslit je v rovině s nulovou hodnotou v ose Z a hloubku zadat až při generování programu. Program Dxf2cnC umožňuje také kombinovat entity s nenulovou Z-souřadnicí s entitami s nulovou Z-souřadnicí, u kterých se zadá hloubka obrábění přímo v technologické části programu.
Technická kontrola kontroluje tvar obecných křivek pomocí souřadnicového měřicího zařízení. V jedné ose se najíždí na definované hodnoty. Ve druhé ose se odečte naměřená hodnota, a ta se porovnává s tabulkou předepsaných tolerancí. Úchylka ve směru osy Y je však jiná než úchylka ve směru normály. Proto program provádí přepočet podle odklonu normály od osy Y. Konstruktérem povolená tolerance tvaru křivky se zadá jako jedna hodnota v technologické části programu. Do souboru s koncovkou .KON (pro technickou kontrolu) se vedle souřadnic měřených bodů vypíší tolerance úchylek ve směru osy Y. Soubor se vytvoří jen tehdy, pokud vstupní DXF soubor obsahuje křivky.

Vizuální kontrola programu

Grafická sekce je prostředek pro vizualizaci programu, pro volbu pořadí a orientace drah frézování, pro zadání korekce a pro geometrické transformace. Každou funkci lze vyvolat kdykoliv pomocí příslušných kláves. Graficky se v různých barvách znázorňují rozličné údaje o generovaném programu. Dráha se kreslí hnědou barvou, žlutě se vykreslí úseky nedosažitelné pro frézu daného průměru za dané korekce. Tyrkysovou barvou se zobrazují přejezdy mezi jednotlivými křivkami v bezpečnostní rovině a světle modré jsou vrtané díry. Kontrolní body na dráze je možno zobrazit bílou barvou. Tou se kreslí i osový kříž. Na monitoru se objeví zelená šipka symbolizující začátek dráhy a červená kružnice, symbolizující frézu. Kružnice svým postavením vůči šipce naznačuje korekci. Obraz lze po monitoru posouvat kurzorovými klávesami nebo myší. Velikost zobrazení (zoom) se mění klávesami "plus" a "minus" na numerické klávesnici. V pravém horním rohu obrazovky se objeví šipky ukazující polohu nulového bodu vůči monitoru. Měřítko se také indikuje v pravém horním rohu obrazovky za slůvkem Zoom. V grafické sekci můžeme provádět geometrické transformace, které se projeví i v NC programu. Můžeme tak celý program posouvat, otáčet, zrcadlit a proporcionálně zvětšovat a zmenšovat dráhy nástrojů. Implicitně jsou nastaveny hodnoty, které jsou pro danou transformaci neutrální, a tudíž při jejich potvrzení k žádné transformaci nedojde. Je také možno převrátit směr nebo pořadí drah oproti zadání ve vstupním souboru. To využijeme především tehdy, když chceme například místo sousledného frézování použít nesousledné a naopak. Také je tak možno opravit hrubování po ekvidistantách, které se v grafickém systému CAD generují směrem od obrobku, kdežto v praxi potřebujeme pravý opak.
Program Dxf2cnC umožňuje bez velké námahy vytvářet NC programy pro většinu vyráběných součástí. Svou nízkou cenou i nenáročností obsluhy patří k nejdostupnějším programovacím prostředkům.
Reklama
Vydání #4
Kód článku: 20418
Datum: 17. 04. 2002
Rubrika: Trendy / CAD/CAM/CAE
Autor:
Firmy
Související články
Příprava CAD modelu součásti pro výrobu

NC programátoři se velmi často potýkají s problémy týkajícími se různé kvality trojrozměrných modelů potřebné pro programování obrábění. Úpravy mohou být obtížné, protože 3D modely součástí často pocházejí z různých zdrojů.

Softwarové řešení pro přípravu NC programů

Firma FANUC nabízí možnost rozšíření svých CNC řídicích systémů o grafické programovací prostředí nazvané Manual Guide i.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Související články
CNC řízení pro rychlostní a multifunkční obrábění

Výsledek obráběcího procesu v parametrech přesnost/rychlost/povrch je dán mnoha faktory na straně stroje, nástrojů, způsobu programování a upínání, přičemž může existovat i více cest k jednomu stanovenému cíli. V tomto článku bychom se chtěli zaměřit na CNC řídicí systém, který je dnes bezpochyby podstatnou a nenahraditelnou složkou tohoto procesu. Řídicím systémem přitom většinou rozumíme jak vlastní řídicí počítač, tak i pohony os a vřeten a systémy odměřování polohy.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Velmi rychlá dvojčata

SolidCAM a InventorCAM jsou jeden a tentýž CAM program integrovaný v různých CADech (SolidWorks a Autodesk Inventor), proto má smysl mluvit o obou najednou. Neliší se funkčně totiž opravdu vůbec, pouze je uživatel ovládá ve svém oblíbeném CADu.

Virtuální stroj pomáhá vyhnout se poškození

Kolize během obrábění jsou vždy nákladnou záležitosti. Tím, jak se výroba vybavuje stále vyšší úrovní automatizace a s rozšiřováním aplikací internetu věcí (IIoT) nabývá prevence chyb na složitosti i časové náročnosti. Japonský výrobce CNC strojů Okuma , který si jako jediný na světě vyrábí veškeré klíčové komponenty obráběcích strojů sám, vyvinul digitální řešení, které slouží k přípravě, simulaci a otestování celého procesu obrábění před jeho zahájením. Během vlastního obrábění provádí systém Collision Avoidance Systém (CAS) velmi přesnou virtuální simulaci s předstihem v řádu milisekund před vlastním řezáním. Jakékoli kolize, které by mohly nastat, jsou tak zablokovány předtím, než mohou způsobit vážná poškození - šetříc čas a peníze provozovatele stroje.

Automatizace lidem práci nebere

Automatizaci se ve firmě Kovosvit MAS věnují od roku 2013. Z původního projektu vznikla samostatná divize MAS Automation a na letošní rok má plánované téměř dvojnásobné tržby oproti roku 2017. V porovnání s plánovaným obratem celého Kovosvitu jsou tržby divize zatím nevýznamné, ale průměrný růst divize o dvě třetiny ročně dokládá, že automatizace má v podniku ze Sezimova Ústí zelenou.

Digitalizujeme svět obrábění

Digitalizace v oblasti obráběcích strojů je poměrně nový fenomén. Svět digitalizace se stává svébytným ekosystémem a Siemens jako jediný má pro jeho vytvoření a fungování potřebnou škálu nástrojů – od simulačních programů pro plánování a virtuální zprovoznění strojů, výrobků i procesů přes řídicí systémy a další prvky průmyslové automatizace po monitoring a sběr dat, cloudová úložiště i manažerské nadřazené systémy. Jaké výhody digitalizace přináší, ukázal Siemens na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně mimo jiné také na prototypu multifunkčního obráběcího centra MCU450 společnosti Kovosvit MAS.

Propojené systémy ve výrobě

Ekonomická síla firmy, její produktivita a úspěch na trhu závisí do značné míry na tom, jak chytře a efektivně společnost využívá data, která má k dispozici, a na tom, jaká data vůbec má k dispozici. Sběr a vyhodnocování dat umožňují procesy neustále monitorovat a vylepšovat. Digitalizace všech částí výroby a následná chytrá analýza dat tak zvyšuje produktivitu a efektivitu výroby, umožňuje rychlejší uvedení výrobku na trh, energeticky účinný provoz a ekonomickou výrobu velkého množství individualizovaných výrobků. Společnost Siemens nabízí komplexní portfolio softwarových a hardwarových řešení, která už dnes pomáhají digitalizovat celý vývojový a výrobní proces.

Větší řádkování při obrábění načisto

Při použití fréz s optimálně zakřiveným břitem pro frézování vnějších povrchů je možné časy na dokončovací obrábění značně snížit. Docílit toho lze vzájemnou souhrou stroje, nástroje a softwaru, jak ukazuje následující příklad.

Simulací ke zlepšení efektu mazání a chlazení

Optimalizace třískového obrábění moderní metodou simulace strategie mazání a chlazení je dnes podrobena systematickému výzkumu. Použitím simulace procesu třískového obrábění a simulace proudění chladicího média se značně sníží náklady na výzkum a vývoj.

Zubní náhrady aneb strojírenství i v dentálním průmyslu

Zubní náhrady se vyrábějí již od dob egyptských faraonů téměř stejným způsobem. Pouze materiály a metody se za tu dobu vyvinuly na úroveň 21. století.

Software MSP - dva nástroje k bezchybné výrobě na 5osých centrech

V jednom z předchozích článků jsme se zabývali obslužným SW pro spínací dotekové měřicí sondy. Ukázali jsme, že běžná měřicí doteková sonda je vlastně jenom opakovatelný spínač a že použitelný výsledek nám dá až software v řídicím systému. Ať už pracujeme s makroprogramy přímo v paměti CNC nebo tvoříme vlastní cykly na úrovni CAD, výsledkem jednoho měření je obvykle údaj o jednom geometrickém prvku, maximálně vztah několika prvků (nový počátek nebo úhel natočení obrobkových souřadnic, průměr a osa díry, šířka drážky apod.). Také obslužný software skenovací sondy, která obvykle sbírá mnohem větší množství bodů než sondy spínací, většinou směřuje k hodnocení daného prvku nebo pravidelného geometrického tvaru.

Ideální CNC frézka pro technické školy

Strojírenské školství stojí před stálou výzvou, jak produkovat studenty, kteří obstojí v praxi. K tomu musí vytvářet podmínky pro jejich výchovu tak, aby je strojařina opravdu „chytila“ a aby získali znalosti a návyky co nejvíce podobné těm, které po nich bude reálný život vyžadovat. Specializovaná CNC učebna založená na cvičné frézce SLV EDU od společnosti SolidVision je skvělým příkladem moderního výukového prostředku k dosažení tohoto cíle.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit