Оптимизация многоосевой обработки в NX CAM - Дмитрий Жуков Консультант по направлению "Автоматизация обработки (NX CAM)" - Softline
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Оптимизация многоосевой
обработки в NX CAM
Дмитрий Жуков
Консультант по направлению «Автоматизация обработки (NX CAM)»
Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
1. Применение и проблемы
многоосевой обработки
Unrestricted | © Siemens 2021 | Zhukov | Department | 2021-05-20
Почему мы проводим этот вебинар?
Объём рынка
станочного
> 80 миллиардов
оборудования долларов США
Тренды в станкостроении
Тренды в производстве деталей
1. Совершенствование средств моделирования в CAM-
системах
2. Использование технологий распознавания элементов
3. Процессно-ориентированный подход и фиксация лучших
практик
4. Рост применения многозадачных станков с ЧПУ
5. Распространение 5-осевой обработки
6. Использование ВСО и прогрессивных траекторий
7. Появление продвинутого ПО для КИМ
8. Симуляция обработки становится все более
реалистичной
9. Восприятие CAM в качестве составляющей PLM
Применение многосевой обработки Page 6 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
5-осевое фрезерование деталей Page 7 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Обработка импеллеров и лопаток
.
.
Page 8 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Фрезерование каналов Page 9 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Проблематика многоосевой обработки
• Многоосевая обработка или нет?
• Проблемы с качеством геометрии деталей
Page 10 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-202.5 осевое фрезерование на 4-х осевом горизонтальном станке
Page 11
Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Проблематика многоосевой обработки
• Многоосевая обработка или нет?
• Проблемы с качеством геометрии деталей
Page 12 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Проблемы с качеством геометрии деталей
Геометрия часто импортируется из STEP файлов.
В зависимости от качества экспортируемых данных
могут возникать проблемы с геометрией данных
переданных в NX CAM:
• Некорректная обрезка листовых тел
• Несовпадение ребер
• Некорректная ориентация нормали граней
Средства моделирования NX могут быть полезны:
• Оптимизация граней
• Обрезка и расширение
• Заполнить поверхность
• N сторонняя поверхность
• и т.д.
Page 13 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-202. Многоосевая обработка в NX CAM Unrestricted | © Siemens 2021 | Zhukov | Department | 2021-05-20
Широкий диапазон возможностей
Высокоэффект 2.5 осевое 3 осевое 5 осевое Обработка
ивные методы фрезерование фрезерование фрезерование моноколес
Токарно- Обработка Обработка на
Обработка каналов Точение
фрезерная отверстий основе элементов
Библиотека Цеховая Измерения на
Постпроцессор Симуляция G-кода
инструментов документация станкеШирокий диапазон возможностей
5 осевое Обработка
фрезерование моноколес
Обработка каналовВзаимодействие с поставщиками - Импорт/Экспорт данных
Поддерживаемые
универсальные форматы:
• Parasolid – собственное
ядро Siemens PLM
• STEP 214, 242
• IGES
• VRML
• DWG/DXF
• STL
Трансляторы:
• CATIA v4/v5
• CREO
CAD Neutral • Solid Works
• и другие…Синхронная технология для задач CAM
Доработка моделей
• Удаление или упрощение элементов,
которые будут получены другими
операциями, для улучшения качества
программ.
Проектирование заготовки
• Модель заготовки для корпусных
деталей часто можно создать на
основе модели детали путем удаления
элементов, смещения и замены граней
• Модели стержней для литьевой
оснастки
Проектирование приспособлений
• Эту задачу часто выполняет
технологическое подразделение и
удобно выполнять проектирование с
привязкой к деталиМоделе-ориентированный процесс механической обработки
Проектирование Подготовка Программирование Производство
Технологическое Оснастка Программирование ЧПУ
исполнение
Обработка
Конструкция детали
Измерения и
анализ
Карта контроля Технические требования Программирование КИМ
(PMI)Изготовление деталей на станках с ЧПУ
Ассоциативная разработка СТО и Снижение трудоемкости расчета УП и проведения
ТИД, снижение времени на изменений на 30-50% при изменении условий обработки
проведение изменений на 30% (инструмент, режимы, оснастка, станок)
Годная деталь с
первого раза
3D-модель – основная
входящая информация
Повышение
Автоматизированное коэффициента
формирование КтрД Автоматизация разработки использования
программ контроля оборудования3. Многоосевое фрезерование UnUnrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Операции 5-ти осевого фрезерования Page 22 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Операции 5-ти осевого фрезерования Page 23 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Управление осью инструмента
• Опции наклона оси инструмента:
Всегда от детали От точки К кривым Всегда от кривых К точке
Page 24 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Управление осью инструмента
Начало Результат
t
От точки К точке От прямой К прямой Интерполяция
По нормали к ОП
Вдоль вектора Вдоль УП
По нормали к УП
Есть также специальные 4-осевые варианты ориентации оси инструмента
Page 25 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Управление осью инструмента
Преобразование 3-х в 5-ти осевые траектории
Автоматическое регулирование положения оси
инструмента или его отвода для избегания
столкновения с держателем РИ.
• Применение более короткого инструмента
для снижения вибрации
• Доступно для 3-х осевых черновых и чистовых
oпераций
• Идеальная стратегия для HSM штампов и
пресс-форм, обработки деталей с высокими
стенками
Page 26 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-204. Черновая 5-ти осевая
обработка
Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Черновая 5-ти осевая обработка с NX1899 Возможности: Используйте все 5-осевые возможности вашего станка с ЧПУ для быстрой черновой обработки • Высокоскоростная обработка с 5 осевым шаблоном адаптивного фрезерования Преимущества: • Увеличение скорости удаления материала • Увеличение срока службы инструмента Page 28 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Черновая 5-ти осевая обработка
Черновая 5-ти осевая обработка
Возможности
• Инструмент – Цилиндрический, Сферический
• Шаблоны уровней – смещение от пола,
смещение от верхней грани, интерполяция
• Шаблоны резания – Вдоль детали / Адаптивный
Интерполяция смещения Смещение от пола
• Обработка подуровней снизу-вверх (верх/пол)
• Поддержка ЗвПО,
• Перемещения без резания в 5-ти осях
Преимущества
• Поддержка современных ОЦ
• Высокоэффективная обработка и удаление
материала.
• Расширенные шаблоны резанияPage 31 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
DEMO
01_5AxisRoughingTest.prt
Page 32 Unrestricted | © Siemens 2021 | Zhukov | Department | 2021-05-20DEMO
02_multi_axis_roughing.prt
Page 33 Unrestricted | © Siemens 2021 | Zhukov | Department | 2021-05-20DEMO
03_multi_axis_roughing.prt
Page 34 Unrestricted | © Siemens 2021 | Zhukov | Department | 2021-05-205. Многоосевая обработка каналов Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
5-ти осевая обработка каналов Page 36 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
5-ти осевая обработка каналов Специализированные операции для тонкостенных полых областей • Шаблоны фрезерования – Адаптивный и Вдоль детали • Чистовые шаблоны – По спирали, Зиг, Зиг-Заг • Центральная кривая (опционально) • Автоматизированная ориентация оси инструмента • Точный контроль параметров резания • ЗвПО Преимущества: • Программирование по потоку • Сокращение ошибок в цехе • Сокращение времени обработки • Повышение качества обработки поверхностей Page 37 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Обработка поверхности каналов - Черновая Возможности: • Поддержка шаблонов резания Вдоль детали и Адаптивное фрезерование • Поддержка 3D ЗвПО • Поддержка Радиусных и Сферических фрез. • Автоматическая ориентация оси инструмента. Преимущества: • Эффективный метод обработки для внутренних поверхностей картеров, труб, закрытых импеллеров.
Обработка поверхности каналов - Чистовая Геометрия • Геометрия обработки наследуется из группы Workpiece или задается в операции • Опциональное задание центральной кривой Инструменты • Радиусные и Сферические фрезы Ось инструмента Автоматическая ориентация оси инструмента • Задание угла зазора при наклоне инструмента Метод управления • Определение начало резания • 3 автоматические области определения обработки
Обработка поверхности каналов - Демо
DEMO
04_Fan_setup_mm.prt
Page 41 Unrestricted | © Siemens 2021 | Zhukov | Department | 2021-05-20Обработка поверхности каналов
Возможности:
Предназначен для обработки поверхностей труб,
картеров, закрытых импеллеров,
• 3+2 и непрерывная 5-осевая обработка
• Оптимальные шаблоны обработки, типы
инструментов и опций оси инструмента
• Шаблоны обработки По спирали/По уровням
• Бесшовная обработка с обоих концов
Преимущества:
• Легок в обучении и применении
• Сокращение времени на разработку УП
• Высокое качество обработки5. Многоосевая чистовая обработка
Переменные направляющие кривые
Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Чистовая 5-ти осевая обработка по Направляющим кривым • Метод Преобразование использует две кривые для расчета интерполяции траектории • Винтовой шаблон резания для непрерывной обработки • Ось инструмента генерируется отдельно от шаблона • Исключение зарезов и сглаживание ориентации оси инструмента являются частью операции Создание гладкой, высокоуправляемой траектории для высокого качества обработки поверхности
Обработка по направляющей кривой Выгоды для пользователя • Возможность чистовой обработки деталей, которые раньше было решить очень сложно • Простота использования • Мощный шаблон управления • Мощный, но простой в управлении контроль ориентации оси инструмента
Обработка по направляющей кривой Ось инструмента Плавный переход • Зиг-Заг • 2 направляющих кривых • Ориентация оси инструмента – к кривой
Обработка по направляющей кривой Расширение функциональности
Обработка по направляющей кривой
Шаблоны – Плавный переход (Morphing)
Шаблоны – Плавный переход
• Зиг-Заг
• Используется 2
направляющих кривых
• Точки двойного контакта
Замечания:
• Последний рез имеет
переменное расстояние до
направляющей
• Распознается двойной контакт со
стенкой.
• Определяется контакт любой
части инструмента с деталью.
• Двойные контакты определяются
во всех случаях (направляющая и
область резания).Обработка по направляющей кривой
Ось инструмента
Плавный переход
• Зиг-Заг
• 2 направляющих кривых
• Двойная точка контакта
• Обход столкновений – Наклон /
Отвод
Замечания:
• Инструмент отклоняется для
ориентации без столкновений
• Если нет позиции ориентации без
столкновения – траектория обрезается
• Обрабатываются все доступные точки
в области резания
• Ориентация оси инструмента внутри
операции – пересчитывается при
перегенерации траектории
• Сглаживание оси инструмента,
соблюдение зоны обработки станкаПредотвращения столкновений и сглаживание осей
По направляющим кривым Параметрическая интерполяция Возможности: • Установите ось инструмента в любом месте шаблона в продольном или поперечном направлении • Ось инструмента интерполируется между векторами интерполяции Преимущества: • Высокое качество обрабатываемой поверхности засчет сглаженного перемещения оси инструмента
По направляющим кривым Параметрическая интерполяция Интерполяция оси инструмента – Поперечное направление шаблона позволяет пользователю добавить интерполяцию векторов в поперечном Направляющая кривая направлении. Эта операция будет интерполировать ось инструмента между заданными векторами в поперечном направлении
По направляющим кривым
Параметрическая интерполяция
Интерполяция оси инструмента – Вдоль
кривой позволит пользователю
добавлять векторы интерполяции вдоль
направления направляющей кривой.
Ось инструмента будет
интерполироваться между контрольной
точкой в том же направлении, что и при
создании шаблона (направляющая
кривая)
Направляющая криваяDEMO
05_Helical_Guiding_Curve.prt
Page 55 Unrestricted | © Siemens 2021 | Zhukov | Department | 2021-05-20Чистовая многоосевая обработка – Переменные направляющие кривые (с NX 12.0.1)
• Вы можете создать операцию переменной
направляющей кривой, используя либо пару
направляющих кривых, либо одну кривую.
• Геометрия детали содержит грани,
используемые для проверки зарезов.
• Область резания содержит грани, которые
необходимо обработать. Метод обработки
прекращает расчет траектории РИ, когда РИ
касается смежных граней. Направляющие
кривые представляют собой непрерывные
цепочки открытых или замкнутых кривых. Вы
можете использовать 3D-кривые в качестве
направляющих.
• В настоящее время используются только
Радиусные концевые фрезы
Page 56 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-206. Объединение операций Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Объединение операций Объединение нескольких траекторий в одну операцию • Объединение получистовых и чистовых траекторий для оптимизирования уровней резания при обработке • Объединение двух чистовых операций для получения высокого качества обработки • Сохраненные операции объединения могут быть отредактированы • Новый процесс разбивает сложные задачи на множество простых шагов Больше гибкости при комбинировании различных шаблонов резания
Объединение по уровням – Импеллер
Lag
2
3
4
6
Lag
7 1
8
9
10
11
12 5Объединение операций Возможности • Объединение получистовых и чистовых траекторий для оптимизации уровней резания при обработке • Объединение двух чистовых операций для получения высокого качества обработки • Сохраненные операции объединения могут быть отредактированы Выгоды для пользователя • Больше возможностей обработки, которые не могли быть выполнены ранее • Новый процесс разбивает сложные задачи на множество простых шагов Больше гибкости при комбинировании различных шаблонов резания
Объединение операций.
DEMO
06_Merge_Thinwalls.prt
Page 62 Unrestricted | © Siemens 2021 | Zhukov | Department | 2021-05-20DEMO
07_Merge Path by concantenate.prt
Page 63 Unrestricted | © Siemens 2021 | Zhukov | Department | 2021-05-20DEMO
08_Concatenate.prt
Page 64 Unrestricted | © Siemens 2021 | Zhukov | Department | 2021-05-207. Поддержка тангенциальных
фрез
Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Поддержка Тангенциальных фрез Программирование 5-ти осевых траекторий с применением тангенциальных фрез • Новый тип тангенциальной фрезы • Большой радиус инструмента увеличивает контакт резания с деталью • Увеличенный шаг между проходами инструмента для сокращения времени обработки • Высококачественная скоростная чистовая обработка Улучшенное качество поверхности, при сокращении время обработки
Тангенциальные фрезы
Тангенциальные фрезы – Пример тестового проекта Fraisa
Finish - reference Semi-Finish Finish Super Finish
Ball Mill 12m - 5290501 ArCut-X P8530.300 ArCut-X P8530.300 ArCut-X P8530.300
Step over 1.2 mm Step over : 8 mm Step over 4 mm Step over 2.25 mm
Machining Time = 14 min 12 sec Machining Time = 28 sec Machining Time = 1 min 28 sec Machining Time = 3 min 37
1 min 56 sec
5 min 33 secТангенциальные фрезы - Пример обработки на станке
Разные случаи применения
machining areasПримеры обработанных деталей
DEMO
09_BarrelFlat_case.prt
Page 73 Unrestricted | © Siemens 2021 | Zhukov | Department | 2021-05-208. Примеры внедрения Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
«Используя 5-осевой метод наклона инструмента в NX CAM, мы улучшаем качество пресс- форм, сокращая время обработки до четырех раз». Rick Ведущий программист JK Machining
«Данные, поступающие непосредственно на 5-осевой станок, обеспечивают точность и лучшее качество поверхности». Роб Коулман Вице президетн по развитию Princess Yachts
«Внедрение передового решения для 5-осевой обработки и производства, помогло нам освоить возможности высокоточной обработки» Hsieh Chu Chi Вице президент Either Tech Co., Ltd
9. Лицензирование Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Гибкая конфигурация NX CAM
Базовый модуль Базовый модуль Базовый модуль
2.5x фрезер. CAD 2 CAD 2
2.5x фрезер. 2.5x фрезер.
3x фрезер.
3x фрезер. 3x фрезер.
5x фрезер. 5x фрезер. Токарная
Симуляция Симуляция ЭЭО
5x фрезер.
Обработка моно-колес
5-ти осевая Симуляция
обработка только Расширенная 5-ти Обработка на базе элементов
CAM осевая обработка + Полный пакет обработки +
NX12460 моделирование моделирование
Только Синхронное NX13440 NX13430
моделирование +
примитивы
Page 79 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Конфигурация рабочего места для многофункциональных станков
NX12440 NX13430
Базовый модуль Симуляция NX 30434
Базовый модуль
CAD 1 2.5x фрезер. NX 30432
CAD 2
Токарная 3x фрезер. NX 30433
2.5x фрезер.
5x фрезер. NX 30409
NX12450 3x фрезер.
Базовый модуль Токарная NX 30408
Токарная
CAD 2
Симуляция NX 30434
2.5x фрезер. ЭЭО
5x фрезер. NX 30409
3x фрезер. 5x фрезер.
Симуляция
Обработка на
основе элементов
Полный пакет обработки
Page 80 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Итоги Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Итоги
• Сокращение количества установов приводит к
повышению качества обработанных
поверхностей при сокращении общего времени
цикла
• Профиль по контору идеально подходит для
тонкостенных деталей с наклонными стенками
из аэрокосмической отрасли
• Автоматизированный угол наклона оси
инструмента упрощает переход к 5-ти осевому
фрезерованию в таких традиционных 3-х
осевых областях как обработка штампов и
пресс-форм
Page 82 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Полезные материалы Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Учебный портал Siemens
Ознакомиться с каталогом можно по ссылке:
https://training.plm.automation.siemens.com/buy/academic.cfm
Поиск курса по:
• Языку;
• Продукту;
• Версии.
Более 200 курсов на русском.
Более 5700 курсов на английском.
Продукты: NX, Teamcenter, AWC, Simcenter, Tecnomatix, Simatic IT,
Polarion, Opcenter, Camstar, LMS.Документация по NX CAM
https://docs.plm.automation.siemens.com/tdoc/nx/1899/nx_help/#uid:xid1128418:index_mfgmilling
Page 85 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Форум пользователей NX CAM
https://community.sw.siemens.com/s/group/0F94O0000005TFuSAM/private-siemens-partner-nx-manufacturi
Page 86 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Путеводитель по высокоэффективному фрезерованию Page 87 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Адаптивное фрезерование – Калькулятор режимов резания • Калькулятор режимов резания разработан специально для подбора оптимальных параметры обработки при высокоэффективном фрезеровании. • Он показывает, как можно значительно повысить эффективность работы вашего оборудования и оснастки. Page 88 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20
Информация об NX CAM
Visit the
website and
Try NX CAM get started
Web in the cloud in minutes
www.siemens.com/nx-manufacturing
Blog
www.siemens.com/nx-manufacturing-blog
Community
www.siemens.com/nx-manufacturing-community
Page 89 Unrestricted | © Siemens 2020 | Siemens Digital Industries Software | Where today meets tomorrow.Ссылки на материалы Siemens Информационные материалы Siemens Russia - журнал «PLM Эксперт. Инновации в промышленности», книги и брошюры https://www.plm.automation.siemens.com/country/ru-ru/information- materials/index.html Форум пользователей NX CAM https://support.sw.siemens.com/ru-RU/product/209349590 YouTube канал https://www.youtube.com/playlist?list=PL1m1vu8_quoAplB-XIFPYxBVaUJbBnfhN Приложение Manufacturing 360 Available from Apple Store or Google Play
Контакты
Жуков Дмитрий Валерьевич
Консультант по направлению «Автоматизация обработки (NX
CAM)»
Siemens Digital Industries Software
Digital Factory Division
Product Lifecycle Management
Global Sales & Services
115184, Россия, Москва,
Большая Татарская, 9
Тел. : +7 (495) 223 3646
Факс : +7 (495) 223 3647
Моб. : +7 985 800 9907
E-mail: zhukov.dmitry@siemens.com
www.siemens.ru/plm
Page 91 Unrestricted | © Siemens 2021 | Dmitry Zhukov | Digital Factory Division | 2021-05-20Спасибо! Вопросы? Unrestricted | © Siemens 2020 | Siemens Digital Industries Software | Where today meets tomorrow.
Вы также можете почитать
