ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ – СОФИЯ МАШИННО - ТЕХНОЛОГИЧЕН ФАКУЛТЕТ

Катедра: Технология на машиностроенето и металорежещи машини

маг. инж. Цветан Петров Калдъшев

МЕТОДОЛОГИЯ ЗА РАЗРАБОТВАНЕ НА

СПЕЦИАЛИЗИРАНИ ПОСТПРОЦЕСОРИ

АВТОРЕФЕРАТ

НА ДИСЕРТАЦИЯ ЗА ПОЛУЧАВАНЕ НА ОБРАЗОВАТЕЛНА И

НАУЧНА СТЕПЕН “ДОКТОР”

Научна специалност: 02.01.10 „Технология на машиностроенето”

НАУЧНИ РЪКОВОДИТЕЛИ: проф. д-р инж. Петър Иванов Хаджийски доц. д-р инж. Лъчезар Живков Стоев

СОФИЯ, 2014 г.

2

Дисертационният труд е обсъден и насочен за защита от катедра „Технология на

машиностроенето и металорежещи машини“ при Техническия университет – София на

заседание на катедрен съвет, състояло се на 13.10.2014 г.

Дисертантът е докторант в задочна форма на обучение в катедра „Технология на

машиностроенето и металорежещи машини“ при Техническия университет – София, където

е разработен дисертационният труд.

Изследванията от дисертационния труд са извършени в лабораториите на катедра:

„Технология на машиностроенето и металорежещи машини“, при Техническия университет

– София.

Номерата на формулите, фигурите и таблиците в автореферата съответстват на тези в

дисертацията.

Дисертацията съдържа 6 глави на 209 страници с 163 фигури и 14 таблици, литература

от 108 източника на 8 страници и 6 приложения на 7 страници или всичко 224 страници.

Защитата на дисертационния труд ще се състои на 17.03.2015 г. от 17.30 часа в зала

2140 на ТУ – София на открито заседание на журито, определено със Заповед № ОЖ-

374/19.11.2014 г. на Ректора на ТУ – София.

Материалите по защитата са на разположение на интересуващите се в канцеларията

на Машинно-технологичния факултет на ТУ – София, кабинет 3230.

Автор: Цветан Петров Калдъшев Заглавие: Методология за разработване на специализирани постпроцесори

3

Обща характеристика на дисертацията Дисертационната работа е в областта на използването на CAD/CAM системи и по-

специално разработване и изследване на работоспособността на специализирани постпроцесори. Под специализирани постпроцесори за машини с CNC се разбира: машини с компоновка два супорта, насрещно вретено, фрезов супорт; кръгови оси с управление на динамичен офсет на NC програмата генерирана в САМ пакет с компенсиране на грешките на кръговите оси, приспособлението и грешките от установяване на детайла; за нови стратегии на работа с едновременно управление на четири и пет оси. За разработването на специализираните постпроцесори се използва генерализиран постпроцесор G-POST и специализиран език FIL (Factory Interface Language), намиращ приложение при водещи производители на CAD/CAM системи като PTC, CATIA, MasterCAM, SurfCam и др.

Изследването на разработените специализирани постпроцесори се извършва опитно и във виртуална среда с продукта Vericut. При него се използва реална машина, инструменти, държачи, заготовка отговарящи на реалните такива, но във виртуална среда. В резултат на това след обработване на детайла със създаденият постпроцесор и наличните във Vericut инструменти (X-Caliper, Auto-Diff) се анализира (сравнява) полученият резултат, като се използва CAD модела на детайла, по който са генерирани управляващите програми.

При машини с четири и пет управляеми оси може да бъде компенсирана грешката от установяване на детайла с постпроцесора. За целта се разработва математичен модел на механизма на влияние на грешката от несъвпадане на оста на завъртане на детайла спрямо оста на завъртане на масата на машината. Връзката между двете оси се задава в матрицата на връзката между осите в постпроцесора и така след генериране на управляващата програма на нейният изход се получава програма с траектория еквидистантна на грешката.

Актуалност на темата Дисертационният труд разглежда методология за разработване на специализирани

постпроцесори за машини със съвременни компановки- насрещно вретено, фрезов супорт, изработване на канали с циркуляр разположени под ъгъл върху цилиндрична повърхнина, за машини с едновременно управление 4 и 5 оси и др.

Актуалността на темата се определя до голяма степен от това, че разработените специализирани постпроцесори са за машини намиращи голямо приложение, поради ред технологични предимства.

Реализиране на работата Изследванията по дисертацията са извършени в лабораториите на катедра „Технология

на машиностроенето и металорежещи машини“. Резултатите от изследванията са внедрени във фирма „Паломита“, най-големият производител на санитарни абсорбенти на балканският полуостров.

Публикуване на резултатите Съществените резултати получени при разработване на дисертацията са докладвани на

следните конференции и семинари: VIII Международен конгрес „Машини, технологии, материали”, Варна, 2011г. 27 Международна научна конференция МТФ’2012, ТУ-София, България Машиностроене и машинознание, година VIII, книга 2, 2013г сп. Машиностроене и електротехника, бр. 10-11, София, 2013 г. Журнал Проблемы Машиностроения и Автоматизации, Москва, 2014г.

Част от изследванията и получените резултати са публикувани в 7 публикации.

4

СЪДЪРЖАНИЕ НА ДИСЕРТАЦИЯТА ГЛАВА ПЪРВА СЪВРЕМЕННО СЪСТОЯНИЕ НА ПРОБЛЕМА ЗА РАЗРАБОТВАНЕ НА СПЕЦИАЛИЗИРАНИ ПОСТПРОЦЕСОРИ И ОСНОВНИ ЗАДАЧИ ЗА ИЗСЛЕДВАНЕ От литературното проучване могат да бъдат направени следните по-важни изводи към глава първа: 1. Установено е силно развитие на продуктите за създаване на специализирани постпроцесори за решаване на конкретни задачи свързани с различни компоновки на машината и управляван брой оси. 2. Не е открита методология за създаване на постпроцесор, отчитащ грешките на технологичната система. Споменава се за такава възможност, но не и за конкретни реализации. 3. Не се използват методи за компенсиране на грешките от установяване, математичен апарат и методики за разработване на съответните алгоритмични структури за компенсиране на грешките от радиално и челно биене при машини с четири и пет управляеми оси. 4. Установено е, че генерализираният постпроцесор G-POST дава възможност за въвеждане на постпроцесорни думи, който не са по APT стандарт. 5. Използването на генерализирания постпроцесор G-POST и специализирания език FIL дават възможност за разработване на специализирани постпроцесори за различни компоновки машини с CNC с до 15 управлявани оси, както и различни по структура фиксирани цикли. 6. Установено е, че се разработват постпроцесори за генериране на управляващи програми за обработване по нови технологични схеми на повърхнини, използване на макропрограми и други стратегии за обработване. 7. Няма представени данни за използването на модулен принцип на изграждане на постпроцесори за машини с два супорта, насрещно вретено, фрезов супорт и др. 8. Не бяха открити литературни източници излагащи с необходимата пълнота методология за създаване на специализирани постпроцесори, генериращи многократно повтарящи се цикли за стругови машини за CAM-модула на Pro/Engineer. 9. Установено е, че всички водещи производители на CNC управления предлагат различни решения за компенсиране на систематичните грешки и грешките от геометрична неточност на машините, които са в сила само за съвременните управления. При по-старите CNC-управления възможностите се свеждат само до компенсиране на систематичните грешки. 10. Установено е, че водещите производители на CNC (Fanuc, Siemens, Heidenhain и др.), в сътрудничество с производителите на измервателно оборудване за контрол върху CNC-машини, (Renishaw, Heidenhain и др.) предлагат методика, софтуер и екипировка за измерване и компенсиране на грешките върху самата машина. 11. Установено е, че в последните години се наблюдава развитие на нови компоновки металорежещи машини с CNC управление позволяващи висока степен на концентрация на операциите и вграждане на допълнителни устройства и функции. Това налага създаването на съответни постпроцесори, за да може да се използват CAM системи за генериране на управляващи програми за тях. 9. ЦЕЛ И ЗАДАЧИ НА ДИСЕРТАЦИОННАТА РАБОТА На база на направените изводи са формулирани следните цел и задачи на дисертационната работа:

Цел: Да се развие методология за разработване и верификация на постпроцесори на основата на G-POST, FIL, VERICUT и др. за Pro/Engineer, имащи следните възможности:

- Създаване на нови стратегии на работа;

5

- Генериране на NC програми за CNC машини с повече от три оси, машини с насрещно вретено и фрезов супорт;

- Компенсиране на грешките от установяване; - Компенсиране на геометричните грешки на машината.

Задачи, произтичащи от целта на дисертацията:

1. Усъвършенстване на специализиран постпроцесор, генериращ многократно повтарящи се цикли за стругови машини.

2. Разработване на постпроцесор за нова стратегия за обработване с усъвършенствана траектория на инструмента за изработване на декоративна мрежа от канали върху цилиндрична повърхнина.

3. Изследване на възможността за създаване на постпроцесор за стругов център с насрещно вретено.

4. Създаване на постпроцесор, генериращ NC код за работа със завъртяно вретено на фрезовия супорт при многоцелеви стругови машини (Multi Tasking Machines).

5. Развитие на подход за разработване и верификация на специализирани постпроцесори във виртуална среда.

6. Изследване на възможността за: - компенсация на грешките от установяване с помощта на постпроцесор при

четири и пет осево обработване; - създаване на математичен модел на база аналитични пресмятания за

определяне на коригиращите компоненти на грешките от установяване и геометричните грешки на машината;

- компенсиране на отклонението от геометрична точност на машината с помощта на постпроцесор.

ГЛАВА ВТОРА РАЗРАБОТВАНЕ НА СПЕЦИАЛИЗИРАНИ ПОСТПРОЦЕСОРИ ЗА СТРУГОВИ МАШИНИ 1. Въведение

За постигате на целта на дисертационния труд е необходимо да се използват софтуерни продукти и инструменти за решаване на различни задачи даже в известен смисъл разнородни. На фиг. 2.1 е показана необходимата платформа от знания и продукти за постигане на целта на дисертационния труд. Използването на всеки един от тях има определящо значение и е тясно свързан с всички останали. За постигане на крайната цел са необходими много добри познания, свързани с разработване на технологични процеси за обработване на детайлите. При създаване на постпроцесор е необходимо да се знае форматът на различните видове команди, както и приложението им. Съществено влияние оказват и правилният избор на вида и компоновката на машината с СNС. Генерализираният постпроцесор G-POST и специализираният език FIL са свързани с CAM системата, която в крайна сметка в зависимост от стратегиите за обработване, определя възможностите за създаване на постпроцесор. VERICUT има определящо значение за верификацията и симулацията на постпроцесора, като методите и средствата, използвани за тези цел ще бъдат разгледани в глава пета-верификация на постпроцесори с използването на

Фиг. 2.1 Платформа от знания и

продукти, необходими за постигане на целта на дисертационния труд

6

Vericut. За определяне на коригиращите компоненти на грешките от установяване и геометричните грешки на машината е необходимо да се създаде математичен модел на база аналитични пресмятания. За решаване на тази задача се използват изчислителните възможности на MICROSOFT EXCEL, в който е въведен моделът на грешката. Софтуерните продукти се използват като помощно средство за постигане на целта, като те имат важно значение в различните етапи на създаване на постпроцесора. 2. Основни команди на специализирания език FIL (Factory Interface Language), използвани при създаване на специализирани постпроцесори.

2.1 Синтаксис на FIL файла FIL файлът се състои основно от две части: глобална област и FIL подпрограми. По

същество всичко, което не е затворено в подпрограма FIL, се счита че е в глобалната област. Всичко дефинирано в глобалната област се инициализира в началото на постпроцесирането и е достъпно за употреба от някоя FIL подпрограма.

Преди прочитането на първия CL запис, FIL осигурява синтактична проверка на филтриращият файл (UNCL01.Fnn). След синтактичната проверка FIL осигурява логическо изпълнение на всичко намиращо се извън информационното поле и заключено между CIMFIL/ON-AT-ALL-AUTO и CIMFIL/OFF. Това позволява да се поставят глобални променливи извън FIL програмата. 2.6. POSTF команди (постпроцесорни команди)

Тези специализирани команди дават достъп до вътрешните функции по време на обработване на информацията от CL-файла. Синтаксисът им е: rslt = POSTF( function_type, arg1, arg2, arg3, argn ), където rslt е скалар, който връща резултат от операцията; function_type - двуцифрен номер, който представя функционалния тип. Номерата на аргументите зависят от типа на функцията. 3. Стругов постпроцесор за генериране на многократно повтарящ се цикъл в среда на Pro/Engineer

При програмирането на стругови машини с CNC управление е много удобно да се използват многократно повтарящи се цикли. Действието на тези цикли се състои в автоматичното управление на цялостното обработване на една или няколко свързани повърхнини по предварително зададени геометрични и технологични параметри. Предимството е, че управляващите програми са малки по обем и лесно може да се управлява режимът на рязане. Цикълът за грубо струговане G71 e подходящ за обработване на валове от прътов материал и втулки. От направения преглед и изследване на възможностите за генериране на команда G71 и G70 с Pro/Engineer се установи, че не е предвидено да се генерират тези цикли, при което обработването се извършва с елементарните команди за програмиране G00, G01, G02 и др. За създаването на постпроцесор, генериращ многократноповтарящ се цикъл, е изследван подход, включващ следните етапи:

1. Създава се MUDF (Manufacturing User Define Feature ) [PTC07], който съдържа в себе си цялата технологична информация, като дълбочина на рязане, подаване, прибавки за чисто струговане на диаметър и на челна повърхнина, създаване на работен път на инструмента;

2. Описва се цикълът в G-POST с помощта на FIL-езика. Manufacturing User Define Feature има за задача да извлече и запише стойностите на

режима на рязане, необходими за дефинирането на цикъл G71. За да бъдат заредени съответните параметри, в прозореца Customize се записва дефиницията на цикъла като CL команда (фиг. 2.3). След като веднъж е създаден MUDF, той се записва и може да се използва многократно, т.е. не е необходимо всеки път да се извършва дефинирането на цикъла като CL-команда. Тази дефиниция се записва в CL Data File с конкретни стойности, които впоследствие с инструментите на езика FIL ще бъдат обработени по подходящ начин, за да

7

се получи коректна програма след постпроцесиране. При създаването на управляваща програма с използването на MUDF не е необходимо да се преминава през всички етапи за създаване на стругова операция (фиг. 2.4).

Фиг. 2.3 Дефиниция на цикъл G71 като CL- команда Фиг. 2.4 Блок-схема за създаване на стругова операция с

използване на MUDF За да се генерира груба и чиста обработка, е необходимо да се създаде заготовка, да се

дефинира машина, стругован профил, както начална и крайна точки. Тези няколко етапа са достатъчни за вмъкването на MUDF, който автоматично генерира груба и чиста обработка и зарежда параметрите на режима на рязане.

В резултат на анализ се стигна до решението MUDF да се използва като шаблон, носещ цялата технологична информация, т.е. режима на рязане и прибавки за чисто обработване, но потребителят може да го променя. 4. Разработване на постпроцесор с възможност за многопроходно нарязване на резби

Съвременните машини с CNC позволяват нарязването на цилиндрични, конусни, челни, едноходови и многоходови резби, леви и десни резби, включително и резби с променлива стъпка.

Всички CAM системи предлагат стратегии за нарязване на резба чрез струговане. При създаването на постпроцесор в среда на G-POST по подразбиране е зададено генерирането на команда G32 с единични резбонарезни ходове. При създаването на постпроцесор, генериращ многократно повтарящ се цикъл за нарязване на резба G76 е необходимо да се използва езика FIL. правилното генериране на цикъла на един ред се реализира със следната FIL-програма:

CIMFIL/ON,OP 5TH=POSTF(7,5) IF (5TH.EQ.ICODEF(TURN)) THEN TP=POSTF(7,9) $$ стъпка на резбата KT=0.54125*ТР $$ височина на резбата DEP1=POSTF(7,7) $$ дълбочина на рязане при първия ход TT=180-POSTF(7,15) $$ размер на конусността на резбата XX=POSTF(14) $$ начало на резбата XX=POSTF(14) $$ дължина на резбата XPOS=POSTF(7,6)*2 $$ вътрешен диаметър на резбата ZPOS=POSTF(7,8) $$ дължина на резбата POSTN/OUT,G,76,X,XPOS,Z,ZPOS,K,KT,D,DEP1,I,TT,A,60,F,FT

8

ENDIF CIMFIL/OFF Всички параметри на цикъла се присвояват от CL Data файла, имащ следната

структура [Creo]: OP / THREAD, TURN, DEPTH, totdepth, TPI, thread_feed, MULTRD, t, CUTS, c, FINCUT, n, CUTANG, a

Височината на профила на резбата се изчислява по зависимостта KT=0.54125*ТР, където ТР е стъпката на резбата, взета от CL Data файла. Останалите параметри необходими за задаването на цикъл G76, се вземат от CL Data файла от запис ОР.

За да се получи управляваща програма, в която командата за многопроходно нарязване на резба се извежда на два реда, след избора на стандарт на резбата се избира AI Macro, в CL Data файла се извежда CL запис, характерен за този избор [Creo]:

THREAD/AUTO, x1, y1, z1, TO, x2, y2, z2, TPI, thread_feed, AT, percent, DEEP, depth, LAST, n, TYPE, 0, totdepth, angle, IPM, ipm, FEDTO, d, x, TIMES, t, OFSETL, n, o

В G-POST има страница, от която може да се настрои извеждането на G76 на два реда (фиг. 2.12). Настройването на формата на извеждане на адресите, в които се задават параметрите на цикъла, става със съответните бутони (фиг. 2.12). Настройването на числовата част след адреса се извършва, като се използват INTCOM променливите на G-POST. Променливата за задаване на формата на адреса Р е 3475. При задаване на числовата стойност с нула или единица се задава формата. При така конфигуриран постпроцесор след генериране на управляващата програма в адреса F не се извежда коректно стъпката на резбата. За правилно генериране на стъпката на резбата е необходимо тя да се зададе в TPI (thread per inch). Това води до неудобството, че трябва да се преобразува от навивки за инч в мм/обр. С цел намаляване на риска от грешка вследствие на вече споменатата промяна в мерните единици на стъпката на резбата се предлага решение, при което с помощта на FIL това неудобство (проблем) се решава еднозначно. 5. Изводи: 1. Установено е, че генерализираният постпроцесор G-POST разполага със специални постпроцесорни команди (POSTF), даващи достъп до вътрешните функции по време на обработване на информацията от CL-файла. 2. Разработен е и e апробиран постпроцесор, генериращ многократно повтарящ се цикъл G71 и G70, обхващащ външно и вътрешно обработване както на основното така и насрещното вретено. 3. Предложено е решение, при което се постига висока автоматизация при създаване на стругова операция с използването на Manufacturing User Define Feature (MUDF). 4. Предложен е подход за преодоляване на неудобството при програмиране в милиметри да се налага въвеждане на стъпката на резбата в инчове (TPI-Thread per inch). 5. Разработен е и е апробиран постпроцесор генериращ многократно повтарящ се цикъл за многопроходно нарязване на резби G76 в двете си разновидности: с формат на цикъла в един и два реда.

Фиг. 2.12 Настройване на команда G76 от G-POST

9

ГЛАВА ТРЕТА ИЗСЛЕДВАНЕ НА ВЪЗМОЖНОСТТА ЗА СЪЗДАВАНЕ НА ПОСТПРОЦЕСОР ЗА СТРАТЕГИЯ ЗА ИЗРАБОТВАНЕ НА ДЕКОРАТИВНА МРЕЖА ОТ КАНАЛИ 1. Дефиниране на проблема

В тази глава са анализирани проблемите при изработване на мрежа от тесни канали с форма, близка до правоъгълна, върху „топли” валове за машини за производство на санитарни абсорбенти. Тези инструменти отпечатват декоративна залепваща мрежа от линии върху изделието. Мрежата от канали е разположена върху цилиндричната повърхнина на инструмента. На фиг. 3.1а е показан такъв инструмент с мрежа, чиито канали са успоредни и перпендикулярни на образуващата на цилиндъра, а на фиг. 3.1б, по-често срещаният случай – с канали, разположени под ъгъл 45° спрямо образуващата на цилиндъра [Хаджийски04].

Фиг. 3.1 Инструмент за отпечатване на декоративна мрежа от линии

2. Методи за обработване

Каналите са с малка ширина и сравнително голяма дълбочина. Това налага обработването им да се извършва чрез стружкоотнемане. Най-лесният вариант за обработване е използването на челно-цилиндрична фреза. Като се има предвид ширината на канала 0,7 до 1мм и дълбочина 1,5 до 3 мм, този метод ще бъде нископроизводителен, а също така ще изисква и високооборотни вретена за постигане на необходимата скорост на рязане. Поради тази причина се предлага обработването на каналите да се извършва с дискова фреза (циркуляр). 2.2. Използване на параметричо програмиране за обработване на мрежа от канали

Обработването на каналите се извършва на машина с CNC управление с 5 оси. Реално за обработването са необходими 4 оси, а пета се използва само за установъчно завъртане на детайла на ъгъла на подема на винтовата линия. Обработването на такъв клас детайли се извършва в лабораторията на катедра ТМММ. Обработването се извършва на обработващ център МС 032 по схема на рязане, показана на фиг. 3.4. Обработването на двете групи винтови канали става в положение на маса А – А=45° и А=-45°. При обработване трябва да бъдат съгласувани двете линейни премествания с въртеливото движение на заготовката, така че циркулярът да бъде винаги по образуващата на цилиндъра. 2.3 Използване на CAD/CAM системи

За да се увеличи производителността, решението е да се генерира управляваща програма в CAM пакет. За

обработването на каналите е необходимо едновремено управление по 4 оси. При CAD/CAM пакета Pro/Engineer, с който разполага катедра ТМММ, е невъзможно генерирането на

Фиг. 3.4. Схема на рязане с дискова

фреза

10

управляваща програма с едновременно управление на 4 оси и използване на инструмент - циркуляр.

За да бъде създаден постпроцесор, генериращ правилно работна траектория с циркуляр с едновременно управление на 4 оси, е необходимо да се промени схемата на рязане, т.е. на практика да се създаде нова стратегия на рязане. Решението е да се създаде работен път на инструмента, като се използва стратегия на рязане Engraving (гравиране). При тази стратегия на рязане инструментът следва кривата, създадена с инструмент за проектиране cosmetic groove feature, като координатите на възловите точки от траекторията са за оста на инструмента. Поради това, че инструментът е цилиндричен или конусен (гравир), след генериране на управляваща NC програма се извеждат координати на преместване само по оси Y и С (фиг. 3.5). Така генерираната управляваща програма не отговаря на схемата на рязане с циркуляр (фиг. 3.4). За да се отговори на въпроса, дали може да се използва някоя от координатите в така генерираната управляваща програма, се направи виртуално изследване на методите за проектиране на обвиващата крива върху цилиндричната повърхнина. Проектирането на кривата може да се извърши по няколко начина в CAD моделиера на Pro/Engineer. Един от начините е да се използва инструмент cosmetic groove feature, за да се проектира кривата върху цилиндричната повърхнина. Проектирането се извършва по направление на скицата спрямо равнината на скициране. Това води до промяна на ъгъла на кривата с отдалечаване от оста на цилиндъра, т.е. ще се получи една крива, която е с ъгъл, различен от 45° спрямо образуващата на цилиндъра. Друга възможност за проектиране на кривата е използването на инструмента Project. При него проектирането може да се извърши по два начина: едниният е аналогичен на този, както при инструмента cosmetic groove featureа (along direction), а другият - проектирането на кривата се прави нормално на повърхнината (normal to surface), върху която се проектира мрежата от канали. Използването на инструмента Project също не дава добър резултат. Най–добри резултати на проектиране се постигат с инструмента Wrap. При него кривата се обвива върху цилиндричната повърхнина, като запазва постоянен ъгъла спрямо образуващата на цилиндъра. На фиг. 3.6 са дадени различията в методите на проектиране с гореспоменатите инструменти. Като база за сравнение е дадена кривата, построена с инструмента Wrap.

Фиг. 3.6 Методи на проектиране на кривата: 1. Крива, която се обвива върху цилиндричната повърхнина (син цвят); 2. Крива, построена с инструмента Wrap (зелен); 3. Крива, построена с инструмента cosmetic groove

feature (кафяв); 4. Крива, построена с инструмента Project (normal to surface),(черно)

Фиг. 3.5. Работен път на инструмента със стратегия на

рязане Engraving и управляваща програма

11

Като се вземе предвид точността на проектиране с инструмента Wrap, от създадената управляваща програма със стратегия Engraving може да се използва координата по ос С. Движението по ос С представлява дължината на обвитата крива. За да се избегне заклинване на инструмента в канала, е необходимо Y-координата да се преизчисли, така че да се появи в управляващата програма и Z-координата. Тези две координати предствляват резултатното преместване по ос С. При създаване на постпроцесора, генериращ правилно работния път с инструмент – циркуляр, е необходимо да се завърти траекторията на инструмента в равнина ZX на 90°, така че движението за врязване на необходимата дълбочина да се извършва по ос X, а не по ос Z (фиг. 3.7).

При създаване на работен път със стратегия Engraving, когато се задава равнината на отдръпване (равнина, в която се извършват движенията на бърз ход), тя трябва да бъде съобразена с диаметъра на циркуляра. Това се налага поради завъртане на траекторията на инструмента в равнина ZX. Стойността на равнината на отдръпване се изчислява по зависимостта (3.5)

3 5,rp дет фрD D r мм (3.5) където

rpD - диаметър на равнината на отдръпване;

детD - диаметър на детайла;

фрr - радиус на циркуляра.

Модифицирането на стратегията на рязане Engraving, така че да могат да се изработват каналите с циркуляр, се постига, като се въвежда в CL data файла маркер под формата на CL команда (фиг. 3. 12). Въведена е думата EMBOS като маркер, отчитащ наличие на промяна на стратегията на рязане. Произходът на корена на думата е свързан с термина на инструмента „EMBOSING”, използван в практиката от производителя на санитарни абсорбенти. Тъй като тази дума не е в списъка от наличните за постпроцесора, командата PPWORD дава възможност на потребителя да добавя постпроцесорни думи във FIL системата. Форматът е следния: PPWORD/word, IC, където Word е постпроцесорна дума, а IC е целочислен код.

За отчитане на това, дали е въведена постпроцесорна дума EMBOS във FIL файла, е използван оператор СASE. Той позволява разклоняване на различните FIL изречения, в зависимост от стойността на променливата (низ или реален тип). Подобен е на IF оператора, но е много по-гъвкав [GPOST00], [kxcad].

Проверката дали е въведен цикъл се прави със запис: CIMFIL/ON,CYCLE CTYPE=POSTF(7,4) CIMFIL/OFF

Фиг. 3.7 Завъртане в равнина ZX и

равнина на отдръпване

Фиг. 3.12 Въвеждане на CL команда

12

След като е определен типът на пострпоцесорната дума с команда CTYPE=POSTF(7,4) в макрото за движение се дефинира оператор CASE. С него се прави проверка дали четвъртата дума от запис CYCLE е дефинирана EMBOSL. Ако това е така, се извършват действията записани между WHEN/(ICODEF(EMBOSL)) и WHEN/OTHER, ако не е така (WHEN/OTHER) – постпроцесорът продължава изпълнение на записа oт CL Data файла, без да променя координатите.

CASE/CTYPE WHEN/(ICODEF(EMBOSL)) XX=POSTF(2,3,779,90) $$ ZAWYRTA C NA 90 GRADUSA ZVAL=POSTF(7,7)/SQRTF(2) REPEAT/OFF REPEAT/Z,ZVAL $$ ZAVARTA KOORD. S-MA NA 90DEG. OKOLO OS Y TRANS/0,0,1,0,0,1,0,0,-1,0,0,0,OPTION,10 YSCAL=1/SQRTF(2) $$ KOEFICIENT NA MASHTABIRANE XX=POSTF(2,3,487,YSCAL) $$ ZADAWA MASHTAB PO OS Y XX=POSTF(2,3,779,90) $$ ZAWYRTA C NA 90 GRADUSA WHEN/OTHER ENDCAS

3. Проектиране на „топли“ валове за производство на санитарни абсорбенти

За генериране на управляваща програма в CAM пакет първо трябва да се създаде CAD модел на изделието. Като се има предвид сложността на задачата, много точно трябва да бъде проектирана мрежата от канали. В повечето случаи мрежата от канали (или само една група от растера) е разположена върху повърхнина, ограничена от контур имащ формата на готовото изделие (фиг. 3.19). В тези случаи при проектиране на вала трябва да бъде определено минималното разстояние h между отделните сектори от контура, върху който има канали, така че да не се получи подрязване в т. В при обработването (фиг. 3.20).

Фиг. 3.19. Мрежа от канали (група от растер), разположена по контур

Фиг. 3.20 Определяне на минималното разстояние

h между отделните сектори от контура Фиг. 3.21 Блок-схема на процеса за моделиране на

мрежа от канали, ограничена от контур

13

Минималното разстояние h (от оста на инструмента до точката на подрязване) се определя по зависимост (3.7).

..sin sin

2дет

детdh r

(3.7)

Където

2 2 2. .

. .

arccos2

ДЕТ и ДЕТ и

ДЕТ ДЕТ и

r t r r rr r t r

На фиг. 3.21 е показана блок-схемата, отразяваща основните етапи на проектиране на мрежа от канали върху „топли” валове за производство на санитарни абсорбенти. 4. Разработване на постпроцесор с едновременно управление на 5 оси за машина МС 032 с Fanuc 6MB.

За настройването на постпроцесора за машина МС 032 с едновременно уравление на 5 оси е използван генерализиран постпроцесор G-POST. При създаване на постпроцесора, като базов такъв е използван постпроцесор от библиотеката с налични постпроцесори в Pro/Engineer, който в последствие е надграден и конфигуриран. От прозорец Machine Tool Type се избира компоновката на машината в случая 5 осева с две въртящи се маси (5 axis Duаl Rotary Table) (фиг. 3. 23). При така избраната компоновка машина в генерализиран постпроцесор G-POST, машинната координатната система не отговаря на тази на реалната машинна координатна система. В резултат на това постпроцесора няма да генерира правилно координатите на възловите точки от траекторията на инструмента. Това се решава като машинната координатна система в G-POST се завърти на 90 около ос X и на 180 около ос Z. Това последователно завъртане на машинната координатна система се реализира с матрицата:

1 0 00 0 10 1 0

A

Въвеждането на тази матрица в генерализираният постпроцесор G-POST се извършва със следната FIL програма: CIMFIL/ON,MACHIN DMY=POSTF(13) TRANS/-1,0,0,0,0,0,1,0,0,1,0,0,OPTION,11 CIMFIL/OFF 5. Изводи: 1. Разработен е модел за генериране на мрежа от канали разположени под постоянен ъгъл (45º ) спрямо образуващата на цилиндъра. 2. Виртуално е изследвана точността на различни инструменти (Wrap, Cosmetic Groove Feature, Project) за проектиране на декоративната мрежа от канали върху цилиндричната повърхнина.

Фиг. 3.23 Избор на компоновка на машина МС 032

14

3. Установено е, че най-точен метод за проектиране на декоративна мрежа от канали за гравиране върху цилиндрична повърхнина е с инструмента Wrap, последван от инструмента Cosmetic Groove Feature. 4. Създадена е нова стратегия на работа с циркуляр на основата на стратегия за работа с челно-цилиндрична фреза, каквато Pro/Engineer поддържа. 5. С инструментариума на G-POST и FIL е създаден постпроцесор за генериране на NC програми за обработване на декоративна мрежа от канали с циркуляр (дискова фреза). 6. Разработен е алгоритъм, по който е създаден постпроцесор за обработване на декоративна мрежа от канали. 7. Изведена е аналитична зависимост за определяне на минималното разстояние h от оста на инструмента до точката на подрязване между отделните сектори от контура, върху който има канали, така че да не се получи подрязване при обработването на детайла. 8. Разработен е алгоритъм за проектиране на мрежа от канали, ограничена от контур, върху „топли” валове за производство на санитарни абсорбенти. 9. Разработен е постпроцесор за машина МС 032 с едновременно управление на 5 оси. ГЛАВА ЧЕТВЪРТА ИЗСЛЕДВАНЕ НА ВЪЗМОЖНОСТТА ЗА СЪЗДАВАНЕ НА ПОСТПРОЦЕСОРИ ЗА СТРУГОВИ ЦЕНТРИ С НАСРЕЩНО ВРЕТЕНО И МНОГОФУНКЦИОНАЛНИ СТРУГОВИ МАШИНИ (Multi-Task Machines) 1.1. Създаване на „потребителски“ цикъл

Както вече бе казано, в Pro/Manufacturing няма възможност да се програмира машина с насрещно вретено.За да може да се осъществи прехвърлянето на детайла между двете вретена, е необходимо да се създаде работен път, отговарящ на пътя, който ще измине насрещното вретено.Тази възможност може да се реализира със създаването на така наречения „потребителски” цикъл. Неговото използване е свързано с развитие на собствен синтаксис, различен от стандартните за свредловане (Cycle/Drill…..), дълбоко пробивен цикъл (Cycle/Deep…), цикъл за нарязване на резби (Cycle/Tap…) и др., като той описва реалното движение на работните органи. Създаването на самия цикъл се извършва от прозорец Customize Cycle (фиг.4.1). Като име на цикъла е зададено SSPNDL, което идва от SUB SPINDLE. Името на цикъла не може да надвишава 6 символа. Синтаксисът на цикъла е, както следва: CYCLE/SSPNDL,DEPTH,depth,<CUT_UNITS>,<CUT_FEED>,<ORIENT_ANGEL>,<SPINDLE_SPEED> В този запис са избрани само параметри, които могат да бъдат зададени като променливи от таблицата с параметри за инструменталния преход. Предназначението на параметрите е, както следва: DEPTH,depth - свързан е с дължината, на която насрещното вретено ще захване

заготовката. Този параметър се изчислява като разлика между две повърхнини,

Фиг. 4.1 Дефиниране на „потребителски” цикъл

15

означени като начална и крайна (фиг. 4.2) depth= начална повърхнина – крайна повърхнина. Началната повърхнина съвпада с началото на работната координатна система.

<CUT_UNITS>,<CUT_FEED> - параметри, с които се задава каква да бъде дименсията на подаването (<CUT_UNITS>) и съответно с каква подавателна скорост (<CUT_FEED>) ще се извърши преместването на насрещното вретено;

<ORIENT_ANGEL> - параметър, с който се задава ориентирано спиране на насрещното вретено на съответен ъгъл.

<SPINDLE_SPEED> - задават се оборотите, с които трябва да се синхронизират двете вретена при прехвърляне на заготовката.

След дефиниране, цикълът се записва и може да бъде използван многократно. Викането му става при дефинирането на работния път. 1.2.Описание на „потребителския“ цикъл със специализиран език FIL за работа с насрещно вретено. При прехвърляне на детайла между двете вретена се използва голям набор от спомагателни М-команди. За осъществяване на процеса на прехвърляне на заготовката тези М-команди трябва да бъдат в определена последователност. Това дава основание те да бъдат записани като шаблон, в който се променя само координата по ос В (W). С езика FIL се обработва потребителският цикъл SSPNDL, осъществяващ прехвърлянето на детайла от основното в насрещното вретено. Той има следната структура: RSLT=POSTF(2,1,26,53) $$ REMOVE ADRESS Z RSLT=POSTF(2,1,24,53) $$ REMOVE ADRESS X BVAL=POSTF(7,6)+2. $$ GET B VALUE SVAL=POSTF(7,10) $$ GET SPEED VALUE ANGVAL=POSTF(7,9) $$ GET ORIENT ANGEL FED=POSTF(7,8) $$ GET FEDRAT LKFD-HS=120. $$ LENGHT KFD-HS COLETCHUCK LB=10. $$ SAVE DISTANS LR= LKFD-HS +LB $$ LENGHT KFD-HS COLETCHUCK+SAVE DISTANS INSERT/'G28U0V0W0 $' INSERT/'G28H0 $' INSERT/'G53G00Z150. $' INSERT/'M131(PERMIT ROT OF SPDL2 OPEN JAWS)$' INSERT/'M169(SPDL2 CHUCK UNCLAMP)$' INSERT/'S',SVAL, 'M203 $' INSERT/'G00 B-[#5223+',LR,DOT,'] (DIST BEFOR FACE PART)$' INSERT/'M86 (TORQUE LIMIT SKIP ON)$' INSERT/'G31P99B-[#5223+', LKFD-HS,DOT,-BVAL,']F',FED,'$' INSERT/'G04 X1. $' INSERT/'M168 (SPDL2 CHUCK CLAMP)$' INSERT/'M87 (TORQUE LIMIT SKIP OFF)$' INSERT/'G04 X1. $' INSERT/'M168 $' INSERT/'M31(PERMIT ROT OF SPDL1 OPEN JAWS) $' INSERT/'M69(SPDL1 CHUCK UNCLAMP)$' INSERT/'G28 B0. $'

При прехвърляне на детайла се използва командата за регулиране на граничната стойност на въртящия момент на сервомотора G31. Пътят, който трябва да измине насрещното вретено, се задава спрямо машинната координатна система G53 (фиг. 4.7) и се изчислява на база конструктивните параметри на машината, а именно разстоянието между челото на основното и насрещното вретена, както и екипировката, уснановена към тях (най-често тричелюстен или цангов патронник). Преместването на насрещното вретено към заготовката първоначално се извършва на бърз ход на разстояние LB от челото на

Фиг. 4.2 Графично представяне на

параметър depth

16

заготовката. Към тази координата са прибавени 10 мм, с които се осигурява безопасно разстояние между челото на заготовката и челото на челюстите на патронника, установен на насрещното вретено. От тази координата ще се извърши преместване с работно подаване в режим G31. Разстоянието LB се изчислява по зависимост (4.1)

#5223 10,B KFD HSL L (4.1) където #5223 е системна променлива (фиг. 4.7), в която се съхранява изместването по оста Z на работната координата, т.е. стойността на изместване по ос Z, която се определя при настройване на работната координатна система. LKFD-HS- височина на патронника, установен към насрещното вретено.

Координатата, на която насрещното вретено ще се премести така, че да захване детайла, се определя по зависимост (4.2)

. 1#5223ЗАХ KFD HSL L L (4.2) където L1 е дължината на захващане. Така разработеният цикъл и описание във FIL реализира прехвърляне на заготовката между двете вретена по метод, при който заготовките не се подават в работната зона от прътоподаващо устройство, а са единични заготовки, т.е. те са предварително нарязани. 1.3. Избор и конфигуриране на машина в генерализиран постпроцесор G-POST.

При създаване на постпроцесора трябва да бъде известна компoновката на машината и нейните технологични възможности.

G-POST предлага две компановки машини със стругови и фрезови възможности. Едната компoновка е с управление на 4 оси - 1Rotary/1Radial Axial (Live tooling) - фиг. 4.9а, и с управление на 5 оси - 5-AxisRotary Table/Rotary Head - фиг. 4.9б. Компoновката на фиг. 4.9а е за стругов център, а тази от фиг. 4.9б за

многофункционални стругови машини. В този случай за създаване на постпроцесора е избрана машината с компоновка стругов център - фиг. 4.9а. Тя може да се използва както само за стругови операции, така и за стругово-фрезови. 1.4. Промяна на изхода на постпроцесора със специализиран език FIL за извеждане на управляващата програма при стругови центри.

След дефиниране на операцията като стругово-фрезова в модула Pro/Manufacturing, продуктът дава достъп на технолога програмист до струговите и фрезовите стратегии за обработване. В модела на производство се създават две координатни системи, като едната се използва за струговите операции, а другата за фрезовите [Janjua11]. За струговите операции се създава една дясно ориентирана координатна система (фиг. 4.10а). За фрезовите операции се създава координатна система, на която оста Z (оста на инструмента) е перпендикулярна на

Фиг. 4.7 Изчисляване на пътя на насрещното вретено

a)

б)

Фиг. 4.9 Компановки на стругово-фрезови машини, а) с едновременно управление на 4 оси; б) с едновременно управление на 5 оси

17

ос X спрямо координатната система за струговите операции, а оста X е по оста на детайла (фиг.4.10б).

Координатната система, която е за струговите операции, може да се използва и за фрезовите в случаите, когато се обработват повърхнини, разположени на челото на детайла.

При създаване на инструментален преход системата автоматично поставя в CL Data файла етикет, указващ като какъв е дефиниран и на каква машина трябва да се реализира. При създаването на стругов инструментален преход в CL Data файла се поставя етикет MODE/TURN, а при фрезовите - MODE/MILL. На база тази информация постпроцесорът определя каква да бъде генерираната управляваща програма- за стругова или фрезова машина. Разработеният постпроцесор генерира циклите за свредловане на радиални и аксиални отвори, цикъл за „твърдо“ нарязване на резба, режим на полярна интерполация, както и прехвърлянето на заготовката между двете вретена. Създаването на постпроцесори за машини, стругови центри и многофункционални стругови машини може да се извърши и по подход, различен от разгледания дотук. В генерализирания постпроцесор G-POST има възможност за обединяване на поспроцесори. Това е възможно, след като предварително е избрана тази опция. В прозорец Merged Posts (фиг. 4.15) се задават предварително създадените постпроцесори, които се използват за обработване. Аналогичен подход е да се използват FIL програми. В този случай предварително в CL Data файла се въвежда маркер под формата на CL команда, с която впоследствие при обработване на CL Data файла се указва, с какъв постпроцесор да се извърши генерирането на управляваща програма. 2. Подход за създаване на пострпоцесор, генериращ работа със завъртяно вретеното при многофункционални стругови машини.

Тук ще бъде разгледана възможността постпроцесорът да генерира команда G68.1 за завъртане на работната координатна система при работа с фрезовия супорт. При използване на тази команда се създава една локална координатна система, завъртяна около ос Y. Тази координатна система е свързана с работната координатна система на детайла. На фиг. 4.20 е показан случай, при който координатната система е разположена на оста на отвора. За да може да се генерира командата за завъртане на фрезовия супорт е необходимо в CL Data файла да се въведат координатите на центъра на завъртане, записани като параметри от прозорец Distance, където техните стойности са предварително определени с инструмента за

а) б)

Фиг. 4.10 Координатни системи: а) за стругови операции; б) за фрезови операции

Фиг. 4.15 Прозорец Merged Posts, от който се извършва

обединяването на постпроцесорите

18

анализ на размерите на CAD модела. Въвеждането им става като CL команда със следния формат: ROTSYS/XAXIS,&DIST_X:FID_236,YAXIS,&DIST_Y:FID_172,ZAXIS,&DIST_Z:FID_235.

Координатите на центъра на завъртане по ос X, Y и Z се прочитат от параметри DIST_X, DIST_Y и DIST_Z от дървото на модела с идентификационен номер (Feat ID) 236, 172 и 235 (фиг. 4.22). Координатите на центъра на завъртане се присвояват от CL Data файла, като с помощта на езика FIL се улавят всички ROTSYS записи. Това се реализира със запис от типа: CIMFIL/ON,ROTSYS XI=POSTF(7,5)*2 $$ center of rotation of X axis YI=POSTF(7,7) $$center of rotation of Y axis ZI=POSTF(7,9) $$ center of rotation of Z axis XX=POSTF(26,5,5,1) XX=POSTF(13)

CIMFIL/OFF На променливи XI, YI и ZI се присвояват стойностите на центъра на завъртане на локалната координатна система. Стойността на променлива XI се удвоява поради това, че при определянето на стойността й с инструмента Distance е отчетена и записана радиално, а във формата на команда G68.1 тя се задава диаметрално. След присвояване на стойностите на променливите с команда XX=POSTF(26,5,5,1) се отива директно на запис за движение GOTO. Тази команда работи подобно на операторите IF-THEN-ELSE или CASE- WHEN, за да намери специфичен подтип. В записа за движение GOTO е записан форматът за извеждане на командата за работа със завъртян супорт G68.1. Записът за движение има следната структура: CIMFIL/ON,GOTO XX=POSTF(13) XX=POSTF(20) IVAL=POSTF(7,9) JVAL=POSTF(7,10) XX=POSTF(21) XX=POSTF(13) IF(FIXT.EQ.(ICODEF(68)))THEN IF(IVAL.EQ.0)THEN ROTV=ACOSF(ABSF(JVAL)) DOT=TEXT/'.' INSERT/'G68.1X',XI,'Y0Z-',ZI,DOT,'I0J1K0R',ROTV,'$' XX=POSTF(26,5,5,0) ENDIF IF(IVAL.NE.0)THEN XX=POSTF(20)

Фиг. 4.20 Локална координатна

система, спрямо която се извършва завъртането на фрезовото вретено

Фиг. 4.22 Въвеждане на CL команда за задаване на центъра на завъртане,

определен с инструмента за измерване Distance

19

ROTV=ACOSF(ABSF(IVAL)) DOT=TEXT/'.' INSERT/'G68.1X',XI,'Y0Z-',ZI,DOT,'I0J1K0R',ROTV,'$' XX=POSTF(21) XX=POSTF(13) XX=POSTF(26,5,5,0) XX=POSTF(13) ENDIF XX=POSTF(13) CIMFIL/OFF На променливи IVAL и JVAL се присвояват стойностите, дефиниращи оста на вектора на инструмента. ъгълът на завъртане се изчислява като ROTV=ACOSF(ABSF(JVAL)). В случай, когато оста Z е по оста на инструмента (координатната система е завъртяна в посока, обратна на часовниковите стрелки), ъгълът на завъртане се изчислява като ROTV=ACOSF(ABSF(IVAL)). 3. Изводи: 1. Предложен е подход за автоматично изчисляване на пътя, който трябва да измине насрещното вретено, за да отиде в позиция за захващане на детайла за обработването му от обратната страна с използване на системна макро променлива от CNC. 2. Приложен е потребителски цикъл за създаване на постпроцесор за генериране на последователност от NC команди за прехвърляне на детайла от основното вретено в насрещното вретено. 3. Предложен е подход за генериране на управляващи програми в режим на полярна интерполация. 4. Организирано е генерирането на М-командите за управление на основното и насрещното вретената на машината при струговане и фрезоване. 5. Предложен е подход за генериране на фиксираните цикли за обработване на аксиални и радиални отвори върху стругови центри. 6. Предложен е подход за генериране на последователността от команди за „твърдо“ нарязване на резба върху стругови центри. 7. Предложени и анализирани са общо три подхода за създаване на пострпоцесори за стугови центри. 8. Разработен е постпроцесор за стругов център с насрещно вретено за машина Emco Maxxturn 45 с CNC Fanuc 18iTB. 9. Разработен е подход за извеждане на командата G68.1 за работа със завъртяно вретено характерна за високопроизводителни стругови машини. 10. Използвана е аналитична зависимост за автоматично определяне на ъгъла на завъртане на вретеното на фрезовия супорт с използване на специализиран език FIL. ГЛАВА ПЕТА ВЕРИФИКАЦИЯ НА ПОСТПРОЦЕСОРИ С ИЗПОЛЗВАНЕТО НА VERICUT 2. Верификация на постпроцесор за обработване на декоративна мрежа от канали

Машината, за която е създаден постпроцесорът, е с едновременно управление на 5 оси, (машина МС 032) с управление FANUC 6МВ. Поради факта, че машината е доста стара като компоновка и не е налична в библиотеката с машини на Vericut, за проверка на постпроцесора е избрана фрезова машина HERMLE с едновременно управление на 5 оси, имаща аналогична компановка за тази операция. За да се извърши правилно симулацита е необходимо да се настрои коректно работна координатна система, отговаряща на реалната такава, да се зададат режещите инструменти и заготовка.

На фиг. 5.7 е показан обработеният детайл със създадения постпроцесор.

20

Фиг. 5.7 Симулация на работен път със създадения постпроцесор

След обработване на каналите във виртуална среда е извършено измерване на ширината на канала с използването на инструмента X-Caliper. На фиг. 5.8 e показан прозорец с измерената стойност. Измерването е извършено в няколко сечения по дължината на канала. В резултат на това се получава незначително отклонение-0.8 мм ±0.03-0.05 мм, откъдето следва, че инструментът се движи по една коректна траектория и изключва опасността от заклинване и счупване. С разработения постпроцесор е обработен детайл по заявка на фирма Palomita. На фиг. 5.9 е показан обработеният детайл физически. От фигурата се вижда, че върху детайла има различни сектори, ограничени от контур (фиг.3.19).

Фиг. 5.8 Измерване на широчината на канала с

инструмента X-Caliper Фиг. 5.9 Физически детайл, обработен със

създадения постпроцесор 3. Верификация на постпроцесор за машина МС 032 с Fanuc 6MB с едновременно управление на 5 оси

Разработеният постпроцесор е верифициран, както във виртуална среда, така и опитно, като е използван тестов детайл. На фиг. 5.12а е показана опитната проверка върху машина MС 032, а на фиг. 5.12б - обработеният детайл. След обработване на детайла той се „отъркалва“ върху една равнина, в резултат на което отпечатъкът на режещия контур трябва да бъде окръжност. Ако това не е така, то това означава, че постпроцесора е неработоспособен (не генерира правилно координатите).

21

а) б) Фиг. 5.12 Опитна проверка на постпроцесора: а) върху машина MС 032; б) обработен детайл

4. Верификация на постпроцесор за стругов център с насрещно вретено. 4.1. Създаване на кинематичен модел на машина EmcoMaxxturn 45

За оценка на работоспособността на постпроцесора е създаден кинематичен модел на машината [Cho-Cheng12], [Karlo08]. Това се наложи поради това, че в библиотеката с машини на Vericut няма такава компановка. За изграждане на кинематичен модел на машината са моделирани само основните компоненти (възли) в среда на SolidWorks [SolidWorks08], [Григоров08], от който е изградена машината, а именно: тяло, основно и насрещно вретено, шейните по оси X, Y и Z и револверната глава. При изграждането на кинематичния модел на машината е необходимо правилното задаване на машината като компоновка. Това налага при сглобяването на машината да бъдат дефинирани връзките, както и това кой възел от кой се носи. В зависимост от това как ще се движи съответният възел се задава и типът на връзката. При възли, извършващи само линейни премествания, се задава връзка Linear. В зависимост от това за коя ос се задава връзка, се избира съответно X Linear, Y Linear, Z Linear, U Linear, V Linear, W Linear, което пък от своя страна дефинира и осите на машината. За кръговите оси се задава връзка Rotary, като в зависимост от това около коя линейна ос става завъртането, тя може да бъде А Rotary, B Rotary, C Rotary, А2 Rotary, B2 Rotary, C2 Rotary. След като е дефиниран типът на кръговата ос, към нея се добавя възел вретено (Spindle), което на практика означава, че главното вретено може да се използва и като кръгова ос. Револверната глава се задава в кинематичния модел, като се използва връзка Turret. Към всяка една наложена връзка се вмъква CAD модел, с което се дефинира кинематичният 3D модел на машината. На фиг. 5.14 е показан кинематичният модел на машината.

За работоспособността на кинематичния модел на машината е изключително важно да бъде зададена коректно ориентацията и местоположението на машинната координатна система. Това е така, защото всички наложени връзки на изпълнителните органи на машината (супорт, шейни, насрещно вретено и др.) се задават спрямо машинната координатна система.

Фиг. 5.14 Кинематичен модел на машина EmcoMaxxturn45

22

4.2. Конфигуриране на CNC управлението за машина EmcoMaxxturn 45 Както е известно, производителят на машини с CNC определя предназначението на

М-командите (различни от тези стандартизирани по ISO) за управление на по-специфични действия. Тук е разгледана възможността за конфигуриране на М-командите за управление на режима на вретената (режим кръгова ос и режим, при който със съответното вретено се реализира скорост на рязане), М-командите за управление посоката на въртене на основното и насрещното вретено, М-командите, за управление посоката на въртене на „активната“ позиция от револверната глава на машината, подготвителните команди за обработване на радиални и аксиални отвори. 4.2.1. Конфигуриране на командите, свързани с прехвърляне на детайла между основното и насрещното вретено-команди М68, М69, М168, М169. Конфигурирането се извършва с използването на така наречените Vericut Macro [Vericut], [Vericut Macro]. По същество това са „макроси“, разработени от Vericut, където тяхното използване предизвиква определено действие. Спомагателните М-команди, свързани с процеса на прехвърляне на детайла между двете вретена се задават в раздела Pick_Off. Така за команда М69 се правят следните настройки: от прозореца Add/Modify Word/Address (фиг. 5.17) се записва М-командата. Като MacroName се използва макро ClampCompName, с което се задава името на приспособлението в поле Override Text в случая Fixture. В това поле се записва името на приспособлението, което е използвано в кинематичния модел на машината. Състоянието, в което се намира приспособлението, зададено с макро ClampCompName ,т.е. отворени или затворени са челюстите на патронника (цанговото устройство), се управлява от макро ClampOnOff. Състоянието се определя със стойност 0 за изключено и 1 за включено. Режимът се задава в полето Override Value (фиг. 5.17).

Фиг. 5.17 Прозорец Add/Modify Word/Address за настройване на командите на CNC 4.3. Верификация на постпроцесор за стругов център с насрещно вретено със CNC Fanuc 18i TB за машина EmcoMaxxturn 45.

На фиг. 5.32 е показан детайла, обработен на първа установка в основното вретено.

23

Фиг. 5.32 Детайл, обработен на първа

установка в основното вретено Фиг. 5.33 Анализ с инструмента

Auto- Diff След обработване с инструмента Auto Diff е направено сравнение за автоматично откриване на разликите между междинната заготовка и CAD модела на детайла. В резултат на анализа е открита разлика между двата модела, маркирана в лилав цвят (фиг. 5.33).

Разликата е в резултата на това, че

останалите повърхнини на детайла се обработват на втора установка. Както вече бе

казано, обработването на детайла на втора установка се извършва в насрещното вретено. На фиг. 5.34 е показано прехвърлянето на детайла между двете вретена. След обработване на детайла на втора установка отново е направен анализ с инструмента Auto Diff, откъдето се вижда, че няма разлики със CAD модела (фиг. 5.35). От направения анализ с инструмента Auto Diff се установява, че няма разлики между обработения детайл във Vericut с CAD модела, по който са генерирани управляващите програми, откъдето може да се направи изводът, че създаденият постпроцесор за стругов център с насрещно вретено е работоспособен. 5. Изводи 1. Верифициран е разработеният постпроцесор за изработване на мрежа от канали, разположени под ъгъл 45º спрямо образуващата на цилиндъра във Vericut. 2. С инструмента за измерване на размери X-Caliper е измерена широчината на канала в едно сечение. Измерената стойност в различни участъци отговаря на зададената широчина на циркуляра 0,8 мм, от където следва, че инструментът се движи по коректна траектория. 3. При измерване на размера се получава много малко разсейване (в границите на 0,003 до 0,010 мм).

Фиг. 5.34 Прехвърляне на детайла между двете вретена

Фиг. 5.35 Анализ с инструмента Auto-Diff след обработване на

детайла на втора установка

24

4. Верифициран е постпроцесор с едновременно управление на 4 и 5 оси, разработен за нуждите на фирма Palomita. 5. Постпроцесорът за машина MC 032 с едновременно управление на 5 оси е проверен опитно, като е обработен тестов детайл. 6. Направена е оценка за работоспособността на постпроцесора по оставяната следа след „отъркалване“ на детайла с фрезования контур върху равнинна повърхнина (получава се окръжност с радиус равен на радиуса на CAD модела). 7. Разработен е кинематичен модел на стругов център с насрещно вретено Emco Maxxturn 45 с използване на инструментариума на Vericut. 8. Верифициран е кинематичният модел на машина Emco Maxxturn 45, с използването на инструмента Auto Diff. 9. Конфигурирани са специалните М-команди, използвани при работата на реалната машина Emco Maxxturn 45 и управление Fanuc 18iTB, с използването на Vericut Macro. 10. Конфигурирани са фиксираните цикли за обработване на радиални и аксиални отвори с използването на Vericut Macro. 11. Верифициран е разработеният постпроцесор за стругов център с насрещно вретено, като е използван инструментът Auto Diff. 12. От направеният анализ с инструмента Auto Diff се установява, че няма разлики между обработения детайл във Vericut с CAD модела, по който са генерирани управляващите програми, от където може да се направи изводът, че създаденият постпроцесор за стругов център с насрещно вретено е работоспособен. ГЛАВА ШЕСТА ИЗМЕРВАНЕ НА ГРЕШКИТЕ ОТ УСТАНОВЯВАНЕ И КОМПЕНСИРАНЕТО ИМ С ПОСТПРОЦЕСОР ПРИ ЧЕТИРИ И ПЕТ ОСЕВА ОБРАБОТКА 1. Въведение в проблема

При обработване на детайли на машини с CNC с четири и пет управляеми оси детайлът се установява на масата на машината, при което съществено влияние оказват грешките от установяване, свързани с радиалното и аксиалното биене на масата на машината. Като пример ще бъде разгледан детайл - нож за ротационна щанца за санитарни абсорбенти.

При тези детайли от голямо значение е ширината на режещата пътечка b, която окончателно се получава при шлифоване по страничната повърхнина на режещия контур [Хаджийски-Ибрахимов95] (фиг. 6.1). Шлифоването (заточването) на тези инструменти се извършва на обработващ център MC 032. Базирането става по лагерната шийка и челната повърхнина на вала (фиг. 6.2). Вследствие на това възниква грешка от базиране ΔД, породена от неорганизирана смяна на базите. Това е така, защото преди да бъде установен детайлът на машината, той се шлифова между центри на кръглошлифовъчна машина по цилиндричната повърхнина „A“, върху която лежи режещият контур „В“. След установяване на детайла в патронника на машината се

получава грешка ΔУД вследствие на несъвпадането на оста на детайла 1-1 с оста на завъртане на маса С. От друга страна се получава и грешка от позициониране на маса А - ΔА. Вследствие на биенето, оста на детайла 1-1 извършва прецесия около оста на машината О-О. В резултат на това върху точността на обработване на детайла съществено влияние оказват радиалното и челното биене на цилиндричната повърхнина, върху която е разположен режещият контур. При това установяване [Хаджийски05a], където шлифоването на основния цилиндър се извършва на кръглошлифовъчна машина между центри, а страничните повърхнини на режещия контур при установяване по лагерната шийка на пет осева машина,

Фиг. 6.1 Ширина на режещата пътечка

25

това е невъзможно. За да се намали влиянието на ефект от смяна на базите, се налага да се работи по метод, при който се компенсира влиянието му в рамките на цял оборот. На този етап проблемът се решава с приспособление – диск със система от болтове 2 и 3 (фиг. 6.2), разположени върху фланеца на патронника 4 на централен ъгъл 90°. Болтовете 2 се използват за закрепване на патронника към въртящата маса С. Болтовете 3 имат контакт с масата на машината, като по този начин избутват патронника (завъртат го около една точка, разположена на 180° спрямо болта, който се използва за регулиране).

Фиг. 6.2 Грешки от установяване на ротационен нож за ротационна щанца

По този начин се извършва изместване на оста на детайла спрямо оста на завъртане на маса С, докато радиалното биене стане възможно най-малко. На този етап е доста трудно да се управлява този процес на последователни итерации за отстраняване на биенето и това отнема много време. Възможно е да се наложи и преустановяване. Този подход на отстраняване на биенето има следните основни недостатъци:

1. Изисква много време за отстраняване на грешката; 2. Не може да компенсира грешката от позициониране на маса А; 3. Радиалното биене може да бъде намалено само до определени граници; 4. Трудно се измерва и не може напълно да бъде компенсирана грешката от несъвпадане

на теоретичната и реалната оси на завъртане. 2. Метод за компенсиране на грешката от установяване с постпроцесора Като се има предвид изискването за точност на размера b на режещата пътечка и посочените недостатъци на метода чрез регулиране със система от болтове, се предлага решение да се създаде математичен модел на механизма на влияние на грешката от несъвпадането на оста на въртене на детайла с физическата ос на въртене на маса С. За създаване на математичен модел на грешките, оказващи влияние върху точността на размера b, се измерва радиалното биене на детайла в две сечения. 2.2. Измерване с измервателна глава

Измерването се извършва с измервателна глава в позиция на маса А=90 (фиг. 6.7). Повърхнини, спрямо които се измерва радиалното биене, са двата опорни борда 1 и 2 на инструмента. Измерването е реализирано през 10 по ос С, когато ос С е била в опорна точка.

26

Програмата, по която се извършва измерването, е организирана така, че в рамките на 180° да бъде намерена минималната стойност на радиално биене ρmin. С инструкция в DNC режим се извежда измерената минимална стойност и ъгълът Cρmin, на който е измерена спрямо опорна точка на машината. За определяне на максималното биене ρmax детайлът се завърта на 180° спрямо ъгъла на минимално биене Cρmin, където с измерване се определя стойността му.

По аналогичен начин се определят стойностите ρmin, Cρmin, ρmax и Cρmax за второто сечение. На фиг. 6.9 е показано разпределението на радиалното биене на детайла спрямо оста на въртене на маса С. 3. Компенсиране на грешката от установяване с постпроцесора На фиг. 6.10 е показана блок-схемата за определяне на компонентите на грешката от установяване на детайла и компенсирането им с постпроцесора. За да бъде компенсирана грешката от установяване, е необходимо да се определи какво е отклонението на оста на въртене на детайла

спрямо оста на завъртане на маса С. За целта се прекарва права през точки P1 (X1, Y1, Z1) и P2 (X2, Y2, Z2), определени от радиалното биене на детайла в двете измерени сечения. Поради това, че са измерени само минимално и максимално биене, на съответен ъгъл координатите на точките се определят по зависимостите:

Фиг. 6.10 Блок схема за определяне на компонентите на компенсация

Фиг. 6.7 Измерване на радиално биене с измервателна глава

Фиг. 6.9 Разпределението на радиалното биене на

детайла спрямо оста на въртене на маса С

27

1. Oпределяне на радиалното биене ρ,мм (фиг. 6.11)

2MAX MINZ Z

,

(6.1)

където ZMAX и ZMIN са измерените стойности по ос Z, отговарящи на максималното и минимално биене. 2. Определяне на координатите на точка P1 (X1, Y1, Z1)

1 sinX 1 cosZ ,

(6.2)

където

360 ZMAXC Y1 координатата не се изчислява, тъй като тя е известна от измерването. По аналогичен начин се определят

координатите на точка P2 (X2, Y2, Z2) за опорен борд 2 (за второто измерено сечение). След определяне на координатите се прекарва права g през двете точки. Уравнението на правата е [Корн77]:

1 1 1

2 1 2 1 2 1

: X X Y Y Z ZgX X Y Y Z Z

(6.3)

За определяне на направляващите косинус директории на вектора Р1Р2, т.е. определяне на ъглите между 21PP и положителните направляващи оси Оx, Оy, Оz, които са съответно:

2 12 2 2

2 1 2 1 2 1

cos( ) ( ) ( )

XX X

X X Y Y Z Z

2 12 2 2

2 1 2 1 2 1

cos( ) ( ) ( )

YY Y

X X Y Y Z Z

2 1

2 2 22 1 2 1 2 1

cos( ) ( ) ( )

ZZ Z

X X Y Y Z Z

(6.4)

Ъгълът между двете прави – оста на въртене на маса С и правата, минаваща през точки P1 и P2, се определя, както следва [Корн77]:

2 ' ' 2 ' ' 21sin (cos cos cos cos ) (cos cos cos cos )Y Z Z Y Z X X Z (6.5)

След установяване на детайла и измерване са възможни три случая на пространствено разположение на правата, минаваща през точки P1 и P2 спрямо оста на въртене на маса С:

1. Правата P1P2 е успоредна на оста на въртене на маса С; 2. Правата P1P2 пресича оста на въртене на маса С; 3. Правата P1P2 е кръстосана с оста на въртене на маса С.

За да се определи кой от трите случая е валиден, се изчислява минималното разстояние между двете прави от израза:

' ' '1 1 1 1 1 1

1 2 2 2 '2 '2 '2' ' '1

1modsin

x y z

x y z x y zx y z

X X Y Y Z Zd a a a

a a a a a a a a a

,

(6.8)

където 2 1xa X X , 2 1ya Y Y , 2 1za Z Z

Aко 0sin 1 , то правите са успоредни.

Фиг. 6.11 Определяне на координати

на точки P1 и P2

28

За определяне на трансформацията на оста на детайла, вследствие на грешките на системата, е необходимо да се намери връзка между реалната и теоритичната ос на завъртане. За компенсиране на грешките от постпроцесора се използва матрицата на връзката между осите. Генерализираният

постпроцесор G-POST в Pro\ENGINEER има страница Transformation & Output (фиг. 6.13), която дава възможност да се въвеждат изчислените стойности на грешките на технологичната система за всяка от осите. Постпроцесорът може да прилага трансформация на входящите CL точки или на оста на вектора на инструмента. За изчисляване на грешката от несъвпадане на оста на детайла с оста на въртене на маса С се използва Microsoft Excel, където е въведен математичният модел на грешката. Така след измерването с измервателна глава, стойностите на минимално и максимално биене и ъгълът, на който са измерени, се въвеждат в математичния модел. На база аналитичните зависимости в математичния модел се получава матрицата, даваща връзката между оста на въртене на детайла и оста на въртене на маса С. Получените стойности се въвеждат в матрицата на генерализиран постпроцесор G-POST.

Беше направена опитна проверка на предлагания метод (фиг. 6.15). На машина МС 032 на мястото на инструмент в държач е

установен индикаторен часовник 1 и е програмирано ”фрезоване” с челото на челно цилиндрична фреза (без въртене) на

опорния борд 2 на ротационния нож 3. Контролира се дали има преместване на осезателя на индикатора при плъзгането му по борда. Този опит се извършва и за другия опорен борд по отделна програма. Не се констатира изместване, което доказва, че предлаганият метод е работоспособен, т.е. движението на инструмента е еквидистантно на реалния основен цилиндър, в случая ротационния нож. Бяха реализирани изследвания за компенсиране на грешка от установяване в среда на Vericut. Извършено е виртуално шлифоване по страничните повърхнини със и без компенсация. От фиг. 6.16 се вижда, че при работа без компенсация в резултат на грешката се получават участъци от режещия контур, където той е остро заточен и участъци, в които тя има определена ширина. Това от гледна точка на работоспособността на инструмента е недопустимо над определени граници. На фиг. 6.17 e показан резултатът след обработване на детайла при компенсирана грешка от установяване с постпроцесора. Вижда се, че се получава относително равномерна ширина на режещата пътечка. Направено е измерване в две сечения с инструмента X-Caliper за определяне на ширината на режещата пътечка, при което се получава една разлика, дължаща се на неточно установяване на ъгъла на завъртане спрямо опорна точка на машината. Задачата се решава, като се преизчислява ъгъла по ос С, задаван като изместване в Offset-а на работните координатни системи.

Фиг. 6.13 Матрица на генерализиран постпроцесор G-Post

Фиг. 6.15 Опитна проверка на предлагания метод

29

Фиг. 6.16 Отклонение на широчината на

режещата пътечка в резултат на грешка от установяване на детайла

Фиг. 6.17 Резултат от компенсиране на грешката от установяване с постпроцесора

4. Компенсиране на геометричните грешки на машината с пострпоцесор

Разгледана е възможността за компенсиране на грешки, свързани с отклонение от перпендикулярност между оси Y и Z и грешката на отклонение от постоянството на ъгловото положение на работните органи при движение по ос X за машина МС 032. За компенсиране на геометричните грешки с постпроцесора е необходимо на база измерените стойности да се определи вектора на компенсация. Той се определя, като се използва трансформация на машинната координатна система, където завъртането й е свързано с геометричните грешки на машината. Трансформацията на координатната система се определя по изразите (6.12) [Вачев08]

__ __ __ __ __ __

11 12 13 __ __ __ __ __ __

21 22 23__ __ __ __ __ __

31 32 33

cos( ) cos( ) cos( )

cos( ) cos( ) cos( )

cos( ) cos( ) cos( )

f m f m f m

f m f m f m

f m f m f m

n bf f ff f f n n n n bf f f b b n b b

(6.12)

За компенсиране на вече споменатите грешки се използва зависимост (6.12). 4.1. Отклонение от перпендикулярност между оси Y и Z

Грешката от неперпендикулярност между оси Y и Z води до грешка, свързана с непостоянна дълбочина на рязане, т.е. дъното на обработваната повърхинана ще бъде наклонено на ъгъл α (фиг. 6.24). Грешката, с която е извършено изследването, е многократно увеличена, за да се провери дали се компенсира. 5.Изводи 1. Разработен е математичен модел на механизма на влияние на грешката от несъвпадането на оста на въртене на детайла с физическата ос на въртене на маса С. 2. Разработен е метод и измервателни програми за опитно определяне на грешката от несъвпадането на оста на въртене на детайла с физическата ос на въртене на маса С.

Фиг. 6.24 Грешка в резултат от

неперпендикулярност между оси Y и Z

30

3. Разработен е метод за определяне на компонентите на вектора на компенсация, задавани в матрицата на връзките между осите на генерализирания постпроцесор G-POST за компенсиране на грешката от установяване при машини с едновременно управление на 4 и 5 оси. 4. Опитно е изследван предложеният метод за измерване на грешката от несъвпадането на оста на въртене на детайла с физическата ос на въртене на маса С. 5. Опитно е изследван предложеният метод за компенсиране на грешката от несъвпадането на оста на въртене на детайла с физическата ос на въртене на маса С. 6. Методът за измерване и компенсиране на грешката от несъвпадане на оста на въртене на детайл с оста на въртене на маса С на машина с CNC-управление е изследван при шлифоване на режещия контур на ротационен нож в среда на Vericut. 7. Установено е намаляване на радиалното биене на режещия контур в рамките на 0,01 мм, при начална стойност 0,2 мм, с помощта на предлагания метод за компенсиране на грешката от установяване с постпроцесора. 8. Направен е анализ и е предложен подход за компенсиране на геометричните грешки на машината: грешка свързана с отклонение от постоянството на ъгловото положение на работните органи при движение по ос X и грешка в резултат на неперпендикулярност между осите Y и Z. ПРИНОСИ ПО ДИСЕРТАЦИОННИЯ ТРУД Научно-приложни приноси: 1. Развит е подход за разработване и верификация на специализирани постпроцесори за металорежещи машини с CNC във виртуална среда. 2. Предложена и изследвана е платформа от знания и продукти за разработване и верификация на тези постпроцесори. 3. Предложен е подход за автоматично изчисляване на пътя, който трябва да измине насрещното вретено на стругови центри, за да отиде в позиция за захващане на детайла за обработването му от обратната страна с използване на системна макро променлива от CNC. 4. Разработен е подход за извеждане на командата G68.1 за работа със завъртяно вретено, като е използвана аналитична зависимост за автоматично определяне на ъгъла на завъртане на вретеното на фрезовия супорт в постпроцесора с прилагане на специализиран език FIL. 5. Разработен е математичен модел на механизма на влияние на грешката от несъвпадането на оста на въртене на детайла с физическата ос на въртене на маса С за машина МС 032. 6. Разработен е метод за определяне на грешката от установяване при машини с едновременно управление на 4 и 5 оси и компенсирането и чрез вектора на компенсация, задаван в матрицата на връзките между осите на генерализирания постпроцесор G-POST. Приложни приноси: 1. Предложен е постпроцесор за нова стратегия за обработване с усъвършенствана траектория на инструмента за изработване на декоративна мрежа от канали върху цилиндрична повърхнина. 2. Разработен и апробиран е пострпоцесор, генериращ многократно повтарящ се цикъл G71 и G70 с използването на MUDF, при което се постига висока автоматизация при създаване на стругова операция.

31

3. Разработен и апробиран е постпроцесор, генериращ многократно повтарящ се цикъл в Pro/Engineer за многопроходно нарязване на резби G76, в двете му разновидности за формат на цикъла в един или два реда. 4. Предложен е алгоритъм за проектиране на мрежа от канали, ограничена от контур, върху „топли” валове за производство на санитарни абсорбенти. 5. Установено е, че най-точен метод за проектиране на декоративната мрежа от канали за гравиране върху цилиндричната повърхнина на „топли” валове е при използване на инструмента Wrap, последван от инструмента Cosmetic Groove Feature. 6. Предложен е алгоритъм за създаване на постпроцесор за генериране на NC-програми за обработване на декоративна мрежа от канали. 7. Изведена е аналитична зависимост за определяне на минималното разстояние h от оста на инструмента до точката на подрязване между отделните сектори от контура, върху който има канали така, че да не се получи подрязване при обработването на детайла. 8. Разработен е постпроцесор за стругов център с насрещно вретено за машина Emco Maxxturn 45 със CNC Fanuc 18iTB. 9. Предложен е тест за опитна проверка и оценка за работоспособността на постпроцесор за генериране на NC-програми за машини с едновременно управление на 5 оси. 10. При изследването на ефективността на метода за компенсиране на грешката от установяване с постпроцесора е регистрирано намаляване на радиалното биене в рамките на 0,01 мм, при начална стойност 0,2 мм. ПУБЛИКАЦИИ ПО ДИСЕРТАЦИОННИЯ ТРУД

1. Хаджийски, П., Калдъшев, Ц., Компенсиране на грешките от геометрична неточност посредством постпроцесор, VIII Международен конгрес „Машини, технологии, материали”, 19-21 септември 2011, Варна, България, Том 1, стр. 38 – 39, ISSN 1310-3946;

2. Хаджийски, П., Калдъшев, Ц., Създаване на стругов постпроцесор за генериране на многократно повтарящ се цикъл в среда на Pro/Engineer, 27 Международна научна конференция МТФ’2012, 19-20 октомври, 2012г., ТУ-София, България, стр. 245 – 249, ISSN 978-954-438-994-9;

3. Хаджийски, П., Калдъшев, Ц., Грешки на технологичната система и методи за компенсирането им, 27 Международна научна конференция МТФ’2012, 19-20 октомври, 2012г., ТУ-София, България, стр. 250 – 252, ISSN 978-954-438-994-9;

4. Хаджийски, П., Калдъшев, Цв., Каракостопуло, О., Измерване на грешките от установяване и компенсирането им с постпроцесор при четири и пет осева обработка, Машиностроене и машинознание, година VIII, книга 2, 2013г., стр. 23 – 26, ISSN 1312-8612;

5. Калдъшев, Цв., Създаване на постпроцесор за стратегия за изработване на мрежа от канали, Машиностроене и машинознание, година VIII, книга 2, 2013г., стр. 27 – 30, ISSN 1312-8612;

6. Калдъшев, Цв., Хаджийски, П., Стоев, Л., Създаване на постпроцесор за машина с насрещно вретено, сп. Машиностроене и електротехника, бр. 10- 11, година LXII 2013, стр. 36 – 39, ISSN 0025-455X;

7. Hadjiiski P., Kaldashev Ts., Approach to the development and testing of postprocessor that generates work with milling spindle with multi-task machine tools, Проблемы Машиностроения и Автоматизации, Mеждународный журнал, стр. 72-76, 3, 2014, ISSN 0234-6206

32

ABSTRACT

METHODOLOGY FOR DEVELOPMENT OF SPECIALIZED POSTPROCESSORS The dissertation work is in the use of CAD / CAM systems and in particular the

development and testing of the efficiency of specialized postprocessors. Under specialized post-processors for CNC machines shall understand: machines with two slide arrangement, counter spindle milling support; circular axes with dynamic offset control of the NC program generated in the SAM package to compensate the errors of the circular axis device and error to establish the piece; new strategies of dealing with simultaneous control of four and five axes. The development of specialized postprocessors using generalized postprocessor G-POST and specialized language FIL (Factory Interface Language) used by leading manufacturers of CAD / CAM systems such as PTC, CATIA, MasterCAM, SurfCam and others.

The tests of developed specialized post-processors are performed in a virtual environment by product of Vericut. It uses real machine tools, holders, preparation correspond to the real ones but in a virtual environment. As a result, after processing the workpiece created by the postprocessor and with available in Vericut tools (X-Caliper, Auto-Diff) is analyzed (matched) with the result of using a CAD model of the workpiece by which are generated the managing programs.

On machines with four or five controlled axes can be compensated error of establishing workpiece with the postprocessor. For this purpose is developed a mathematical model of the mechanism of the influence of the error from the coincidence of the axis of rotation of the workpiece about the axis of rotation of the machine table. The relationship between the two axes is set in a matrix of the relationship between axes in the postprocessor and after generating the control program its output is giving a trajectory equidistant error program.