Témata
Reklama

Software pro CNC obrábění dřeva

Nábytkářský průmysl vyžaduje nejen výkonné stroje pro hromadné uspokojení poptávky, ale i podporu pro uspokojování individuálních přání zákazníků. Proto, vzhledem k pracnosti přípravy výroby, je vhodné doplnit příslušné obráběcí stroje softwarovým zázemím.

V zásadě je možné rozdělit software používaný pro tyto účely na konstrukční a technologický. U řady majitelů CNC obráběcích strojů je možné setkat se s částečným vybavením v jednom nebo druhém směru, daleko výhodnější je však užívat sestavu obou prostředků najednou. Takovou sestavou jsou například softwarové produkty Rhinoceros pro oblast designu a AlphaCAM pro oblast technologie, jejichž distributorem je společnost Licom. Kombinace tohoto softwaru umožňuje realizovat vlastní nápady a představy o výrobku od návrhu až po realizaci na stroji, která spočívá ve vygenerování řídicích dat pro CNC obráběcí stroj. To lze provést například i na jednom počítači, v relativně krátké době a pro více strojů najednou. Obecně platí, že čím náročnější je technologie (např. obrábění až v pěti osách) a čím více strojů je v dílně používáno, tím naléhavější je potřeba zavedení zmíněného předvýrobního řetězce.
Reklama
Reklama

Digitalizace existujících dílců

Jednou z možností, jak získat data potřebná pro výrobu, je digitalizace již existujících dílců. Výrobní záměry tak lze odvozovat i z tvarů nábytku již existujícího, k němuž neexistuje konstrukční ani výrobní dokumentace. Jaký je postup? K digitalizaci dílců potřebujeme především vhodné snímací zařízení, například Microscribe. Existující součást nebo nerozebíratelnou sestavu ze snímaného nábytkového kusu zafixujeme v prostoru vůči snímacímu zařízení. Obvykle poslouží oboustranná lepicí páska, kterou se dílec fixuje na stole v dosahu snímacího ramene zařízení. Je-li nábytkový dílec velký a k tomu zakřivený, můžeme využít pomocnou desku, kterou lze umístit a fixovat i přímo na dílec. Na pomocnou desku je pak postaveno vlastní zařízení Microscribe. Pokud dílec přesahuje dosah ramene snímacího zařízení, je možné postupnou rekalibrací a fyzickým posuvem Microscribe digitalizací obsáhnout i velmi objemnho tělesa. Připojený software, kterým může být AlphaCAM, si zapamatuje výsledky předchozího měření a plynule s odměřováním naváže.
Snímání je prováděno do jednotlivých bodů nebo prostorových křivek. Tato data již vymezují budoucí těleso v prostoru a určují i jeho polohu. Proto je třeba přistupovat k upínání snímaného objektu s jistou rozvahou, abychom si ušetřili práci při situování tělesa, eventuálně při úpravě a dopracování povrchů tělesa. Vše lze samozřejmě kdykoli upravit, ale proč si přidělávat práci.

Příprava dat

Snímání dat je možné provádět do AlphaCAMu, který je vybaven podporou zařízení Microscribe včetně jeho nastavení, nebo do modeláře Rhinoceros. Po získání dat následuje příprava dat pro generování ploch, které vytvářené těleso prostorově vymezí. Dochází k tomu pomocí získaných křivek nebo bodů, které jsou příslušnými funkcemi v AlphaCAMu nebo v modeláři Rhinoceros k dispozici. Takto získané plochy a křivky ale ještě nemusí mít ideální tvar. Pro jejich další úpravy lze jednoznačně doporučit Rhinoceros, který obsahuje celou řadu funkcí umožňujících další zkvalitňování podkladů. Získaná data pak mohou sloužit nejenom pro potřeby technologie, ale i pro potřeby vizuálního náhledu na plánovanou budoucí část nábytku. Můžeme si tak v tomto modeláři vytvořit renderovaný (stínovaný) třídimenzionální obrázek budoucího dílce nebo i celé sestavy - tedy celého zamýšleného nábytku.
Rhinoceros je plošný modelář s designérskými vlastnostmi. Některé změny a úpravy jsou proveditelné relativně lehce, jakoby na úrovni úpravy skicy. Jeho dobrou vlastností je i možnost získat k prostorovému tělesu základní výkresovou dokumentaci. Pro náročnější konstrukci je pak dobré softwarovou sestavu doplnit o objemové modeláře, jako je SolidWorks nebo SolidEdge.
Z hlediska přechodu z oblasti designu do oblasti obrábění je důležitá snadnost a bezchybnost přenosu dat ze softwaru Rhinoceros do softwaru AlphaCAM. Oba systémy pracují se stejným formátem dat, takže je velmi snadné přenést práci na geometriích z AlphaCAMu do modeláře Rhinoceros a naopak. Je nutno dodat, že Rhinoceros je velmi silným pomocníkem při úpravě definice získaných ploch tak, aby obrábění vymodelované součásti v AlphaCAMu probíhalo hladce a s dobrým výsledkem.

Práce s AlphaCAMem

Máme tedy dílec v digitální podobě, upravili jsme si průběh ploch, případně i vybavili data pomocnými konstrukcemi a přenesli je do AlphaCAMu. Dalším krokem je práce v AlphaCAMu. AlphaCAM užívá vlastní plošný modelář, který ve spojení s Rhinocerem slouží spíše jako editor modelu před aplikací vlastního obrábění. Dochází tím k dynamickému zjednodušování obráběného modelu za účelem snadné práce s konkrétní částí, které bude při obrábění věnována pozornost. Někdy dochází k odstranění ploch a je pracováno pouze s 2D nebo 3D křivkami, někdy je využíváno kombinace všech aktuálně přítomných geometrií. Celkově je však zapotřebí pružného postoje a schopnosti užívat variantních přístupů za účelem získání dobrého a efektivního výsledku.
AlphaCAM i Rhinoceros jsou navíc vybaveny celou řadou rozhraní umožňujících načítání grafických dat i z jiných konstrukčních systémů, ať již z produktů firmy AutoDesk či z objemových modelářů pracujících na parasolidovém jádře. Pokud tedy získáte data od návrháře pracujícího s jinými než zde zmiňovanými konstrukčními softwary, nic není ztraceno. S velkou pravděpodobností najdete vyhovující smluvní formát, který umožní přenos dat do vaší sestavy.

Volba technologického postupu

Různé části dílce vyžadují různé technologické postupy. Obecně je dobré užívat v maximální míře 2D operace pro jejich snadnost a úspornost všude tam, kde je to možné. Existují ovšem operace, které je nutno provádět např. tvarovým nástrojem a v pěti osách, podle tvaru výrobku a typu stroje. Nejméně efektivní je klasické frézování obecných ploch stopkovou frézou. V nábytkářství se však s takovým obráběním nesetkáváme příliš často, snad jen při speciálních pracích, jako je frézování reliéfu nebo příprava ozdob v masivu. Dřevo jako velmi tvárný materiál umožňuje v hojné míře využívat tvarových nástrojů, a tak je celá řada operací nad obecnými plochami převedena právě na opracování polotovaru prostřednictvím tvarového nástroje.
Volbou nástroje, určením vlastností obráběného materiálu (ke kterým může patřit i orientace let v polotovaru), výběrem strategie obrábění a přiřazením odpovídajících geometrií je tak dosaženo požadovaného výsledku - získáváme geometrickou interpretaci pohybu nástroje. Tato interpretace pohybu nástroje je dále kopírovatelná a přenositelná v pracovním prostoru AlphaCAMu. Můžeme si tak připravit obrábění celé palety dílců včetně jejich rozvržení v pracovním prostoru stroje. K použitelným algoritmům patří všechny klasické algoritmy pro obrábění ve 2D, od vrtání přes frézování kontury po obrábění kapsy včetně tvarovaných boků se zadaným profilem. Tyto 2D operace jsou aplikovatelné pod libovolným úhlem v celém pracovním prostoru. Z hlediska obrábění obecné plochy se jedná asi o šest různých algoritmů pohybu nástroje kolem obecné plochy. Dále je možné obrábět průsečnice obecných ploch, prostorové křivky apod. Zajímavou součástí AlphaCAMu je schopnost provádět promítání geometrií nebo drah nástroje na obecnou plochu. Kombinací tvarového nástroje s touto projekcí a tak proměnlivým zařezáváním se nástroje do obrobku je možné získat zajímavé efekty relativně jednoduchou cestou.

Simulace obrábění a vygenerování NC dat

Po získání geometrické interpretace pohybu nástroje si již nyní můžeme prostřednictvím solid simulace, jíž je software AlphaCAM vybaven, budoucí výrobek prohlédnout a odhalit případné nedostatky. Provedenou simulací je možné prokládat i řezy a podívat se tak dovnitř výrobku, abychom se přesvědčili, zda předvrtané otvory a kanálky se uvnitř tělesa protínají podle očekávání a zda při montáži (například kování) nemůže dojít k nemilému překvapení v podobě vyosených otvorů pro šrouby apod.
Dalším krokem je volba odpovídajícího postprocesoru - převodníku geometrické interpretace pohybu nástroje pro ten který jednotlivý stroj. AlphaCAM se nabízí ve své otevřené verzi, kde při základní podobnosti stroje je možné přenést výrobu ze stroje na stroj v podstatě během několika sekund. Pomocí výše zmíněného převodníku pak vygenerujeme NC data, která lze distribuovat prostřednictvím disket, DNC sítě nebo jiným způsobem do řídicí jednotky obráběcího stroje. Potom již záleží jen na řízení výroby a na obsluze, aby dosáhla rychlé a smysluplné obměny výrobků při využívání CNC stroje.
Reklama
Vydání #10
Kód článku: 11035
Datum: 10. 10. 2001
Rubrika: Trendy / Zpracování dřeva
Autor:
Firmy
Související články
Výkonné elektrické řetězové pily

Před 65 lety byla v Rusku vyrobena nová elektrická řetězová pila, která měla držadla různé výšky a byla napájena elektrickým proudem zvýšené frekvence 200 Hz. Vysokofrekvenční elektrické pily se vyráběly i v jiných zemích, ale ruští inženýři vytvořili mistrovské dílo - lehkou a kompaktní řetězovou pilu s vysokým specifickým výkonem a vysokou spolehlivostí.

900 000 nástrojových datových záznamů navíc

Nové rozhraní výrazně rozšiřuje datovou nabídku pro uživatele systému TDM. Ti mají nově k dispozici nástrojová data od více než 40 výrobců, tedy téměř pro každou obráběcí operaci.

Řídicí systém z vlastní dílny, 3. díl: Pokročilé technologické aplikace

Třetí díl našeho seriálu o řídicím systému OSP - P300A firmy Okuma navazuje na dvě předchozí kapitoly, ve kterých jsme stručně představili architekturu systému a inteligentní funkce, které podstatně navyšují přesnost stroje, kvalitu obráběného povrchu i hospodárnost a bezpečnost stroje. Tato část série bude o technologických aplikacích implementovaných do OSP k jednoduchému použití operátorem.

Související články
Alternativa k aditivním technologiím

Kdo rychle potřebuje nějaký prototyp, tomu doporučuje výrobce strojů Röders z německého Soltau místo výroby s následným leštěním vyfrézovat model z celého bloku hliníku. "To jde mnohem rychleji," říká vedoucí prodeje Dr.-Ing. Oliver Gossel. Jak lze tímto způsobem vyrobit držák na mobil za 30 minut - a to dokonce s vysoce lesklým povrchem - demonstruje Röders na svém stroji RXP601 s použitím 6 mm diamantové frézy od firmy Horn.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Komplexní programy pro přesné měření speciálních nástrojů

Speciální nástroje pro třískové obrábění jsou vysoce produktivní, protože často spojují více operací v jednom obráběcím kroku. Využití těchto nástrojů probíhá hlavně v sériové výrobě dílců. Avšak plné využití jejich potenciálu je možné až po jejich korektním změření a seřízení. Jinak dochází k rychlejšímu opotřebení, což zvyšuje náklady na obrábění, a výsledek obrábění neodpovídá požadované kvalitě, což zvyšuje zmetkovitost.

Ověřování koncepčních návrhů

Nyní v říjnu je to právě rok od okamžiku, kdy americká společnost Altair získala do svého portfolia revoluční výpočetní nástroj SimSolid, který se svým použitím zaměřuje především na konstrukční oddělení, jimž nabízí možnost snadno provádět překvapivě rychlé pevnostní analýzy koncepčních návrhů.

Plnou parou vpřed

Edgecam umožnil výrobci modelů vlaků, společnosti 17D miniatures, nabídnout výrobu dílů jednotlivým nadšencům i dalším firmám, které modely vlaků také vyrábějí. Toho dosáhli během několika málo měsíců od instalace Edgecamu.

Obrobkové sondy a úskalí jejich použití

Téměř většina z nově vyrobených, zejména pak sofistikovaných obráběcích strojů, je dnes vybavena obrobkovými měřícími sondami. V uživatelských návodech k těmto sondám se lze dočíst o tom, jakými přínosy je jejich nasazení ve výrobě ohledně efektivnosti, snižování vedlejších časů při mezioperačních a finálních kontrolách obrobků atd. Ano, to vše je pravdou, nicméně i měřící sondy mají svá úskalí - tak jako ostatně každé jiné měřící zařízení.

Optimalizované obrábění tvrdokovů

Tvrdokovy se skládají z jemných zrn velmi tvrdých materiálů - zpravidla karbidu wolframu - s kovovým pojivem, jako je např. kobalt. Jsou vytvářeny metodou práškové metalurgie a po sintrování dosahují vysokých hodnot pevnosti a tvrdosti. Tvrdokovy se přednostně používají pro výrobu obráběcích nástrojů, přesto také u řezných a tvářecích nástrojů vede jejich vynikající životnost k rostoucí poptávce. Pro tento účel vyžadované třískové obrábění přináší vysoké náklady. V rámci semináře u jednoho výrobce obráběcích strojů prezentují odborníci z oblasti technologií, obráběcích strojů, nástrojů a softwaru CAD-CAM své zkušenosti i řešení využitelná v praxi.

Ultra lehké komponenty vyráběné 3D tiskem

V posledních letech se do širšího povědomí dostávají aditivní technologie, neboli 3D tisk, kde je součást tvořena přidáváním materiálu nikoliv jeho odebíráním, jako je tomu u klasického obrábění. Jejich využití je zkoumáno napříč nejrůznějšími obory od strojírenství přes architekturu až po medicínu a módu. Pokud se omezíme na 3D tisk kovů, zjistíme, že aditivní technologie jsou brány jako prostředek pro výrobu tvarově složitých a občas konvenčními způsoby zcela nevyrobitelných dílů. Jsou brány jako jakási ideální výrobní technologie pro výrobu čehokoliv. V posledních letech se navíc stále více skloňuje spojení aditivní technologie a topologické optimalizace, což je způsob návrhu tvaru dílu na základě matematické optimalizace. Jak lze tušit, navržený tvar je značně složitý a často bývá označován jako organický. Takové díly jsou údajně vhodné pro 3D tisk, ale není tomu tak. Ve většině případů je realita daleko prozaičtější. Použití aditivní technologie je pouze jediná možnost, jak takový díl vyrobit.

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.

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.

Aktuální přístupy ke zvyšování produktivity třískového obrábění

V každé výrobní technologii neustále klademe nové požadavky na zvyšování produktivity, přesnosti, jakosti, efektivity, spolehlivosti apod. Produktivita je jedním z důležitých parametrů, na jejichž základě lze technologie mezi sebou srovnávat. Třískové obrábění si z pohledu produktivity neustále udržuje významné postavení, neboť je schopno zajistit všechny výše uvedené požadavky i pro velmi přesné dílce. Výše celkové produktivity a samozřejmě i ostatních parametrů je dána každým článkem z tohoto řetězce: zvolený nástroj – upnutí nástroje – řezné podmínky – upnutí dílce – zvolená strategie obrábění – NC kód (vazba na CAM a postprocesor) – možnosti stroje z pohledů parametrů pohonů a též jeho technologické konfigurace (multifunkčnost) – řídicí systém.

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