Docstoc

CAM Alapjai

Document Sample
CAM Alapjai Powered By Docstoc
					2005.11.07.     CAM alapjai                       1



              CAM ALAPJAI




                              Dr. Markos Sándor
                                      &
                               Dr. Boór Ferenc
                                    BME GTT
2005.11.07.         CAM alapjai                             2



              Megmunkálási igények
                                  Marás (sík, zseb, horony,
                                  kontúr, felület, menet,
                                  maradék…)
                                  Szikraforgácsolás (tömb,
                                  huzal, bolygó)
                                  Köszörülés (sík, henger,
                                  horony, menet, ...)
                                  Polírozás
                                  Felületkikészítés
                                  (szemcseszórás, “bőrözés” )
                                  Bevonatolás

                                                 BME GTT
2005.11.07.          CAM alapjai                3



    Gyártási (megmunkálási) típus sorrendterv




                                     BME GTT
  2005.11.07.                                                        CAM alapjai                                                        4

Technológiai tervezés                                 Termékmodell                         Előgyártmány
 szintjei és feladatai
                                                                        Gyártási modell

                                           Feldolgozó - Processzor                              Megmunkálási módok hozzárendelése
                                                                                                Bázisfelületek kijelölése
                                             Szerszámgép,
      Modell




                                                                        Sorrend tervezés        Szerszámgépek, készülékek választása
                                               Készülék
                                                                                                Műveletek behatárolása, sorrendje,
                    FELHASZNÁLÓI FELÜLET




                                                                                                közbenső állapotok meghatározása

                                                                                                Leválasztási terv
                                                                                                Szerszámválasztás, elrendezés
                                               Szerszám                 Művelet tervezés
      Leíró nyelv




                                                                                                Műveletelemek sorrendje, összevonása,
                                                                                                bontása


                                              Forgácsolási                                      Szerszám mozgáspálya tervezés
                                                                   Műveletelem tervezés
                                              paraméterek                                       Forgácsolási paraméterek meghat.
      Dialógus




                                                                            CL Data

                                           Illesztő – Posztprocesszor
                                                                                                Tényleges gyártóberendezés tulajdon-
                                                       Vezérlés             Illesztés           ságainak figyelembe vétele



                                                                            NC gép
                                                                                                                    BME GTT
2005.11.07.            CAM alapjai                         5



               CAM RENDSZEREK
  ESPRIT      CAMWORKS               SURFCAM    SOLIDCAM

  DELCAM      FEATURECAM MASTERCAM TEBIS

  HYPERMILL EDGECAM                  WORKNC     GEOPACK
                                                MAZACAM
  EZCAM       ALPHACAM               CIMATRON   ALASKACAM

  VISICAM     TOPCAM                 XNC        GIBBS

                                                 BME GTT
2005.11.07.                                CAM alapjai                    6



                       2-3D-s hibrid modellezés
          Felület- és testmodellező alaprendszer
          Egyesíti a felület- és testmodellezés előnyeit
          Speciális modulok, például szerszámtervezők számára
                 Szerszámház tervezés: „Mold maker”
                 Elektróda tervezés: „Electrode”
                 Összeállítás: „Assembly”
                 2D-s rajzolás: „Draft”




                                                                BME GTT
2005.11.07.          CAM alapjai                  7



ArtCAM: Művészeti gravírozás, domborművek (relief)




                                        BME GTT
2005.11.07.          CAM alapjai                                      8



CAM felépítés (struktúra), fejlesztési törekvések
                             CAM feladatok bővülése
                             Alakzat/Sajátosság (Feature) alapú
                             szerszámpálya tervezés
                             Modell, NC program asszociativitás
                             Test/Térbeli (Solid) megmunkálás
                             Maradék nagyolás
                             HSM szerszámpályák
                             Pálya optimálás, (Technológiai adatok)
                             Ellenőrzési funkció bővülése



                                                       BME GTT
2005.11.07.                           CAM alapjai                                 9


                               CAM modulok
NC megmunkálás programozása                         NC megmunkálás kiszolgálása

         esztergálás (turning)                           alkatrész modellezés
         marás (milling)                                 DNC kommunikáció
         huzal szikraforgácsolás (wire)                  posztprocesszor generátor
         lemezmegmunkálás (punch)                        programellenőrzés
         lézer sugaras megmunkálás (laser beam)          munkadarab anyagadatbázis
         vízsugaras vágás (water jet)                    szerszám adatbázis
         prototípus gyártás (rapid prototyping)          szerszámtervezés támogatás
         mérés (measure)                                 elektróda tervezés
         …                                               munkafolyamat (projekt)
                                                         menedzselés
                                                         …




                                                                     BME GTT
2005.11.07.      CAM alapjai             10



              Marás 2, 3, 5D




                               BME GTT
2005.11.07.                       CAM alapjai             11



              Huzalelektródás szikraforgácsolás
                     Energia forrás




                                                BME GTT
2005.11.07.                              CAM alapjai                                    12



                                 CAM folyamat
          Beolvasás, Transzport
          Konvertálás (IGES, SAT, VDA-FS….)
          Felületek javítása, kiegészítése, módosítása
          Gép leírása (DNC), Poszt-processzor
           generálás
          Modell anyagának megadása
          (anyagadatbázis)
          Műveletek, műveletelemek sorrendje
          Szerszám leírása, kiválasztása                 Szerszámpálya editálás
          Technológiai követelmények (megközelítés,      (Transzformációk, kivágás,
           belépés, korrekció, …, kilépés)                összekötés, új sorrend)
          Szerszámpálya generálás (2D, 3D,..5D )         Szerszámpálya ellenőrzés
                                                         (Ütközésvizsgálat, szimuláció)
                                                         Posztprocesszálás
                                                         Méretellenőrzés kiszolgálása
                                                         Dokumentálás
                                                         Archiválás



                                                                       BME GTT
2005.11.07.                  CAM alapjai                                            13



              Digitalizálás, másolás, rekonstrukció


                                   A felület folt letapogatása
                                   választott stratégia szerint




                                           A mért pontok:
                                           - tapintógömb középpont koordináták
                                           - normális meghatározása csak bizonyos
                                             esetekben


                                                                  BME GTT
2005.11.07.         CAM alapjai               14



   MDB anyag adatbázis (forgácsolási adatok)




                                    BME GTT
2005.11.07.            CAM alapjai                         15



              Egy bemenet (input) példa
                                     • Igs, Step, VDA-FS
                                     • Felületmodell
                                     • Jellemzően
                                       maradékanyag
                                       megmunkálás
                                     • anyaga: edzett acél




                                             BME GTT
2005.11.07.          CAM alapjai                16



              Marás, marószerszámok




                                      BME GTT
2005.11.07.                         CAM alapjai             17



              Szerszámleírás, szerszámadatbázis




Feltöltés egyedileg
Gép vagy feladat (projekt) orientáltság
Adatbázis import
                                                  BME GTT
2005.11.07.       CAM alapjai             18



              Szerszámbemérés




                                BME GTT
2005.11.07.                                   CAM alapjai                                            19

                             Megközelítési stratégiák
                                     és a megmunkálási szintek szerepe
                                                A szerszám típusától, kialakításától függően:

                                                • fúrás, merítés, süllyesztés (plunge)
                                                • egyirányú rézsű (fixed direction, ~ ramp)
                                                • kétirányú, cikk-cakk rézsű (zig-zag ramp)
                                                • csavarvonal, helikális rézsű (helical ramp)




   Abszolút szintek:
   • Biztonsági sík (Clearance)
   • Munkasík (Level)

   Relatív szintek:
   • Kiemelési sík (Retract)
   • Biztonsági távolság (Safe distance)
   • Megmunkálási mélység (Depth)

                                                                                           BME GTT
2005.11.07.                                                   CAM alapjai                                                          20


                                  Megmunkálási dimenzió
 egész D : egyidejűleg vezérelt/-hető mozgás koordinátatengelyek száma
           ( azonos időben végzett szinkronizált gépi tengely elmozdulások száma )
  fél D : egy vagy több mozgás nem szinkronizált vagy nem egyidejűleg vezérelt/-hető
          ( pl. csak fogásvétel vagy rétegváltás történik/-het egy kiválasztott tengely irányban)

                    2.5 D                                                   3D                                            5D




Alkalmazása
• bonyolultság jellemzője: technológiai dimenziószám, mint bonyolultsági fokmérő szám (pl. 2.5D-s marás)
• kapacitás definiálása: gépi dimenziószám, mint kapacitási fokmérőszám (pl. 4D-s v. tengelyes huzalos szikrácsológép)
                                                                                                                         BME GTT
2005.11.07.                        CAM alapjai             21


              Dimenzió csökkentő stratégiák (2.5D)
Z-merőleges (X-Y) v. -párhuzamos (Y--Z, Z--X)
                  v. -párhuzamos (Y Z, Z X)
gépi síkokban végzett megmunkálások

       Nagyolás (terasz) Z-rough

       Maradék nagyolás (terasz)
       rest-mill

       Elősimítás (kontúrozás) Z-finish
      Simítás (kontúrozás Z-finish,
      párhuzamos „pásztázás” X/Y--lace )
                                    X/Y lace



       Maradék simítás (2.5-3D)
                                                 BME GTT
2005.11.07.                                      CAM alapjai             22



              Dimenzió csökkentő stratégiák (2.5D)
  Z-párhuzamos (z-x, y-z) gépi síkokban
  végzett megmunkálások
  • Z~állandó (vízszinteshez) közeli felületek
    megmunkálására
  • A szerszámpályák Z irányból nézve (felülnézet)
    egyenközű vagy állandó barázdamagasság szerint
    változó párhuzamos x- ill. y-egyenesek
  • Pozitív, vagy negatív ráhagyás
  • Egy lépésben több felület is megmunkálható
  • Speciális technikák (interpoláció) gyorsmaráshoz
  • Egyes rendszerekben csupán, mint az általános
    pásztázás (lásd: 3D-s mozgáspálya generálási stratégiák)
    speciális (0o ill. 90o-os) beállításaként hívható
  • Nagyolásra kiterjesztett verziója a többlépéses
    profil-, avagy Offset-megmunkálás

                                                               BME GTT
2005.11.07.                                           CAM alapjai                                   23


  Egy- és Kétirányú megmunkálás (Pásztázás)




                                                                    Megnevezések nagyolásnál:
                                                                      Egy-
                                                                    • Egy-, Kétirányú megmunkálás
Beállítások :                                                         Cikk-       Zig- Zag)
                                                                    • Cikk-Cakk (Zig-Zag)
• Egyirányú                                                         • Pásztázás (Parallel Lace)
       • Egy irányban vág kijelölése (Once cut)                     Megnevezések simításnál:
         Egyen-
       • Egyen- vagy ellenirányú főorsó forgás kijelölése
• Kétirányú
                                                                    • Kontúrozás (lásd alsó ábra)
       • Optimális főorsó forgás választása
                                                                                 BME GTT
2005.11.07.              CAM alapjai                                 24



              Váltakozó irányú megmunkálás




                                       Megnevezések :
                                       • Csigavonalas megmunkálás
                                       • Cirkuláris megmunkálás (Meander)
                                       • Területmarás (Area clear)



                                                      BME GTT
2005.11.07.                                                CAM alapjai                                                           25

                                      Nagyolás és Simítás
                                       és a megmunkálási határgörbe szerepe
  Ráhagyáskövető, -generáló stratégia: a pályák a ráhagyást rajzolják     Felületkövető, -generáló stratégia: a pályák a felületet
  ki, a darabra csupán következtetni lehet a kihagyott térrész alapján)   rajzolják ki, a ráhagyásról nem adnak felvilágosítást




                            Nagyolás                                                            Simítás
                     • cirkuláris teraszolás                               • kontúrozás a teljes felületen – piros
                                                                           • pásztázás határgörbén belül – kék
                                       Határgörbén kívül nincsen mozgáspálya
                                                                                                           BME GTT
2005.11.07.                                              CAM alapjai                                                               26



                                         Simítás stratégiák
                                                                  Simítás




     Elősimítás
  Felületkövető, -generáló stratégiák, mikor a ráhagyás alakja, mérete közvetlenül nem, viszont a generált felületre megengedett
  barázdáltság (felületi integritás) nagyban befolyásolja a generált szerszámpályákat.
                                                                                                             BME GTT
   2005.11.07.                                             CAM alapjai                                                           27

                        Felületi integritás: barázdáltság
                                                                                                          Gömbvégű maró

                                                 Szármaró
                                                                                                                Fogásmélység




                                                                          Barázda
            Maradék                                                      (maradék)                           Barázda magasság
                                                                                  Wall Profile                (Hullámosság)



                         Lépés                                                                                 Kúpos végű
                                                                                                                szerszám
                                                    Barázda
                                                    magasság




                                                                          Nincs
                                                                         maradék


Megjegyzés: Nemcsak a barázda-keresztmetszet jellemzi a barázdáltságot! A barázdák szerszámtengely irányból nézve ugyancsak
mutathatnak homogenitást avagy több-kevesebb inhomogenitást, mint az egy-, két- és változó irányú megmunkálási stratégia eredményei.
                                                                                                            BME GTT
2005.11.07.                              CAM alapjai                                            28


              2.5D-s simítás – Kontúrozás
    Felületi minőség figyelembevétele fogásvételnél



                                                       Fogásmélység, megmunkálási szintváltás
                                                            állandó barázdaméret mellett




              Egyenletes fogásmélység,
              megmunkálási szintváltás




                                                                              BME GTT
2005.11.07.                      CAM alapjai                                29



        3D-s mozgáspálya generálási stratégiák




Felület pásztázás; azaz párhuzamos megmunkálás nem gépi síkokban (Surface lace)
                                                                BME GTT
2005.11.07.                        CAM alapjai             30


              Alkatrészmodell és szerszámpályák




                   Egyenközű görbe
              Szerszámtengely - normális
                                                 BME GTT
2005.11.07.                                   CAM alapjai                          31



              A háromszögelés „triangulation” elve
      A rétegképzés alapja a „VOXEL”
                 geometria




                                       Anyaga eljárástól függően lehet
                                          műanyag, fém, papír, ..


                                                                         BME GTT
2005.11.07.             CAM alapjai                   32



              A szerszám relatív helyzete




                                            BME GTT
2005.11.07.              CAM alapjai              33



         Szerszámpálya generálás, megjelenítés


                      Testmodellhez
                      generált pálya




                                        BME GTT
2005.11.07.                        CAM alapjai             34


Alakzat sajátosság (feature) alapú pálya tervezés


 • Alaksajátosságok felismerése,
   azonosítása
 • Felület csoportok kijelölése
 • Automatikus szerszámválasztás
 • Szerszámpálya generálás
 • Szerszámpálya editálás
 • Asszociativitás megmarad




                                                 BME GTT
2005.11.07.           CAM alapjai                 35



     CAD modellen azonosított alakzat (feature)




                                        BME GTT
2005.11.07.                 CAM alapjai                               36



              Speciális szerszámpályák
                                          Esztergaközpont
                         HSM




                                                       5D

                Sarok, hirtelen
               irányváltoztatás
                 nélküli pálya




                                                            BME GTT
2005.11.07.                                           CAM alapjai             37




                                    HSM megmunkálás


    • Levegő vagy nitrogén
      hűtőközeg
    • Mikroszemcsés keményfém
      vagy CBN szerszámanyag
    • Spline interpoláció
    • Előretekintési funkció
    • Programellátás




        Dupla kattintás a képre a videó indításához
                                                                    BME GTT
2005.11.07.                              CAM alapjai             38



                           Előtolás optimálása
  Az „OptiFeed” opció az aktuálisan
  leválasztott anyag térfogatának
  (vastagságának) függvényében
  csökkenti vagy növeli az előtolás
  nagyságát.
  Eredmény:
         • Egyenletesebb szerszámterhelés
         • Jobb minőségű forgácsolt felület
         • Gépi főidő csökkenése




                                                       BME GTT
2005.11.07.                              CAM alapjai                                       39



 Anyagleválasztás, szerszámpálya ellenőrzése
                                                • Egy-egy műveletelem által eltávolított
                                                  rétegvastagság ellenőrzése
                                                • Összevetés a kész darab geometriájával




• Csak geometriai viszonyok ellenőrzése
• Színkódok alkalmazása az előző
  műveletelem nyomainak eltávolítása
  céljából
• Forgácsleválasztás ellenőrzése nincs
                                                                            BME GTT
2005.11.07.                            CAM alapjai                 40



                                     Elektródatervezés




 • Elektródák felépítése hibrid
   (test és felület) modellezés
    alkalmazásával
 • Szikraköz miatti profil eltolás
   (offset) képzés
 • Elektróda elrendezésről
   egyszerű módon rajzkészítés


                                                         BME GTT
2005.11.07.                              CAM alapjai                                        41



                            NURBS interpoláció
                                                       • NC program hossza lecsökken
                                                       • Felület minősége javul
                                                       • Megmunkálás pontossága jobb lesz




• CAM rendszerben spline (NURBS) interpoláció
  - UG, EdgeCam
• Transzformálás a vezérlésben



                                                                            BME GTT
2005.11.07.            CAM alapjai                  42


              Mérés 3D-s modell alapján




                                          BME GTT
2005.11.07.           CAM alapjai                         43



              Metszet generálás, mérés
                         Z-re merőleges síkkal metszve




                                                BME GTT
2005.11.07.                  CAM alapjai                                               44


                            Illesztés
   Közbenső felületek, formátumok, interfészek, poszt-processzálás

              CAD            Munkadarab geometria (Besier görbék, NURBS
                             felületek), analitikus felületekkel való helyettesítés,
                             hálózás. IGES, VDA-FS, SAT, STEP

              CAM            Szerszámpálya generálása, szerszám mozgáspályát
                             leíró CLDATA file létrehozása. Általános térbeli
                             mozgás, lineáris egyenes vagy spline interpoláció

              POST-PROC      Alkatrész-program, NC file generálása, CAM file
                             átalakítása egy adott vezérlésnek megfelelően.


              CNC            CNC program végrehajtása, memóriába töltés vagy
                             DNC (RS232C vagy Ethernet) révén


              CAQ            Méretellenőrzés minősítés, (DMIS) mérési adatok
                             regisztrálása és visszacsatolása CAD-be




                                                                        BME GTT
2005.11.07.                                    CAM alapjai                               45



                      Vezérlés, NC programellátás
         PC
                                                                  Vezérlés
                    RS232C
                                 Adat tároló
                    DNC          BTR kártya


                                                                   Szervo         Szerszám-
                                                    CNC PROC.
                                                                  processzor         gép

                          Memória
          RS232C



                              Adat
                                                   „RISC” PROC.
         ETHERNET            szerver



                                                                               BME GTT
2005.11.07.                    CAM alapjai                    46



                        NC program, -fordítás




              SPLINE-OK ?      EGYENESEK, KÖRÖK ?


                                                    BME GTT
2005.11.07.                                    CAM alapjai                                      47




       IRODALOM:
        Dr. Horváth M., Dr. Markos S.: Számítógéppel integrált gyártás, LSI 1996
        Jose Balic: Contribution to Integrated Manufacturing, DAAAM Publishing Vienna, 1999




                                                                                      BME GTT

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Tags: CIMATRON
Stats:
views:392
posted:3/29/2011
language:Hungarian
pages:47