Témata
Reklama

Simulace reálného NC kódu pro obrábění

Společnost Siemens PLM Software nabízí komplexní CAM systém NX CAM, který zaručuje optimalizované propojení s řídicími systémy Sinumerik a umožňuje tak využití disponibilních kapacit výrobního stroje při komplexním obrábění. Pro dosažení nejvyššího možného výkonu současných pokročilých obráběcích center a zkrácení přípravné fáze výroby se nelze obejít bez integrované 3D simulace a verifikace.

Hlavním cílem integrované simulace a verifikace (ISV) je odladit naprogramovanou obráběcí technologii a předejít případným problémům ve výrobě v podobě možného poškození finančně nákladného strojního zařízení. Produkt NX CAM poskytuje svým uživatelům v této klíčové předvýrobní oblasti několik úrovní simulace s různým stupněm spolehlivosti. Pojďme si typy ISV nyní podrobněji představit.

Reklama
Reklama
Reklama
Možnosti řešení integrované simulace

Verifikace drah nástroje

V minulosti jediným, v současné době nejjednodušším a stále ve značné míře využívaným stupněm verifikace dráhy nástroje definované CAM systémem, je způsob počítačové simulace, při níž je programátorům zobrazen stacionární obrobek a pohyby vykonávající řezný nástroj. Standardně umožňuje zobrazit dynamický úběr materiálu, kontrolovat nedoříznutí či podříznutí ploch obrobku, případně zachytit nežádoucí kolize řezného nástroje včetně držáku s obrobkem či upínacími elementy. Této verifikaci lze však přiřadit jen velmi nízký stupeň spolehlivosti. A to i v případě, že je následný výstup v podobě NC programu zamýšlen pouze pro tříosá obráběcí centra nebo centra soustružnická. Důvodem je skutečnost, že verifikace na svém pozadí využívá pouze vnitřní dráhy nástroje CAM systému (tzv. CL data). Na chyby postprocesoru či kinematickou transformaci pohybů z nástroje například směrem na obrobek tato verifikace nebere ohled.

Simulace zahrnující kinematiku obráběcího centra

Simulace zahrnující kinematiku obráběcího centra

Nejrozšířenějším stupněm kontroly výrobních operací mnoha současných CAM systémů je simulace zahrnující kompletní kinematiku obráběcího centra v podobě virtuálního 3D modelu. Pro její provoz není vyžadován simulační driver ani postprocesor, neboť k vyvození pohybů kinematických skupin stroje jsou využívána již zmíněná CL data. Přidaná hodnota tohoto stupně simulace spočívá v možnosti kontroly a eliminace případných nežádoucích kolizních stavů kinematických komponent stroje, popřípadě v ověření dodržení osových limitů stroje při následné výrobě. Tento simulační stupeň není schopen zpracovávat externí NC programy. Chování virtuálního stroje dává programátorům pouze představu, jak by se tento mohl po zhotovení NC programu chovat. Výsledek této simulace nevykazuje případné chyby postprocesoru, ani chyby vznikající například odlišnou interpretací cyklů či transformací.

Simulace s využitím VNCK reprezentuje věrohodné chování pohybu obráběcího stroje.

Simulace založená na interpretaci reálného G kódu

Pomyslný třetí stupeň ISV simulace je založen na interpretaci reálného G kódu. Pokročilejší CAM systémy, mezi které lze produkt NX CAM rozhodně zařadit, využívají k vyvození pohybů 3D modelu obráběcího stroje simulační driver s komplexní podporou jazyka NC programu, který je schopen číst a dále obsažené informace zpracovávat. Systém NX CAM disponuje ve své současné verzi novým CSE (Common Simulation Engine) driverem, který důvěryhodným způsobem emuluje chování reálného obráběcího centra vybaveného konkrétním řídicím systémem (Siemens, Heidenhain, Fanuc). Tento driver je složen ze syntaktického analyzátoru, který zpracovává příkazy podle jazyka konkrétního řídicího systému a dále z konfiguračního souboru MCF (Machine Configuration File) popisujícího kinematické uspořádání obráběcího stroje. Jeho třetí složkou je konfigurační soubor řídicího systému obráběcího stroje CCF (Controller Configuration File) definující pohybové aktivity na základě příkazů NC programu. Posledním článkem driveru jsou uživatelské podprogramy. Zmíněný typ simulace je schopen interpretovat externí NC programy s podporou dostupných cyklů a transformací pro všechny výše uvedené typy řídicích systémů. Simulace je napojena na reálný postprocesor, kterým se generují NC programy do finální podoby pro obráběcí stroj, takže je rovněž schopna realizovat on-line převod interních drah nástrojů a eliminovat případné chyby postprocesoru. Simulaci lze přiřadit vyšší stupeň spolehlivosti z důvodu detekce a odstranění majoritní většiny kolizních stavů obráběcího centra, ale i případných syntaktických chyb NC programu.

Simulace řízená řídicím systémem stroje

Kombinací NX CAM softwaru a vestavěného jádra řídicího systému Sinumerik 840D - VNCK (Virtual NC Controller Kernel) mohou programátoři dosáhnout v současnosti nejvyššího stupně přesnosti a úplnosti integrované simulace. Pro řízení pohybů 3D modelu obráběcího centra je využit originální software řídicího systému Sinumerik 840D, čímž se řešení ISV prostřednictvím NX CAM posouvá ve virtuální podobě podstatně blíže k chování reálného obráběcího stroje. Na jeho pozadí figuruje sada parametrů a strojních konstant získaných přímo z řídicího systému konkrétního stroje, které umožňují naprosto věrným způsobem napodobovat pohyby virtuálního stroje i v případech, kdy pohyb nástroje mezi dvěma bloky NC programu není exaktním způsobem definován (například při velké úhlové změně polohy osy nástroje). Navíc tento pokročilý způsob simulace respektuje nastavený typ zrychlení řízených os stroje, rozběh a doběh otáček vřetena atd. Programátorům je tedy k dispozici výpočet přesného strojního času pro výrobní operace i neproduktivní pohybové sekvence. Tento zatím nejvyšší a mezi CAM systémy ojedinělý stupeň simulace programátorům umožňuje prostřednictvím dokonalé znalosti reálného obráběcího stroje a způsobu, jakým jeho řídicí systém vykovává jednotlivé příkazy, detailně analyzovat naprogramované výrobní operace včetně řídicím systémem podporovaných cyklů a transformací (TRAORI, TRANSMIT, TRACYL, cyklus obrábění na obecně skloněné ploše CYCLE800, cyklus nastavení parametrů obrábění CYCLE832) s jejich originální konfigurací v reálném obráběcím stroji.

Michal Janda

urbankova.eva@siemens.com

Siemens PLM Software 

On-line verzi časopisu MM Průmyslové spektrum si můžete zakoupit v digitální trafice PUBLERO.COM

Reklama
Vydání #7,8
Kód článku: 110744
Datum: 28. 06. 2011
Rubrika: Informační technologie / 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.

CNC obrábění pomocí robotů - Skutečně mohou roboti nahradit CNC obráběcí centra?

CNC obrábění bylo dlouho doménou speciálních obráběcích strojů. Vyvrtávačky, vertikální soustruhy, pětiosá centra s naklápěcími stoly nebo soustruhy “Swiss-style” (zaindexovaný nástroj v ose X) mají za úkol poskytovat efektivní řešení pro speciální operace obrábění. Tím se docílí maximální strukturované efektivity pro specifické operace, ale velké omezení zde představuje pracovní prostor. Jakékoli jeho zvětšení představuje vysoké náklady, protože s pracovním prostorem roste i celý stroj.

Související články
Na cestě ke zrození stroje, část 3:
Cenová nabídka

Série deseti článků, jejichž autorem je konstruktér Michal Rosecký, popisuje proces výroby obráběcího stroje. Krok po kroku nás provází tímto náročným procesem, na jehož závěru je po stránce vývoje a výroby rentabilní moderní výrobní zařízení s inovativními prvky, o které trh projeví zájem a po uvedení do provozu přinese zákazníkovi deklarovanou profitabilitu, technické parametry a návratnost investic.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Na cestě ke zrození stroje,
Část 1. Průzkum trhu

Série 10 článků, jejichž autorem je konstruktér Michal Rosecký, popisuje postup výroby obráběcího stroje. Krok po kroku nás provází tímto náročným procesem, v jehož závěru je po stránce vývoje a výroby rentabilní moderní výrobní zařízení s inovativními prvky, o které trh projeví zájem a po uvedení do provozu přinese zákazníkovi deklarovanou profitabilitu a návratnost investic.

Průmysl 4.0 v praxi

Reflexe současného poznání s aplikací prvků Průmyslu 4.0 do praxe byla předmětem odborné konference, kterou společnost Ceratizit společně se svými partnery připravila pro téměř stovku účastníků z řad výrobních společností ve svém Technickém centru. Od původního teoretizování o aspektech Průmyslu 4.0 jsme se nyní dostali již k praktických zkušenostem.

Virtuálně na veletrh

Svět se nám doslova před očima přelévá do online prostoru. To, že se na internet přesune mnoho služeb a komodit bylo jasné už od rozšíření a zvýšení dostupnosti internetu široké veřejnosti. Letošní pandemická situace však tento přerod ještě více umocnila. Ostatně i v průmyslu nás již několik posledních let doprovázejí hesla jako Internet věcí, digitalizace, big data, cloud apod. Oblíbené semináře a konference dostaly virtuální podobu a koncem listopadu si také 17 vystavovatelů a okolo 300 návštěvníků vyzkoušelo první virtuální odborné B2B setkání s názvem Výroba forem 2020.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Cena MM Award na EMO 2019

Také v roce 2019 došlo na udílení cen MM Award. Jedná se o oficiální a jediné ceny udělované na veletrhu EMO. Porota i letos vybírala z mnoha přihlášených exponátů, nejen německých výrobců. Do užšího výběru se jich dostalo jen pár, a nakonec bylo rozdáno pět hlavních cen v pěti kategoriích. S prázdnou neodešly ani firmy, jejichž produkty se ocitly na druhém a třetím místě. I v tomto roce došlo k jistému „posunu“ ve vnímání obsahu jednotlivých kategorií, a tedy i oceněných produktů. Pojďme se podívat na vítězné exponáty podívat jednotlivě. Je to lehký nástin toho, jak EMO vidí němečtí kolegové.

Úspěch webových aplikací

Průmyslové organizace potřebují silnou digitální strategii, která bude splňovat online očekávání technicky erudovaných zákazníků.

MSV představí svět budoucnosti

Mezinárodní strojírenský veletrh vstupuje do svého již 61. ročníku. Během let se z něj stal nejrenomovanější oborový veletrh. Je tedy jasné, že řídit jej tak, aby renomé neztratil, není nic snadného a vyžaduje to člověka nejen schopného, ale i zkušeného. Současný ředitel, Ing. Michalis Busios, bezesporu splňuje obojí. Dokladem je skutečnost, že pro veletrh úspěšně pracuje již od roku 2008.

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.

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.

Rodinné podnikání v přesné strojařině

Brněnská firma VKV Horák se zabývá konstrukcí, vývojem a výrobou přístrojové mechaniky, přípravků, jednoúčelových strojů, forem pro vstřikování plastů, lití polyuretanových dílů a vakuovému tváření plastů. S jejím zakladatelem, panem Zdeňkem Horákem, jsme si povídali o aspektech podnikání v českém prostředí, o vzdělávání, kvalitě škol, průmyslu budoucnosti.

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