PowerMill

Autodesk PowerMill Ultimate

CAM softvér Autodesk PowerMill Ultimate umožňuje generovať dráhy pre pre obrábanie komplexných súčiastok. Prioritne je zameraný na viacosové frézovanie, ale obsahuje aj moduly pre sústruženie, aditívnu výrobu a plánovania merania. Ponúka širokú paletu rezných nástrojov, stratégii obrábania, tvorby polotovaru, aj simulácii.

Pracovné prostredie

Rozhranie programu PowerMill je možné rozdeliť na niekoľko významných častí: horná lišta, horné ikonové menu, pravý ikonový ovládač (zobrazovania) a prieskumník. Každá z týchto častí plní určité funkcie. Horná lišta obsahuje funkcie podrobnejších úprav jednotlivých entít a tiež simulovania vytvorených stratégii. Pre väčšinu prípadov stačí využívať záložky Domov a Simulácia. Horné ikonové menu dopĺňa (rozširuje) hornú lištu a jej obsah sa prispôsobuje aktivovanej záložke v hornej lište. Pravý ikonový ovládač obsahuje funkcie pohľadov a zobrazovaní telies. Pri tvorbe projektu sú všetky vytvorené entity (Dráhy, Nástroje, Hranice, Pracovné roviny, a iné) kategorizované v pravom hornom rohu v Prieskumníkovi.

Vloženie súčiastky

Súčiastka, ktorá sa má obrábať sa vytvorí v CAD softvéri. Tento model je potrebné importovať do softvéru PowerMill. Na to musí byť daný model uložený vo formáte *.dgk (výstup z PowerShape-u), alebo v neutrálnych formátoch (*.step, *.iges). Modely uložené ako trojuholníkové siete (*.dmt, *.stl) môžu byť použité ako polotovar, alebo ako zverák alebo úpinky.

Voľba polotovaru

Polotovar môže byť vypočítaný na základe modelu obrábanej súčiastky, a/alebo manuálne nastavený určením jeho rozmerov na základe súradníc vzhľadom na pracovnú rovinu. K dispozícii sú polotovary kvádrového a valcového tvaru (vrátane dutého valca), ale je možné aj importovať dopredu vytvorený model polotovaru (takýto model môže predstavovať odliatok alebo výkovok).

Polotovar sa automaticky počíta k Aktívnej pracovnej rovine (aktivovaním novej pracovnej roviny sa adekvátne posunie/natočí aj polotovar). Toto nastavenie je nepraktické a preto sa odporúča zmeniť súradnicový systém na globálny.

Určenie polohy

Nástroj je v PowerMill-e vždy napolohovaný oproti osi Z aktívnej pracovnej roviny. Takže pre obrábanie z viacerých strán je potrebné vytvoriť a natočiť adekvátny počet pracovných rovín. K týmto súradnicovým systémom sa počítajú dráhy. Spravidla aspoň jedna pracovná rovina by sa mala dať namerať na CNC obrábacom stroji (býva umiestnená v strede na povrchu polotovaru). Pri tvorbe NC programu je možné nastaviť inú pracovnú rovinu ako bola použitá pri tvorbe dráh (tým sa docieli viacosové obrábanie s polohovaním).

Je viacero spôsobov ako vytvoriť pracovné roviny. Najčastejšie sa využíva Pracovná rovina umiestnení na polotovare. V prípade prvkov, ktoré majú určitý sklon a preto vyžadujú obrábanie s polohovaním, sa hodí Pracovná rovina založená na geometrii. Súradnicový systém je možné určiť aj manuálne pomocou Pracovnej roviny tromi bodmi. Všetky vytvorené pracovné roviny je možné dodatočne editovať - posunúť ich, alebo natočiť. Medzi najpoužívanejšie editačné funkcie patrí funkcia Prehodiť osi, kde sa prakticky iba zmení označenie jednotlivých osí.

Vytvorenie nástroja

Na správne obrobenie súčiastky sú často potrebné rôzne nástroje s rôznou veľkosťou. Medzi najpoužívanejšie patria: čelná valcová fréza, polguľová fréza, fréza s rohovým zaoblením, vrták, závitník. Okrem reznej časti nástroja je možné vytvoriť aj jeho stopku a aj držiak v ktorom je upnutý. Na účely generovania dráh stačí vytvoriť iba reznú časť. Avšak na účely analýzy kolíznych stavov je potrebné vytvoriť aj stopku a/alebo držiak.

Navolenie parametrov

Rezné parametre je možné prednastaviť už pri tvorbe nástroja, ale vzhľadom na to, že jeden nástroj môže byť vhodný na obrábanie viacerých materiálov, pre ktoré sú odlišné odporúčané rezné podmienky, tak býva vhodnejšie tieto podmienky nastavovať dodatočne. Tie sa nastavujú pomocou funkcie Posuvy a rýchlosti. Ich hodnota závisí od obrábaného materiálu a zvoleného nástroja. Konkrétne hodnoty je potrebné hľadať v príslušnom katalógu výrobcu daného nástroja. Spravidla sa zapíše rezná rýchlosť a posuv na zub, a ostatné parametre si už program dopočíta sám.

Nastavenie dráh

Voľba správnych dráh je ovplyvnená viacerými faktormi. Najčastejšie je to účelom (či sa jedná o hrubovenie alebo dokončovanie), ale aj samotnou plochou. Obrábaná plocha môže ovplyvniť aj voľbu nástroja a polohu pracovnej roviny. Dráhy sú vygenerované vo forme farebných čiar - zelená čiara prezentuje samotné obrábanie, fialová zasa spojky, tyrkysová zjazdy, a červená výjazdy.

Z hrubovacích stratégii sa najčastejšie používa Hrubovanie modelu; a Zvyškové hrubovanie modelu.

Dokončovacie stratégie sú avšak značne komplexnejšie (sú na ne kladené vyššie požiadavky). Na všeobecné plochy sa najčastejšie využíva Dokončenie v hladine Z; Dokončenie optimalizovanou hladinou Z; a Dokončenie strmé a plošné. Na rovinné plochy sa najčastejšie využíva Dokončenie rovín kontúrovaním; a Dokončenie rovín riadkovaním. Na dokončenie rohov sa môže použiť Dokončenie rohu perom. Medzi ďalšie často používané stratégie patrí Dokončenie riadkovaním; Dokončenie bokom; a Dokončenie plochy.

Hrubovanie modelu

Hrubovanie slúži na rýchle odobratie prebytočného materiálu. Preto sa často využívajú nástroje s väčším priemerom. Kvalita obrobeného povrchu nie je dôležitá. Preto sa ponecháva prídavok na dokončenie. Je možné nastaviť zvlášť radiálny a axiálny prídavok. Pre hrubovanie je typická veľká hodnota kroku (blízka priemeru nástroja), nakoľko nástroj často musí vnikať do materiálu plným záberom. Vzhľadom na produktivitu je vhodné nastaviť hodnotu hĺbky rezu vysokú, avšak kvôli veľkej hodnote kroku je nutné prihliadať na výkonom vretena stroja a tuhosťou nástroja.

Zvyškové hrubovanie modelu

Po hrubovaní nástrojom s veľkým priemerom môžu ostať neobrobené časti kam sa nástroj nezmestil a je ich preto potrebné dohrubovať. Navyše kvôli väčšej hĺbke rezu sa môžu na obrobku nachádzať kaskády ktoré sú priveľké pre dokončovanie a je ich preto potrebné polodokončovať za účelom získania konštantnejšieho prídavku na dokončenie. To je možné docieliť Zvyškovým hrubovaním modelu. Táto stratégia je principiálne rovnaká ako Hrubovanie modelu, avšak je tu možné nastaviť stratégiu po ktorej sa má zvyšok počítať a tak nemusí byť nástroj posielaný do častí, ktoré sú už obrobené. Jedinou podmienkou je, že obe dráhy musia byť počítané k rovnakému súradnicovému systému. Túto stratégiu je možné použiť aj na dokončovanie.

Dokončenie v hladine Z

Dokončovacie stratégie majú zabezpečiť predpísanú kvalitu a presnosť obrobených plôch. Často sa u nich nenastavuje hĺbka rezu - obrábajú bez prídavku a ich hĺbka rezu je určená prídavkom ponechaným z hrubovacích stratégii. Dokončenie v hladine Z rozdelí obrábané plochy na kontúry, ktoré sú v smere osi Z rovnako vzdialené. Nastavuje sa tu hĺbka rezu. Využívajú sa tu prevažne polguľové frézy.

Dokončenie optimalizovanou hladinou Z

Nevýhodou Dokončenia v hladine Z je, že pri miernom stúpaní vzniká veľmi veľký krok. To rieši práve Dokončenie v optimalizovanej hladine Z, kde sa môže vertikálna vzdialenosť kontúr znížiť pokiaľ by narástla ich horizontálna vzdialenosť. Nastavuje sa tu radiálny krok. Využívajú sa tu prevažne polguľové frézy.

Dokončenie strmé a plošné

Stratégie Dokončenie v hladine Z a Dokončenie v optimalizovanej hladine Z vychádzajú z toho, že obrábané plochy majú určitý sklon. Pokiaľ je však obrábaná plocha (alebo jej časť) skoro horizontálna, je vhodné takúto plochu obrábať trochu odlišne. Toto rieši práve stratégia Dokončenie strmé a plošné. Nastavuje sa tu hĺbka rezu a radiálny krok. Využívajú sa tu prevažne polguľové frézy.

Dokončenie rovín kontúrovaním

Dokončenie rovín kontúrovaním je určené pre horizontálne plochy. Šikmé a zvislé plochy sú ignorované. Táto stratégia je generovaná vzhľadom na kontúry obrábanej plochy a prvkov ktoré sa na nej vyskytujú. Nastavuje sa tu aj zvyšok - určenie po ktorej predošlej dráhe sa dokončujú roviny (musia vychádzať z rovnakého súradnicového systému).

Dokončenie rovín riadkovaním

Dokončenie rovín riadkovaním je určené pre horizontálne plochy. Šikmé a zvislé plochy sú ignorované. Táto stratégia začne postupovať rasterom (zo strany na stranu). Následne obídu významné prvky na obrábanej ploche za účelom zvýšenia kvality obrobenia. Nastavuje sa tu aj zvyšok - určenie po ktorej predošlej dráhe sa dokončujú roviny (musia vychádzať z rovnakého súradnicového systému).

Dokončenie rohu perom

Aby sa zvýšila kvalita rohov, je často potrebné ich dodatočne obrobiť zvlášť stratégiou na to určenou. V rámci Dokončenia rohov perom sa automaticky identifikujú vnútorné rohy na súčiastke, kam sa následne pošle nástroj aby ich adekvátne obrobil.

Dokončenie riadkovaním

Stratégia Dokončenie riadkovaním v sebe kombinuje stratégie Dokončenie v hladine Z a Dokončenie rovín riadkovaním. Pohyb nástroja je rastrovanie, avšak berú sa do úvahy aj šikmé a zvislé plochy. Pre obrábanie voľných tvarových plôch sa odporúča použiť polguľovú frézu a veľmi malý krok.

Dokončenie bokom

Dokončenie bokom je možné považovať za päťosovú stratégiu. Plochy, ktoré sa majú obrobiť sa zvlášť označia. Následne sa nástroj nakloní tak aby svojím bokom obrobil danú plochu kopírovaním zakrivenia tejto plochy.

Dokončenie plochy

Dokončenie plochy väčšinou pracuje s polguľovými frézami pri obrábaní voľných tvarových plôch. Plocha, ktorá sa má obrobiť sa musí označiť. Je možné pracovať iba s jednou plochou. Následne sa vygeneruje stratégia ktorá danú plochu obrobí. Na rozdiel od Dokončenia bokom sa pri tejto stratégii obrába prevažne čelom nástroja.

Obmedzovanie dráh

Dráhy je možné obmedziť viacerými spôsobmi:

Hĺbku je možné jednoducho obmedziť Limitovaním v osi Z. Nastaví sa hodnota (alebo sa vyberie plocha/bod) pod ktorou program už nebude počítať dráhu.

Hĺbku (v osi Z), ale aj šírku (os X) a dĺžku (os Y) pre ktoré sú generované dráhy je možné obmedziť úpravou rozmerov polotovaru - nástroj obrába iba tie časti kde má polotovar. Zmena polotovaru môže byť vykonaná iba za účelom ovplyvnenia výpočtu iba jednej dráhy - po vygenerovaní dráhy je možné nastaviť polotovar na pôvodné hodnoty bez toho aby sa táto zmena dotkla už vytvorených dráh.

Neraz je potrebné obmedziť dráhy podľa oveľa komplexnejšieho tvaru. Na tento účel sa používajú Hranice. Tých je viacej typov, ale najpoužívanejšou (a najuniverzálnejšou) hranicou je Užívateľom definovaná hranica. V tomto prípade si užívateľ presne stanoví ako má hranica vyzerať pomocou kompozitnej krivky, ktorú je možno ťahať po hranách súčiastky, ale aj po dodatočne vytvorenej geometrii. Hranica sa prednastavene vytvárajú ako viazané pre konkrétnu dráhu - to sa odporúča vypnúť aby bola hranica v prípade potreby k dispozícii aj pre inú dráhu.

Segmenty vytvorenej dráhy je možné preskladať. Prakticky sa odstránia označené segmenty danej dráhy. Po odstránení týchto segmentov si program sám dopočíta prepojenia. Odstraňujú sa iba segmenty dráhy ktoré sú v zábere - spojky a prepojenia sa takýmto spôsobom nedajú odstrániť (ale to napokon ani nie je potrebné).

Simulácia obrábania

Vygenerované dráhy sú vo forme CL dát (Cutter Location Data). Aby si užívateľ mohol overiť ich správnosť alebo vyhotovenie môže ich odsimulovať. Je možné simulovať pohyb nástroja od počiatku dráhy alebo jej segmentu v základnom zobrazení (Nie je obrázok). Pre odoberanie materiálu je možné použiť kinematické zobrazenie (Rotácia), ktoré je možné posúvať a natáčať, ale kvalita zobrazenie je nižšia; alebo statické zobrazenie (Pevný smer), ktoré ponúka najpresnejšie zobrazenie úberu. Pre polohu a natočenie statického zobrazenia sa zachová poloha a natočenie ktoré bolo v okamihu zapnutia simulácie (ViewMill-u). Túto pozíciu je však možné pregenerovať. V statickom režime je možné nastaviť rôzne tieňovanie (napr. za účelom identifikácie ktorá plocha bola obrobená ktorou stratégiou a podobne).

Pre spustenie simulácie sa následne vyberie entita - dráha ktorá sa má simulovať. Nástroj je automaticky priradený, ale je ho možné zmeniť. Nastaví sa rýchlosť simulovania (najčastejšie sa nastavuje najvyššia rýchlosť) a môže sa prehrať. Simulácia beží rýchlejšie keď sa vypne zobrazovanie nástroja.

Tiež je možné využiť simuláciu obrábania so strojom, pokiaľ je k dispozícii jeho model.

Simuláciou je možné si overiť správnosť vygenerovaných dráh. Avšak, aby bolo možné uskutočniť fyzické obrábanie, je nutné konvertovať získané informácie do jazyka ktorému rozumie obrábací stroj. Na tento účel slúži postprocesor. Postprocesor preloží vybrané dráhy do NC programu. Pritom v sebe obsahuje potrebné informácie o danom obrábacom stroji. Sú to hlavne informácie o používanom riadiacom systéme (napr. Sinumerik, Heidenhain, Fanuc) a kinematike pohybov (tá je nutná najmä pri päťosových frézovačkách).

Page updated

Report abuse