CNC програмиране - Control Engineering Русия
Импортирането на контролни команди от CAD програми и експортирането им към CNC машини са възможности за спестяване на време и усилия в софтуер от следващо поколение.
Не е тайна, че в момента принципите на програмиране на машинни инструменти с цифрово управление са остарели с около 50 години. Системите трябва да бъдат актуализирани, за да се възползват от предимствата на съвременните технологии и да могат да работят бързо с информация, вместо да я въвеждат или преизчисляват всеки път. Освен това няма стандартни методи за оптимизиране на програмирането на машинни инструменти по параметри, което ви позволява да изберете най-добрата машина за конкретна задача.
Тези проблеми са били посочвани многократно от потребители на различни машинни инструменти, участващи в процеса на стандартизация на STEP-NC. Производителите на хардуер и разработчиците на софтуер се опитват да вземат предвид изискванията на потребителите и да внедрят някои от тези функции в своите продукти. Въпреки това, често тяхната работа не е подчинена на един стандарт, което според съществуващото мнение може да забави актуализирането на индустриалните системи. Също така е невъзможно да не споменем, че произведеното оборудване рядко използва всички съвременни технологии и в резултат на това производствената база не е толкова ефективна и перфектна.
Работната група за машинни инструменти разработва стандарти за машинни инструменти като част от концепцията за отворена модулна архитектура (OMAC отворени, контроли за модулна архитектура). Една от неговите подгрупи, STEP-NC, внедрява стандарта ISO 10303 в рамките на OMAC. Втората подгрупа, HMI-API, разработва универсален потребителски интерфейс за програмиране за всички CNC машини. Ползите от въвеждането на нови стандарти вече са налицедемонстрирани в различни индустрии, които са използвали цифрови методи за съхраняване и обработка на информация в CNC.
Модулът STEP-NC AP-238 на системата ST-Machine е хардуерно независим инструмент за управление на CNC машини
Няколко практически примера
„Протоколът за обмен на данни AP-203 за CAD беше приет от ISO STEP преди около 10 години. По това време беше трудно или дори невъзможно да се прехвърлят триизмерни графични модели между среди за разработка, AP-203 осигури по-добър обмен на данни. Сега ние разработваме по-усъвършенстван протокол AP-238 или STEP-NC“, обяснява групата OMAC.
"С STEP-NC ще бъде възможно да се прехвърли цялата триизмерна информация към CNC машини: геометрия, структура, допуски и технологични данни. В резултат на това програмирането на CNC машини ще стане много по-лесно, ще могат да се изпълняват по-сложни задачи, а самото производство ще стане по-безопасно", казва представител на OMAC.
Групата STEP-Manufacturing разработва следните протоколи за пренос на различни видове данни:
• Данни от теста на AP-219;
• Типове данни AP-223;
• Характерни технологични параметри на АП-224;
• AP-229 данни за щамповане;
• AP-238 данни за CNC;
• Проектиране на процеса AP-240;
• ISO 13399 каталог с данни за режещи инструменти;
• ISO 14649 работа на CNC устройството.
Основни предимства
Стандартът се разработва от Дейвид Одендал, инженер по оборудване в Boeing Corporation, и Сид Венкатеш, председател на работната група OMAC Machine Tool (той също работи за Boeing). Според тях в момента за производството на детайл данните от най-ниско ниво се прехвърлят към CNC машини, коитоопределят позицията на координатната система, наричана още данни за управление на машината. За конвенционалните машини не е налична информация от по-високо ниво, свързана с цялостната форма на детайла или неговите части. Оказва се, че чертежите се създават в програми с големи възможности, като CAD или автоматизирани системи за управление, но много по-малко средства се влагат в самото управление. Това води до изчисляване на нови данни за всяка машина. Машината няма информация за адаптиране към променящите се параметри или позициониране на работния инструмент. „Също така е трудно да се направи система за идентифициране на непоследователни данни с такъв стандарт“, казват Одендал и Венкатеш.
Протоколът STEP-NC (използващ файла AP-238) е предназначен да улесни прехвърлянето на данни от софтуер за автоматизирано производство към CNC машини, без да губи полезна информация. Освен това улеснява избора на машината, за да свършите работата.
Представители на Boeing и други компании смятат, че би било много по-добре да се зададат координатите на резачката, ако е необходимо, може да има функция за преобразуване на тези данни в позицията на координатната система. Също така е разумно да се прехвърли на CNC информация за отделните елементи на детайла, неговия материал, фрези и производствени допуски. В един стандарт, като AP-238 (STEP-NC), данните няма да зависят от типа и геометрията на конкретна машина. Също така AP-238 осигурява предаване на информация за геометрията, елементите на частта, тяхното съединяване, работните инструменти заедно с траекторията на движение. За по-лесно изпълнение, основният фокус е върху прехвърлянето на данни от процеса. Според комисията веднага щом се появи възможност ще бъде въведена пълна информация за частта.
Преносимост на инструкциите
Като пример форумът демонстрира развитието ипреносимост на инструкциите за производство на сложна част от самолета, използвайки подаване по пет оси, използвайки новия протокол AP-238. Обемите на файла бяха както следва: пространствен анализ на движението на ножа (Catia CL файл) - 2077 kB, протокол AP-238 Part21 - 2305 kB и CNC 560 - 1304 kB, цялото изчисление на компютър с процесор Intel Pentium 1 GHz отне 20 секунди.
На форума присъства такъв известен производител на машини с ЦПУ като GE Fanuc. Бил Грифит, главен изпълнителен директор на компанията, каза, че GE Fanuc подкрепя развитието на протокола STEP-NC и е присъствал на повечето форуми и е демонстрирал STEP-NC на търговски и индустриални изложения. Отворените CNC системи на GE Fanuc позволяват интеграция на софтуер на трети страни чрез силата на протокола STEP-NC.
Развитието на STEP-NC се следи с интерес от фирми, които все още не са подкрепили приемането на протокол, като MDSI. Майкъл Тар, директор на общия маркетинг в MDSI, казва: „Планираме да поддържаме STEP-NC в хардуера и софтуера в бъдеще.“
Цифрови данни: Всеобхватност и скорост
Повишаването на ефективността на образуването на метал чрез управление на информацията в целия производствен процес е една от областите на развитие на дигиталното производство“, каза Дик Слански, главен изследовател на консултативната група на ARC на конференцията на ARC миналата година.
Производственият модел, разработен от консултантска фирма, предполага, че за да се комбинират разработката, производствените машини и производствената линия в интегриран технологичен процеснеобходимо е автоматизиране и контрол на производството, базирано на цифрови технологии. Според Слански дигиталните технологии ще позволят да се симулира производство преди действителното му пускане в експлоатация, взаимно съгласувано развитие и производство, да се предскажат резултатите от системните надстройки въз основа на виртуални модели на нови производствени линии, машини и оборудване.
„За да подобрите ефективността на производството, имате нужда от информация за процеса“, казва Грег Горбах, вицепрезидент на консултантската фирма ARC. Той говори за увеличаването на скоростта на трансфер на данни, как това се отразява на скоростта на потребителската оценка на ситуацията. „В резултат на това е необходимо да се увеличи скоростта с помощта на инструменти за автоматизация на процесите“, твърди Горбах.
"Софтуерът трябва да вземе предвид всички свойства на процеса, а не само да прехвърля голи данни. Това е връзката между реалния свят и модела, симулацията на процеса и неговото изпълнение", добавя Слански. Необходимо е да се изчисли системата за автоматично управление, да се генерира код, да се внедри в реален процес и в същото време да се намалят разходите, както финансови, така и трудови.
Компании като Boeing, Daimler-Chrysler, Ford, General Motors, Lockheed-Martin, Nissan и Toyota преминават към цифрово производство.
Последни разработки за CNC
Предимствата на CNC технологията непрекъснато нарастват. Те са свързани с увеличаване на "отвореността" на програмите, разработване на инструменти за пренос на информация и възможност за интеграция с други инструменти, включително такива от производители на трети страни. Оборудването, съвместимо със стандарта STEP-NC, предлага големи възможности.
Системата за цифрово управление Fidia C20реализира всички възможности за споделянеПроцесори Intel Pentium 4 и Motorola RISC Power PC. Той е проектиран да обработва най-сложните високоскоростни приложения за обработка в 5-координатно пространство, използвайки протокола RTCP (контрол на предаването в реално време). Благодарение на MILL 3D CAM и Isograph 21/2D CAD/CAM, системата може да експортира CAD изчисления в IGES, DXF и DWG формати.
Fanuc и GE Fanucподобриха взаимодействието между CNC машината и компютъра чрез високоскоростен сериен интерфейс. Новата система ви позволява да увеличите количеството предавани данни. Пуснати са нови версии на системите 30i/31i/32i. Оборудването от серията 300i/310i/320i е система с висока производителност, работеща с Microsoft Windows 2000/XP. Моделите 300is/310is/320is работят с индустриалната версия на Windows CE. Net, който не изисква твърд диск. И двете системи поддържат високоскоростен комуникационен протокол FOCAS2 (Fanuc Open CNC API Specification Version 2). Всички отворени версии на оборудването могат лесно да бъдат адаптирани към всякакви изисквания на клиента и конкретна задача.
Siemens Sinumerik 840Di sl - автоматизирана платформа за 20-осно цифрово управление
Siemens Sinumerik 840Di slе автоматизирана система за цифрово управление за 20-осната задвижваща система Sinamics S120. Контролерът Sinumerik е изграден на базата на софтуер и хардуер с отворен код, той е предназначен за създаване на разпределена автоматизирана система за управление с програмируеми I / O логически схеми и задвижвания, както със, така и без компютър. Sinumerik е предназначен за механични, модернизирани, специализирани металорежещи машини и роботизирани системи. Системата е другаотвореността на HMI и PLC функциите, способността за лесно прехвърляне на данни през USB, Ethernet, изохронни Profibus интерфейси с помощта на отворен хардуер, софтуер и стандартни компютърни приложения.
Step Tools Corporation представя ST-Ma-chine. Тази програма улеснява управлението на системата, балансирането на натоварването, намалява разходите за контрол на качеството и повишава точността на производството. Новият продукт също така използва протокола STEP-NC AP-238, който ви позволява да се абстрахирате от конкретен тип машина, когато задавате траекторията на инструмента. Продуктите на STEP-NC са набор от динамични библиотеки, които са вградени в CAD и осигуряват поддръжка на протокол AP-238 за GibbsCAM, MasterCAM и други процеси, базирани на APT-CL (език и система за автоматично програмиране).
Финансови перспективи
Производството в индустрията непрекъснато расте и ранните инвестиции ще дадат голяма възвръщаемост. Световният пазар на софтуер и свързаните с него индустрии нарасна с 6,5% през 2005 г. и достигна 1,25 милиарда долара. Експертите на CIMdata изчислиха стойността на поръчките за 2006 г. и според техните оценки през 2006 г. те ще нараснат с още 7,2% до 1,34 млрд. долара.
„Темпът на растеж сега е най-силен от 1999 г., когато пазарът нарасна с 8%“, каза CIMdata, цитирайки „Версия 15 на доклада за оценка на пазара на софтуер и свързани услуги на CIMdata NC. Нямаше растеж от 2000 до 2004 г., когато индустрията беше в упадък. Но оттогава:
• Има солиден пазарен растеж, заедно с подобрение в световната икономика.
• Имаше увеличение на производството по целия свят.
• Повишаване на ефективността на работа дава производствените фирмиконкурентно предимство и започна да получава повече внимание.
• На целия пазар се наблюдава значително увеличение на вниманието към управлението на жизнения цикъл на продукта, част от което е CAD.
Според експерти нарастването на продажбите на CAD софтуер се дължи на всички тези фактори.
"Растежът е силен: печалбите на някои компании са нараснали с почти 40%, нови средства са насочени към консолидация на пазара, нови региони навлизат на пазара, например Китай. Корпорациите обръщат повече внимание на ефективната организация на производството, а поддържащият CAD софтуер също се развива", казва Кристман.