Контрол на позицията на инструмента при 5-осно програмиране

В тази статия ще продължим да описваме възможностите за програмиране на 5-осна обработка в домашната система GeMMa-3D. Преглед на основните възможности за програмиране на 5-осна обработка в разглежданата CAM система е направен в "CAD и графика" № 5'2011. Целта на тази статия е да запознае читателите с набора от инструменти за управление на осите на ножа, един от най-трудните аспекти на програмирането на 5-осна обработка.

Нека разгледаме последователно параметрите на управление на осите на фреза при конструиране на траекторията на обработка, тяхното основно предназначение и начина, по който са представени в потребителския интерфейс на системата GeMMa-3D.

Ориз. 1. Параметри за управление на оста на фреза

Ориз. 2. Методи за ориентация на ножа

Разделът Axis Control (фиг. 1) ви позволява да изберете желания начин на ориентация на фрезата, докато се движите по изчислената траектория. Тук можете да фиксирате една или две оси, като получите траектория съответно с 4 или 3 оси. Основният тип ориентация на инструмента се определя по един от следните начини (фиг. 2):

перпендикулярно на повърхността (а);
спрямо посоката на движение (b);
относителен ъгъл (в);
абсолютен ъгъл спрямо оста (r);
ъгъл около оста (d);
от буква д);
от кривата (g);
чрез управляващи вектори (h);
от точка(и);
от кривата (k);
посока на обработка на работното колело (l).

Всеки от изброените типове ориентация е придружен от съответен набор от допълнителни параметри. Например, при ориентиране спрямо посоката на движение (фиг. 3) се задават величината на наклона на оста на фреза по посока на движението, както и вида и големината на страничния наклон.

Ориз. 3. Ориентация на оста на фреза спрямоупътвания за шофиране

Най-гъвкавият начин за определяне на ориентацията на ножа е да се зададат междинни позиции на оста на инструмента, тоест ориентацията на ножа чрез управляващи вектори. Чрез правилната настройка на междинните позиции на фрезата е възможно да се осигури оптималната и най-технологична траектория на инструмента по най-недостъпните канали и канали, които се обработват.

Въпреки това, заедно с висока гъвкавост, този метод за настройка на ориентацията на фрезата изисква значително количество ръчна работа - компетентно и точно конструиране на управляващи вектори. За да автоматизирате тази задача, системата GeMMa-3D разполага с помощната програма Control Vectors, която ви позволява да изградите необходимите междинни оси според най-често срещаните модели (фиг. 4).

Ориз. 4. Помощна програма за конструиране на управляващи вектори

Ориз. 5. Използване на страничен наклон при ориентиране на ножа

Тази помощна програма ви позволява да изградите сегмент или масив от сегменти, ориентирани по определен начин в пространството и свързани с някои точки от дадена крива. Броят на сегментите и тяхната дължина се задават от потребителя. Началото на сегментите се намира в изчислените точки, отдалечени една от друга на еднакво разстояние по избраната от потребителя крива от първата посочена точка до втората в даден брой. Ориентацията на вектора във всяка изчислена точка се определя според избрания превключвател на елемента Vector Control на диалоговия прозорец Control vectors и стойността на два ъгъла: водещ ъгъл - LEAD и ъгъл на отклонение - TILT.

Ъглите LEAD и TILT имат собствена интерпретация за всеки избран бутон за избор на елемента Vector Control. Ъгълът може да бъде зададен както като абсолютна стойност във всяка изчислена точка, така и като закон, според който ъгълът се променяпо посочената крива от първата посочена точка до втората.

Законът, по който се променя ъгълът, се определя от крива, лежаща в равнината XY, чиято абциса на първата точка е 0, а последната точка е 100. Ординатата на всяка точка от тази крива определя ъгъла в диапазона от -180 до 180 °. Законът за промяна на ъгъла се тълкува по следния начин. Ако дължината на посочената крива от първата посочена точка до втората се приеме за 100%, тогава ординатата на кривата на закона за промяна на ъгъла с абсцисата, равна на Y, определя ъгъла (LEAD или TILT) на разстояние Y% по посочената крива.

Кривите на законите за промяна на ъглите LEAD и TILT се генерират автоматично в системата, ако полетата за въвеждане на LEAD и TILT са попълнени правилно. В този случай първоначалната информация се въвежда в полето за въвеждане като текстов низ, съдържащ стойностите на ъглите и тяхната позиция върху зададената крива като процент от дължината на кривата. Двойка числа (процент и ъглова стойност) е разделена със символ „/“. Двойките се разделят със запетаи. Например, низът 0/5,100/15 ще означава, че в първата посочена точка (0%) ъгълът (LEAD или TILT, в зависимост от това в кое поле за въвеждане е този ред) е 5°, а във втората посочена точка (100%) е 15°. Броят на чифтовете е неограничен. Сортирането по процент става автоматично. Законите за промяна на ъгъла се формират от системата чрез сплайн апроксимация на първоначалната информация.

Управляващите вектори, построени в автоматичен режим, са набор от геометрични обекти - сегменти. Така при необходимост е възможна допълнителна ръчна настройка на позицията на отделните сегменти.

Когато използвате метода за задаване на ориентацията на фрезата спрямо посоката на движение, има допълнителен набор от параметри, който ви позволява да определите посоката и размера на страничнитенаклон. Предложените типове наклони включват (фиг. 5):

ориентация на оста на ножа спрямо изопараметричните линии на повърхността (а);
посока по перпендикуляра на определената крива (b);
посоката на оста на фрезата по перпендикуляра на посоката на движение (c);
свързване на оста на фреза към посоката на шпиндела (r);
ориентация в дадена посока (d);
ориентация по набор от сегменти - управляващи вектори (e).

Използването на 5-осни машини с различни кинематични схеми предполага наличието на определени ограничения върху възможния диапазон на движение на работните органи. Диалоговият прозорец Ограничения (фиг. 6) ви позволява да зададете параметрите на допустимите ъгли на въртене на работните органи спрямо осите на машината. Посочените ограничения ще бъдат взети предвид на етапа на изчисляване на пътя на инструмента.

Ориз. 6. Задаване на ограничения на въртенето на работните органи на машината

Ориз. 7. Задаване на точката на рязане на инструмента

Важен технологичен момент при програмирането на 5-осна обработка е да се зададе зоната на режещата част на фрезата, тоест точката на контакт на фрезата с повърхността, която ще се обработва. Различните видове обработка и видове фрези налагат контрола на този параметър. Системата GeMMa3D предоставя следните методи за настройка на позицията на режещата точка на инструмента (фиг. 7):

автоматичен избор на точката на рязане (а);
точка на рязане в центъра на инструмента (b);
точка на рязане върху радиуса на ножа (c);
рязане с предната част на ножа (g);
точката на рязане се задава на определено място на ножа (d).

Описаните параметри позволяват при програмиране на 5-осна обработка да се зададе почти всяка позиция на режещия инструменти изградете оптималната траектория на фрезата за производство на части със сложна форма.