6. Programování CNC strojů pomocí CAD/CAM systémů. (automatizované v modulu CAM) Nabídka trhu poskytuje CAD/CAM systémy pro stejnou technologii výroby od různých softwarových firem v různém rozsahu a komfortu. Obsluha software podle panelů nabídky je řešena různým způsobem, nemůže být dána žádná norma která by sjednocovala postup práce a obsah příkazů. (Příkazy jsou často vyjádřeny na obrazovce jedním, dvěmi slovy a je problém, co si lze vše pod tímto pojmem jednoho slova představit.) Softwary pokrývají rozličné strojírenské technologie výroby které lze automatizovat. Dále jsou v modulech CAM řešeny sdružené technologie které obsahují obráběcí centra, to značí, že na jednom stroji je možné např. soustružit i frézovat. CAD/CAM systémy realizují vyšší stupeň počítačové podpory než klasické (ruční) CNC programování. Výkres vytvořený v CADu se kopíruje pro další práci v modulu CAM. Programátorské rutinní vědomosti (funkcí G, M, popis dráhy, možnosti cyklů atd.) zde není třeba psát. Tyto se vygenerují automatizovaně pomocí zadávaných příkazů z převzaté kontury CAD ve 2D výkresu nebo z modelu ve 3D. Je výhodné před programováním očistit výkresy CAD od zbytečných prvků na výkrese (př. kóty, razítko apod.). Na straně druhé CAD/CAM programování vyžaduje od uživatele vyšší znalosti obsluhy modulu CAM (často i znalosti obsluhy CAD, konstruktéři též mají znát možnosti programování CNC strojů a jejich obsluhy včetně technologie). Výše znalostí programátora CAM dává kvalitu výsledného programu. Při náročném programování programátor často vyhotovuje více variant programů daného obrobku a rozhoduje mezi mimi, vybírá ten program. který má kratší čas výroby při čemž se neničí nástroj a stroj a vytváří požadovanou kvalitu výroby. Modul CAM pracuje v dialogu s programátorem, který odpovídá na kladené dotazy a na nabízené možnosti dle typu práce. Nabídka v modulu CAM je směřována na následné body jak je uvedeno příkladem, často i v jiném pořadí, to v závislosti na použitém software : 1. Celková strategie obrábění, to značí jak postupovat pro zhotovení dílce – které operační úseky volíme a jejich pořadí (hrubování, hlazení, závity atd., u výroby forem je to také např. rampování rastrování, ofsetování). 2. Volba nástroje (tvar a rozměry) a bod výměny nástroje. - Řezné podmínky vztažené na nástroj a na obrobek pro danou strategii obrábění (programátor řezné podmínky aplikuje a upravuje na daný stroj dílny). 3. Podmínky vlastního obrábění ( při ručním programování to co řeší funkce G, M ) - strategie obrábění daného operačního úseku vázaný na jeden nástroj. - poloha obrábění ke kontuře (G41,G42) - způsob obrábění (podél kontury, lineárně atd.) - chlazení, mazání nástroje - případně další. (ochrana proti možné kolizi s držákem nástroje atd.) 4. Následně, automatizovaně procesor vyhotoví CL data pro odsimulování programu. Provede se simulace zhotoveného programu – zde se jedná o zjištění možných vyskytujících se chyb, nejčastěji jsou to neobrobené nebo podřezané plochy. Zde programátor doplní, opraví již zhotovený program. Obr. 32, 33. 5. Výběr postprocesoru „překladatele“ pro daný řídící systém CNC stroje na kterém zhotovíme daný výrobek. 6. Následuje - automatizovaně vyhotovení programu CNC v modulu CAM který se zapisuje v blocích v kódu ISO, tak jako při ručním programování se specifikami daného řídícího systému.. Program se archivuje a posléze přenáší na určený stroj. 7. Program do stroje je nahrán v kódu ISO a lze ho z tohoto pohledu v řídícím systému stroje číst a případně opravovat. Kvalita vyhotoveného programu je dána zkušeností a použitým programem Þ Z hlediska programátora je dána : – Znalost daného software který poskytuje různé možnosti řešení a jejich správné aplikování do daného programu. – Znalost technických parametrů obráběcího stroje pro který se programuje a znalost jeho technického stavu. – Technologie výroby, znalostí použitých nástrojů a optimální aplikace řezných podmínek na použitý nástroj a stroj, atd. Þ Z hlediska použitého software je dáno : - Spolehlivost (padání software, bourání nástrojem do obráběné plochy, zbytečné přejezdy rychloposuvem), příjemnost a snadnost obsluhy software. - Možnosti školení a doškolování, servisu, obnovování ve vyšších verzích daného software. Obr. 32 Obrazovka CAD/ CAM systému - soustružení Obr 33 Obrazovka CAD/ CAM systému – frézování Simulace generovaných drah nástroje Simulace solid modelu a drah nástroje. Obr. 34 CAD/CAM systém : zadávání strategie obrábění, řezných podmínek (k obr.33) Obr. 35 CAD/CAM systém : výpis části (začátku) programu (k obr.32) Několik poznámek ke CAM systémům a k těm které pracují nejen s modely 3D (užití pro formy, zápustky apod.) § Náročné programy tvarových ploch forem, zápustek, případně dalších ve 3D nelze vyhotovit ručním programováním, nutno použít CAD/CAM 3D systém který zvládá dané požadavky. § 3D tvary se zhotovují v CADu pomocí ploch nebo těles (solidů). Již většina těchto systémů umožňuje volbu mezi nimi dle výhodnosti pro danou konstruktérskou práci. Takto zhotovené modely přejímají a zpracovávají následně moduly CAM. § Obecná křivka ve vyhotoveném programu (na sebe navazující rádiusy, přímky) je zde zastupována krátkými úsečkami G1, jejichž velikost lze nastavit v požadavku na přesnost obráběné plochy vůči danému modelu z CAD modulu. § Pro rychlé, výkonné stroje, pro HSC technologii, jsou konstruovány nové řídící systémy. Z programu se generuje obecná křivka která umožňuje plynulý a tím i rychlý pohyb nástroje po programované ploše. Dané řešení zkracuje NC program a čas výroby. § Každý CAD/CAM systém musí obsahovat modul CAD (i ve zjednodušené podobě) který umožňuje převzetí výkresů z cizích CAD též pro to, aby mohly být opraveny případné chyby na výkresech a odstraněny nepotřebné elementy (detaily, pohledy, kóty, razítka apod.). § Často je efektivnější, rychlejší než odstraňovat chyby na převzatém výkrese, tento přímo překreslit v modlu CAD. § V podnicích, zejména v nástrojárnách, jsou pracovníci specialisté, kteří modelují výrobek v CAD a následně vyhotoví program v modulu CAM. § CAD/CAM symbol neznamená, že oba moduly musí obsahovat jeden software. Zejména specializované firmy mají tyto moduly samostatně. Příklad firmy DELCAM: - PoverSHAPE je určen pro modelování formy ve 3D - PoverMILL je určen pro obrábění forem (frézování, vrtání) různými strategiemi včetně nastavení nástroje pro obrábění v 5-ti osé. - (nejsou uvedeny všechny možné moduly CAM) § V rámci CAD/CAM – modulu CAM softwarové firmy dodávají balík rozličných výrobních technologií. Příklad firmy LICOM a jejího produktu AlphaCAM : - Soustružení. S přídavnými rotačními nástroji. Obrábění s více nástroji současně. - Frézování (ve 2D i v 3D. až 5-ti osé). - Gravírování (speciální druh frézování písma, tvarů, reklam atd.). - Řezání drátem. - Prostřihování. - Vysekávání. - Řezání laserem, plamenem, vodním paprskem. - Opracování kamene. Otázky a příklady pro výcvik CNC programování: : a) Jak by jste definovali větu (blok v programu z hlediska činnosti stroje ? b) Které funkce G a M se používají na začátku a konci programu ? c) Jaký je rozdíl mezi absolutním a přírůstkovým programováním a čím se liší od programování pomocí polárních souřadnic ? Jaké mají jednotlivé druhy programování výhody a nevýhody ? d) Co značí symbol CAD/CAM ? Jaké jsou výhody a nevýhody použití ručního a automatizovaného programování v CAD/CAM ? e) Proč vznikly různé druhy řídících systémů – jak a pro koho je to výhodné či nikoli ? f) Na příkladech pro výcvik v CNC programování (které jsou uvedeny v dalších souborech „Ukázky programování v praxi“ a „ Příklady pro výcvik v programování na CNC strojích“ ) ověřit znalosti základních principů programování. Literatura: Štulpa,M. CNC obráběcí stroje a jejich programování. Praha: BEN- tech. Literatura. 2007