Pro/TOOLMAKER™ verze 8.1 – nové, neuvěřitelně rychlé a přesné NC obrábění společnosti PTC^®

• Home  ›
• Technologie  ›
• Pro/TOOLMAKER  ›
• Pro/TOOLMAKER v8.1

Dne 16. 5. 2007 společnost PTC^®, autor rodiny CAx produktů Pro/ENGINEER^®, technického kalkulátoru Mathcad^®, PLM řešení Windchill^® a aplikací Arbortext^® pro dynamický
publishing, zveřejnila zprávu o akvizici NC Graphics Ltd. Prakticky to znamená, že uvedené softwarové produkty, souhrnně označované jako Product Development
System (PDS), jsou doplněny o specializovanou aplikaci – Pro/TOOLMAKER™ - pro programování NC obráběcích strojů. Pro/TOOLMAKER™ je expertním CAM řešením s
neuvěřitelně rychlou a přesnou simulací NC frézování, které je určeno pro nástrojárny a pro rychlou výrobu prototypů.

Nástrojárny a modelárny používají celou řadu CAD systémů pro konstrukci svých výrobků – forem, kokil, modelových zařízení, lisovacích a kovacích nástrojů. Schopnost vyrobit rychle a přesně tvarové díly výrobního nářadí je rozhodující pro celý proces vývoje a výroby nářadí a zásadně ovlivňuje ekonomické parametry nástrojárny. Navíc je důležité si uvědomit, že kvalita konečného výrobku – výlisku, výkovku, odlitku - závisí přímo na kvalitě výrobního nářadí. Společnost PTC^® nově nabízí otevřené řešení všem nástrojárnám, modelárnám a dalším společnostem, které hledají výkonné řešení pro rychlé programování NC drah nástroje s podporou vysokorychlostního obrábění (HSM).

Pro/TOOLMAKER™ 8.1

Nedlouho po zařazení Pro/TOOLMAKER^® do produktového portfolia uvedla společnost PTC^® jeho novou verzi označovanou jako Pro/TOOLMAKER™ 8.1. Tento CAM systém je otevřeným řešením – nevyžaduje přítomnost konstrukčního (CAD) software. Pro načtení zadání – konstrukčních dat – využívá aplikace přímého vstupu pro CAD systém Pro/ENGINEER^® a SolidWorks (volitelně také CATIA V4 a V5) a/nebo celou řadu průmyslových standardů (IGS, STEP, Parasolid apod.). Pro/TOOLMAKER^® 8.1. se vyznačuje jednoduchým ovládáním a schopností rychle připravit NC programy s nejvyšším výkonem a podporou rychlostního obrábění (HSM). Základní aspekty nové verze můžeme shrnout do následujících oblastí:

• Snadné používání a krátká doba osvojení
• Rychlý a spolehlivý výpočet drah nástrojů pro obrábění tvarově složitých dílů s požadavkem na vysokou kvalitu obrobeného povrchu
• Asociativní dráhy nástroje – automaticky se adaptují na změny obráběného 3D modelu
• Soubor všech HSM obráběcích procesů:
• HSM obráběcí strategie, optimalizace nájezdů, výjezdů a napojení pro hrubování, přehrubování, dokončování a zbytkové obrábění
• Kompletní ochrana proti kolizím nástroje a držáku s obrobkem nebo polotovarem
• Knihovna nástrojů s řeznými podmínkami podle materiálu výrobku
• Automatické vyhledání a obrábění otvorů na importované geometrii
• Podpora 5 os (3 + 2)
• Nástroje pro analýzu obráběného dílce
• Zahrnuje Pro/NC-POST™ pro vytváření a úpravy postprocesorů pro všechny typy NC strojů
• Multi-threaded architektura šetří čas programátora možností současně běžícího výpočtu drah při definici nové strategie nebo jiné úlohy
• Prodloužení životnosti nástrojů pomocí optimalizace drah, pojezdů a redukce vibrací nástroje v řezu
• Možnost vytvoření přesného zobrazení obrobku po dokončení každého obráběcího kroku.

Pro/TOOLMAKER™ 8.1 přináší NC programátorům nepřebernou sadu obráběcích strategií, která umožňuje připravit výrobu i těch nejsložitějších dílů ve velmi krátkém čase. V následující části se budeme stručně věnovat těm nejdůležitějším.

Area Clearence Roughing - automatické hrubování vhodné pro všechny typy 2D a 3D tvarů. Pro/TOOLMAKER™ vytváří a optimalizuje vysokorychlostní (high speed machining – HSM), hladké dráhy nástroje při zachování přesnosti výsledného obrobku a delší životnosti použitého nástroje. Do výpočtu drah nástroje je automaticky zahrnována geometrie nástroje a držáku nástroje. Výsledné dráhy tak jsou již během výpočtu zkontrolovány z hlediska kolizí mezi obrobkem, polotovarem a nástrojem či držákem a optimalizovány tak, aby k těmto kolizím nemohlo při skutečném obrábění na stroji dojít. Pro/TOOLMAKER™ navrhuje vnoření do materiálu vždy po spirále, pokud není možné takovéto najetí, automaticky vybere nájezd pod úhlem (ramping). Jestliže je použit nástroj, který nemůže obrábět středem nástroje a nebo se již zde nástroj nemůže vnořit, Pro/TOOLMAKER™ automaticky taková místa vynechá z výpočtu drah. Tato místa jsou pak automaticky zahrnuta do přípravy následujících strategií, v tomto případě zbytkového obrábění.

Core Roughing je další hrubovací strategie speciálně navržená pro obrábění jader, tvárníků a dalších součástí podobného typu, kde je vhodné klást dráhy z vnějšku směrem k výsledné ploše při dodržení sousledného obrábění. Pro/TOOLMAKER™ automaticky vytváří bezpečnostní obálku kolem jádra a dráhy tak začínají vždy mimo materiál polotovaru v bezpečné zóně. Vnoření nástroje do materiálu probíhá vždy po oblouku o poloměru menším než průměr nástroje, totéž platí pro výjezd z řezu, kdy se nástroj vrací po oblouku zpět do bezpečné zóny.

Rest Roughing – obrábění zbytků po předchozím nástroji. Pro/TOOLMAKER™ obsahuje dvě odlišné metody. Buď uživatel vytvoří první hrubovací dráhy pomocí Area Clearence Roughing nebo Core Roughing. Zbytkové obrábění je automaticky definováno zadáním nového (menšího) nástroje a systém provede navržení a optimalizaci drah, které obrobí místa vynechaná větším nástrojem. Rest Roughing je používán také pro obrábění odlitků. Vytvořené dráhy jsou v tomto případě ořezány plochou odlitku a opět optimalizovány z hlediska nájezdů a výjezdů a odstraněny „přejezdy vzduchem“.

Horizontal Area Machining je strategie určená pro dokončování horizontálních ploch čelem nástroje. Pro/TOOLMAKER™ automaticky vyhledá všechny horizontální plochy a vypočte dráhy potřebné pro jejich obrobení. Vynechá tak plochy, na které nelze použít vybraný nástroj.

Waterline (Z-level) Machining je vhodný pro dokončování dílů, na kterých převažují svislé plochy. Rozsah strmosti ploch je možné zadat parametrem. Například při zadání rozhodného úhlu 30o budou obráběny jako strmé plochy s úhlem 90o až 30o, plochy s menším úhlem budou vynechány a lze na ně použít jiné algoritmy. I při výpočtu drah podle této strategie jsou dráhy nástroje optimalizovány s ohledem na velikost posuvu a vibrace nástroje.

Raster Machining strategie je používána ve spojitosti s úhlem kontaktu nástroje na strmých a mělkých plochách a s dalšími strategiemi, typicky v kombinaci s předchozí Waterline Machining. Dráhy generované pomocí Raster Machining mají obvykle úhel kontaktu nástroje s plochou 0o až 40o, zatím co u Waterline Machining je to typicky 30o až 90o. Tento přístup je nejlepší kombinací pro obrábění komplexních 3D ploch a může být použit jak na starších strojích, tak i na moderních HSM obráběcích centrech.

Perpendicular Raster Machining je určen pro dokončení všech obráběných ploch najednou. Dráhy jsou tvořeny řádkováním, přičemž jsou vynechány strmé plochy. Vynechané plochy jsou obrobeny následnými drahami pootočenými o 90o oproti předchozím.

Archimedian Spiral vytváří dráhy ve tvaru spirály z bodu – ohniska uvnitř plochy směrem k hranicím vybrané oblasti. Ideální využití pro kruhové mělké plochy s kontaktním úhlem v rozmezí 0o až 45o v kombinaci s Waterline Machining pro ostatní strmé plochy.

Radial Machining vychází podobně jako předchozí strategie z bodu uvnitř obráběných ploch. Dráhy jsou však vytvářeny radiálně z hranice vybrané oblasti do bodu uprostřed ploch. Speciální volba umožňuje přerušit dráhy nedaleko fokálního bodu, aby nedocházelo k zbytečnému zahuštění drah nástroje. V obou strategiích je fokální bod definován automaticky, může být ale také zadán uživatelem.

3D Constant Offset Machining vytváří dráhy zachovávající konstantní krok do strany stejný na všech typech ploch.

Conner Offset Machining - tato metoda obrábění spojuje dráhy typu Pencil Milling s 3D Constant Machining. Výsledná kvalita obráběné plochy v rozích je pak výrazně vyšší než při použití jiných strategií. Opět je možné použít automatický výběr podle úhlu sklonu ploch a rozdělit je na strmé a mělké.

Morph Machining - při výpočtu drah se Pro/TOOLMAKER™ řídí hranicemi a tvořícím profilem obráběné dutiny.

Pencil Milling je určen pro dokončení rohů a odstranění zbytkového materiálu po předchozím obrábění. Je ideální pro obrábění rohů, jejichž zaoblení je shodné s rádiusem nástroje.

Parallel Pencil Milling rozšiřuje funkcionalitu Pencil Milling o možnost vícenásobných průjezdů nástroje po ploše zaoblení rohů. Je vhodná v případech, kdy velikost rádiusu nástroje je menší než velikost zaoblení.

Boundary Machining využívá uživatelem definovaný 2D hraniční profil, který se promítne na plochy tělesa. Nástroj obrábí všechny části ploch uvnitř tohoto průmětu s konstantní hloubkou řezu. Boundary Machining se používá například pro obrábění detailů rozváděcích kanálů nebo frézování různých nápisů do plochy tělesa. K vytváření textů jsou používány všechny běžné Windows True Type fonty.

Optimalizace rychlosti pojezdů a vibrací nástroje. Pro/TOOLMAKER™ optimalizuje rychlost posuvu pro strategie Area Clearence Roughing, Core Roughing, Rest Roughing a Waterline Roughing. Aplikace sleduje řezné podmínky a polohu nástroje na obráběné geometrii. Pokud je například obráběn vnější rádius, Pro/TOOLMAKER™ zachová původní nastavení rychlosti. Ve vnitřním rádiusu, kde je v záběru celý profil nástroje, sníží automaticky rychlost posuvu pro zachování kvality výsledného povrchu a prodloužení životnosti nástroje. U většiny strategií je možné zapnout volbu pro kontrolu a optimalizaci drah pro odstranění vibrací nástroje. Optimalizace rychlosti posuvů a odstranění vibrací nástroje zlepšuje řezné podmínky nástroje, což se projevuje ve vysoké přesnosti a kvalitě obrobené plochy.

Automatické vyhledání otvorů a vrtání. Pro/TOOLMAKER™ automaticky rozpozná všechny otvory, sražení a kuželové plochy, které tvoří součást jednoho otvoru (např. vrtaná díra s osazením a sražením hrany). Uživatel má také k dispozici filtr pro třídění otvorů (maximální/minimální průměr, hloubka, barva, 3 nebo 5-ti osá orientace). Nalezené otvory Pro/TOOLMAKER™ roztřídí do skupin podle velikosti, hloubky a orientace osy. Uživatel má k dispozici celou řadu standardních cyklů pro obrábění otvorů, které může aplikovat na jednotlivé skupiny otvorů.

Knihovna nástrojů a držáků nástroje. Pro/TOOLMAKER™ má k dispozici vlastní knihovny nástrojů a držáků. Uživatel je může dále dělit např. podle jednotlivých strojů nebo materiálu obráběného dílu. Nástrojům mohou být přímo přiřazovány všechny potřebné řezné podmínky.

Editace 3D modelu. Ačkoliv Pro/TOOLMAKER™ nemá vlastní CAD modelář, umožňuje editaci obráběného modelu. Uživatel má k dispozici nástroje pro odstranění otvorů z obráběné plochy, zaslepení dutin, odsazení ploch atd.

Makra a automatizace. Pro/TOOLMAKER™ nabízí rozsáhlé možnosti tvorby maker, pomocí kterých lze velmi rychle a jednoduše připravovat programy např. pro tvarově podobné součásti obráběné stejnou technologií – například elektrod. Díky multi-threaded architektuře umožňuje Pro/TOOLMAKER™ uživateli zpracovávat najednou několik úloh, čímž eliminuje čekání programátora na dokončení předchozího výpočtu. Další možností je také dávkové spouštění výpočtu připravených úloh (třeba přes noc). Pro/TOOLMAKER™ poskytuje nástroje pro automatickou tvorbu výrobní dokumentace (seřizovací listy) založené na technologiích HTML a XML.

Datová interoperabilita. Jak již bylo uvedeno, Pro/TOOLMAKER™ je vybaven přímým, asociativním vstupem pro data ze systému Pro/ENGINEER^® a SolidWorks. Asociativita zabezpečuje aktualizaci vstupních dat vždy, když dojde k jejich změně. Pro/TOOLMAKER™ na tuto změnu reaguje úpravou již vytvořených NC programů. Dále Pro/TOOLMAKER™ umožňuje načtení vstupních dat v podobě obecných formátů IGES, VDA-fs, STL, RAW, CLD a Parasolid. Volitelně obsahuje interface pro data ve formátu CATIA V4 a CATIA V5.

Dostupnost Pro/TOOLMAKER™ Pro/TOOLMAKER™, dostupný od srpna 2007 v šesti jazycích, je nová součást systému pro vývoj výrobků (Product Development System - PDS) společnosti PTC^®. Tento systém softwarových aplikací (Pro/ENGINEER^® pro konstrukci výrobku, simulace a analýzy, Mathcad^® pro technické kalkulace, Arbortext^® pro dynamický publishing a Windchill^® pro řízení procesů) je schopen poskytnout unikátní spojení mezi návrhem výrobku a výrobou. Pro/TOOLMAKER™, stejně jako řešení pro obrábění a nástroje na bázi Pro/ENGINEER^®, umožňuje výrobním inženýrům pracovat současně s konstruktéry, protože automaticky reaguje na změny v návrhu výrobku v reálném čase. NC programy vytvořené pomocí Pro/TOOLMAKER™ mohou být spravovány v systému Windchill^®, softwaru pro řízení procesů, umožňující výrobním společnostem spravovat všechny CAD/CAM/CAE informace o výrobku v centrálním systému. To poskytuje záruku, že požadavky konstruktérů výrobků i nástrojů a výrobců budu akceptovány a zahrnuty do optimalizovaného procesu vývoje výrobku. Pro/TOOLMAKER™ dodává a jeho implementaci provádí autorizovaný dodavatel SW řešení PTC pro Českou republiku, společnost AV ENGINEERING, a.s.

Autor: ing. Luděk Rektořík, CAM konzultant, AV ENGINEERING, a.s.