|
Od výkresu k výrobku
Manuální
tvorba NC programů je zdlouhavá, pracná a především s sebou nese
vysoké riziko chyb i u zkušeného programátora. V současné době na
trhu existují prostředky pro automatickou tvorbu NC programů. Většinou
se zaměřují na obrábění tvarově náročných součástí definovaných
složitým matematickým předpisem, a jsou tedy svou cenou a nároky na
odbornost programátora pro malé a střední firmy často nepřístupné.
Právě pro takovéto podmínky byl vyvinut software Dxf2cnC. Oblastí
jeho využití je frézování a vrtání v tzv. 2,5D prostoru, tedy
rovinné obrábění s volbou hloubky řezu. To je právě nejčastější
pracovní náplň malých a středních strojírenských firem. Základní
charakteristika Program
Dxf2cnC je určen k tvorbě NC programů pro řídicí systémy Heidenhain
a kód ISO, který lze po úpravě použít pro libovolný NC stroj.
Program byl sestaven tak, aby měl co nejmenší nároky na hardware počítače.
Proto je pro jeho provoz zapotřebí jen procesor 386 s grafickou kartou
VGA a operační systém MS-DOS. Program zpracovává výchozí data přímo
z digitálního výkresu ve formátu .DXF. Tato data se vytvoří v
libovolném CAD systému, jako jsou například AutoCAD nebo IntelliCAD,
který je dostupný zdarma. Program
Dxf2cnC vybere ze souboru geometrické prvky typu "křivka" a
"kružnice" a ostatní ignoruje. Proto může soubor obsahovat i
jiné prvky z výkresové dokumentace, aniž by to ovlivnilo generování
NC programu. Křivky reprezentují obráběný obrys součásti a kružnice
vrtané díry. Jsou-li tyto prvky umístěny ve výkresu v různých
hloubkách, program hloubky respektuje a přenese je i do výsledného NC
programu. Práce
s programem je rozdělena do dvou sekcí - technologické a grafické. V
první části se zobrazí menu technologických parametrů pro frézování
a vrtání. Všechny položky mají připraveny implicitní hodnoty. Mezi
nimi je možno pohybovat se kurzorovými klávesami nebo myší. Ke každé
položce se zobrazuje na spodním řádku stručná nápověda. Pokud
program nenalezne ve vstupním souboru křivky nebo kružnice, vynechá
tabulku parametrů příslušné technologie - frézování nebo vrtání.
Z technologické části lze kdykoli přejít do grafické sekce a pak
zase zpět. Grafická část slouží pro kontrolu výsledné NC dráhy.
Obraz je možno zvětšovat, zmenšovat a posouvat. Zde je také možno ověřit
dosažitelnost dráhy pro frézu požadovaného průměru. Nedosažitelné
úseky dráhy program zvýrazní a nabídne řešení. Lze tady také provádět
reverzi drah frézy a základní geometrické transformace v rovině XY.
Těmi jsou posunutí, otáčení, zrcadlení a změna měřítka. Kromě
NC dat program generuje data pro technickou kontrolu a soubor .SCR pro zpětnou
kontrolu v CAD systému. Program také vypočte délku a čas dráhy frézování.
Ve zvláštním režimu umožňuje program nahrazení lomené čáry
plynulou křivkou složenou z tečně na sebe navazujících oblouků. Způsob
obrábění Pro
frézování program používá pouze jediný nástroj. Program ze vstupního
souboru vybere všechny křivky, umožní změnit jejich pořadí a
orientaci, nechá vybrat pravou, levou nebo nulovou korekci a podle zadání
řezných podmínek vygeneruje první část programu. Do prvního bodu každé
křivky najede v přejezdové rovině (nad materiálem) bez korekce. Poté
načte korekci a sjede na hloubku obrábění podle zadané hodnoty osy Z.
Na konci každé křivky nástroj vyjede rychloposuvem do navolené bezpečnostní
roviny a v ní přejede na hodnoty XY odpovídající začátku další
křivky. Po frézování v NC programu následuje vrtání. Program
realizuje vrtání tolika nástroji, kolik různých průměrů kružnic
nalezne ve vstupním souboru. Kružnice se pro ten účel seřadí do
skupin podle velikosti. Před vrtáním program všechny díry navrtá
jedním navrtávákem, NC špičkou s vrcholovým úhlem 90 stupňů. Technologická
sekce Pro
frézování a vrtání se zadává řezná rychlost, průměr nástroje,
počet břitů a posuv na jeden břit. Každá položka má nastavenou
implicitní hodnotu, která odpovídá nejčastějšímu použití. Jestliže
nám nastavené parametry vyhovují, je možno přejít rovnou do grafické
sekce. V případě potřeby jejich úpravy program automaticky přepočte
hodnoty ostatních parametrů, aby stále platily matematické vztahy dané
problematikou technologie obrábění (například řezná rychlost a průměr
nástroje ovlivňují otáčky). Řezné podmínky pro frézování se
objeví pouze, pokud je ve vstupním souboru přítomna alespoň jedna křivka.
Stejně tak při vrtání se objeví jen tehdy, když vstupní soubor
obsahuje kružnice. U vrtání se zadávají řezné podmínky pro všechny
vrtáky společně. Zde je možno postupovat více způsoby. Lze zadat řeznou
rychlost s velikostí tloušťky třísky (přesněji posuv na zub) a otáčky
i minutový posuv se vypočtou podle průměru nástroje. Často je však
v praxi vhodnější použít stejný minutový posuv pro vrtáky různých
průměrů a různých otáček. Takovou možnost program také podporuje.
Tato varianta dovolí, aby například vrták o průměru dva milimetry (a
malé pevnosti a tuhosti) byl zatížen příslušně menší silou než
například vrták 30 mm při stejné řezné rychlosti. Můžeme také
zadat omezující otáčky a program pak upraví případné vyšší otáčky
a k nim i posuv. Tyto hodnoty můžeme libovolně měnit tak dlouho, až
usoudíme, že stav je optimální. Navrtání se automaticky provede do
hloubky rovnající se poloměru vrtaných děr, nejhlouběji však do
nastavené maximální hloubky. Při navrtávání lze také rovnou provádět
sražení hran děr. Pro
frézu, vrtáky a navrtávák je třeba zadat pracovní roviny. Zadává
se hloubka obrábění, povrch součásti a přejezdová rovina. Tyto
roviny se zadávají zvlášť pro frézování a pro vrtání. Frézování
a vrtání mohou mít rozdílné hodnoty povrchu obrobku, hloubky obrábění
i přejezdové roviny. Hloubka obrábění může mít jen zápornou
hodnotu (vztahuje se přírůstkově k povrchu obrobku) a stanoví se jen
pro ty entity (křivky a kružnice), jejichž souřadnice Z je
nulová. Je to proto, aby bylo možno již při tvorbě výkresu
rozhodnout pro každou entitu zvlášť o její souřadnici v ose Z.
A naopak, když jsou všechny prvky ve stejné hloubce, může být pro
programátora snazší nakreslit je v rovině s nulovou hodnotou v ose Z
a hloubku zadat až při generování programu. Program Dxf2cnC umožňuje
také kombinovat entity s nenulovou Z-souřadnicí s entitami s
nulovou Z-souřadnicí, u kterých se zadá hloubka obrábění přímo
v technologické části programu. Technická
kontrola kontroluje tvar obecných křivek pomocí souřadnicového měřicího
zařízení. V jedné ose se najíždí na definované hodnoty. Ve druhé
ose se odečte naměřená hodnota, a ta se porovnává s tabulkou předepsaných
tolerancí. Úchylka ve směru osy Y je však jiná než úchylka
ve směru normály. Proto program provádí přepočet podle odklonu normály
od osy Y. Konstruktérem povolená tolerance tvaru křivky se zadá
jako jedna hodnota v technologické části programu. Do souboru s
koncovkou .KON (pro technickou kontrolu) se vedle souřadnic měřených
bodů vypíší tolerance úchylek ve směru osy Y. Soubor se vytvoří
jen tehdy, pokud vstupní DXF soubor obsahuje křivky. Vizuální
kontrola programu Grafická
sekce je prostředek pro vizualizaci programu, pro volbu pořadí a
orientace drah frézování, pro zadání korekce a pro geometrické
transformace. Každou funkci lze vyvolat kdykoliv pomocí příslušných
kláves. Graficky se v různých barvách znázorňují rozličné údaje
o generovaném programu. Dráha se kreslí hnědou barvou, žlutě se
vykreslí úseky nedosažitelné pro frézu daného průměru za dané
korekce. Tyrkysovou barvou se zobrazují přejezdy mezi jednotlivými křivkami
v bezpečnostní rovině a světle modré jsou vrtané díry. Kontrolní
body na dráze je možno zobrazit bílou barvou. Tou se kreslí i osový kříž.
Na monitoru se objeví zelená šipka symbolizující začátek dráhy a
červená kružnice, symbolizující frézu. Kružnice svým postavením vůči
šipce naznačuje korekci. Obraz lze po monitoru posouvat kurzorovými klávesami
nebo myší. Velikost zobrazení (zoom) se mění klávesami
"plus" a "minus" na numerické klávesnici. V pravém
horním rohu obrazovky se objeví šipky ukazující polohu nulového bodu
vůči monitoru. Měřítko se také indikuje v pravém horním rohu
obrazovky za slůvkem Zoom. V grafické sekci můžeme provádět
geometrické transformace, které se projeví i v NC programu. Můžeme
tak celý program posouvat, otáčet, zrcadlit a proporcionálně zvětšovat
a zmenšovat dráhy nástrojů. Implicitně jsou nastaveny hodnoty, které
jsou pro danou transformaci neutrální, a tudíž při jejich potvrzení
k žádné transformaci nedojde. Je také možno převrátit směr nebo pořadí
drah oproti zadání ve vstupním souboru. To využijeme především
tehdy, když chceme například místo sousledného frézování použít
nesousledné a naopak. Také je tak možno opravit hrubování po
ekvidistantách, které se v grafickém systému CAD generují směrem od
obrobku, kdežto v praxi potřebujeme pravý opak. Program
Dxf2cnC umožňuje bez velké námahy vytvářet NC programy pro většinu
vyráběných součástí. Svou nízkou cenou i nenáročností obsluhy
patří k nejdostupnějším programovacím prostředkům. |