Cam система что это такое: Что такое CAD и САМ?

Программное обеспечение CAM | Программирование ЧПУ

Высокопроизводительное решение CAM для долгосрочного успеха вашей компании

Программное обеспечение CAM в первую очередь служит для создания совершенных программ ЧПУ для станков. Однако программы CAM бывают разными: часто существуют значительные различия в стратегиях обработки, затратах на программирование, фактическом времени работы станка и качестве поверхности.

Откройте для себя широкие возможности hyperMILL^®, инновационного программного обеспечения CAM от компании OPEN MIND. Узнайте, как интегрировать систему CAM в существующие производственные процессы, чтобы способствовать цифровизации компании, ведь только так можно добиться конкурентоспособности в долгосрочной перспективе.

 

Что такое программное обеспечение CAM?

CAM (англ. Computer-aided manufacturing) — система автоматизации технологической подготовки производства.

Программное обеспечение CAM используется для создания программ для различных станков с ЧПУ. Это могут быть, например, фрезерные и токарные станки, а также станки для обработки режущих кромок или аддитивного производства.

Код УП для работы станка

Генерирование кода УП является одной из важнейших задач системы CAM. При этом виртуальные траектории движения инструмента преобразуются в реальные движения станка с ЧПУ и в результате создается программа ЧПУ.

Важно адаптировать код УП к индивидуальным характеристикам конкретного станка. Для выполнения этой задачи компания OPEN MIND разработала уникальную технологию постпроцессоров.

В соответствии с принципом «доверяй, но проверяй» движения станка должны быть предварительно смоделированы на компьютере. Исключением является моделирование с помощью модуля hyperMILL^® VIRTUAL Machining. В то время как другие системы используют внутренние данные CAM для моделирования, система от OPEN MIND использует сгенерированный код УП для точного моделирования последовательности движений, что обеспечивает максимальную безопасность производства.

 

Готовы ли вы к цифровизации производства?

«Индустрия 4.0» означает предоставление и обработку информации в любом месте и в любое время. Это единственный способ цифрового управления производственными процессами и их автоматизации.

В этом плане hyperMILL^® — настоящий командный игрок. Программное обеспечение CAM предлагает интерфейсы для взаимодействия с системами управления инструментами, контроля и моделирования.

Когда речь идет о бесперебойной работе с другими системами — будь то система управления жизненным циклом продукта (PLM) или такая MES-система, как Hummingbird, — hyperMILL^® играет ключевую роль в технологической цепочке.

 

mobile-s mobile-m mobile-l tablet desktop-s desktop-m desktop-l desktop-xl

Что это – система CAM?

Система CAM помогает выполнять ряд простейших преобразований и вычислений, которые ранее осуществлял программист. В настоящее время рынок перенасыщен продуктами, предлагающими доработанные версии программ под конкретные задачи производителя. Достаточно найти подходящую систему, чтобы реализовать требования заказчика.

Зачем нужны обновленные версии программ?

Система CAM расшифровывается как автоматизированное многофункциональное приложение для облегчения создания управляющих программ. С её помощью можно написать команды, отследить выполнение полученной программы, провести корректировку, получить информацию об ошибках и сохранить файл в требуемом расширении.

Новая система CAM позволяет создать визуализацию полученной обработки детали. Последние приложения содержат исправления предыдущих версий, дополнительно в пакет ПО включаются программные интерфейсы, помогающие реализовать сложные задачи. Модернизированное оборудование требует повышенных характеристик обмена данными, старые приложение редко имеют такие возможности.

Система CAM нашла применение в различных отраслях промышленности, медицине, обучающей сфере, телевидении. Знакомый с приложениями работник может и не знать ISO-коды, за него все сложные операции сделает программа.

Разновидности программ

Отличие понятий CAM, CAE и CAD (системы) заключается в их определениях. CAE соответствует аббревиатуре САПР (системы автоматизированного проектирования). Но часто последний термин переводят как системы CAD.

CAE является общим термином и включает в себя все приложения, имеющие отношение к компьютеру и инженерной отрасли. То есть любое приложение, даже простейший графический редактор, используемый для проектирования, является частью автоматизированной системы. Обширное понятие подразделяется на ветви CAD и CAM.

Системы CAD связывают чаще с наглядными моделями на основе компьютерных вычислений. То есть выполнение точных эскизов будущей детали или объекта, который будет выглядеть аналогично в реальности после исполнения созданных чертежей. С их помощью исключается ряд технических ошибок, дорабатываются недочеты, вносятся коррективы в создаваемый внешний вид объекта.

Приложения CAM относятся больше к вычислительным средствам, требующимся на стадии создания моделей. Эти программы помогают минимизировать ручной труд и устраняют человеческий фактор в ошибках в момент просчетов. Часто системы CAD и CAM объединяются. Тогда получаются мощные вычислительные средства для выполнения целого комплекса мероприятий, что снижает себестоимость конечного результата.

В сфере создания управляющих программ для многоосевой обработки

Система CAM для ЧПУ направлена на исключение рутинного труда операторов, наладчиков и программистов при создании управляющих кодов для обработки деталей. Главной задачей каждого разработчика ПО является сохранение максимальной производительности системы при широкой многозадачности.

Современные системы CAM забирают на себя много ресурсов памяти, которая не так дешево стоит на станках с ЧПУ. А получаемый продукт пользуется спросом только при условии универсальности и доступности для потребителя. Таких приложений не так много на просторах интернета, и часто они требуют материальных затрат, превышающих производительность станка.

Существует ряд бесплатных приложений, позволяющих без труда создавать длинные машинные коды, но у каждого ПО есть свои недостатки и достоинства. Тяжело разобраться в огромном списке программ, доверие возникает только после просмотра отзывов и реальных примеров работы созданных кодов.

Параметры и характеристики приложений

Как и при ручном вводе кодов с клавиатуры у приложения существует скорость работы и возможности многоканального преобразования. Если используются станки систем ЧПУ, программы CAD/CAM должны занимать минимум оперативной памяти и места на жестком диске. Так как эта опция существенно увеличивает конечную стоимость оборудования при покупке.

Важна возможность добавления уже существующих библиотек. Ведь зачем изобретать управляющую программу нарезания отверстия, если уже существует огромное количество готовых шаблонов. Аналогичные разработки сохранились на множестве предприятий. Многие разработчики стараются пополнить свои базы готовыми решениями.

Но по существующим шаблоном также могут возникать ошибки вычислений или несоответствия системному ПО. Поэтому внедряются оболочки для 3D-моделирования, по которому можно провести наглядную отладку программы. Эти показатели важны при изготовлении массовых партий продукции с чередующимся ассортиментом. Для единичных изделий покупка программного обеспечения нерациональна.

Задачи, решаемые посредством ПО

Когда происходит использование систем CAD/CAM, станки ЧПУ приобретают стандартизированный промышленный вид. С помощью унификации достигается единообразие на всех уровнях предприятия, что упрощает дальнейшее взаимодействие отделов проектирования и технологического внедрения новых изделий. Соответственно, сокращаются трудозатраты, происходит экономия времени, средств.

Один вид ПО на всех станках позволяет использовать одну систему CAM для написания УП. Наладчикам не требуется переобучение и освоение огромного количества ненужной информации. Производители приложений стараются внести уникальность в свои творения, чем некоторые продукты запоминаются с первого использования. Это объясняется удобством обращения с процессом создания кода. Ведь у каждого человека могут быть свои предпочтения.

Ранжирование ПО

Со временем произошло условное деление сложного набора системы CAM для станков с ЧПУ. Простейшие задачи расчетов и создание повторяющихся программных кодов происходит на самом низком уровне. Такие программы занимают минимальное место на диске, используют мало памяти оперативной.

Средний уровень определяется своей универсальностью в использовании на любом рабочем месте. Оператор и опытный наладчик могут без труда одинаково освоить приемы работы при создании управляющей программы для станка. В этих продуктах имеется все необходимое для ежедневных задач производства.

Верхний уровень представляет собой сложный комплекс взаимозависимых оболочек, которые требуют грамотного и аккуратного обращения. Один просчет со стороны разработчика, и может произойти авария. Этим объясняется возможность программирования любой модели под уникальную технологию.

Последовательность действий при работе с ПО

Системы CAM в машиностроении занимают ведущее место в цепочке создания конечного продукта. От грамотного подхода программиста к задаче зависит качество продукции и целостность оборудования. Весь процесс создания управляющих кодов строго регламентирован.

Первым действием необходимо перенести чертеж с бумаги в программное обеспечение. Основное проектирование производится в графических редакторах, позволяющих интегрировать в себя оболочки преобразования или использующих стандартные расширения файлов. В реальности требуется 3D-модель детали, которую можно создавать прямо в приложениях CAM.

Далее производится преобразование 3D-модели в понятный машине вид контуров. Согласно полученным точкам и векторам назначается траектория движения инструмента вручную по алгоритму, установленному разработчиком ПО.

Что задается в процессе программирования

На получаемой модели наладчик должен выбрать привязку инструмента или нулевую точку начала резания. Выбирается место для отверстий, пазов, задается время и скорость движения инструмента на каждом участке. Определяется тип фрезы или позиция режущей головки.

Кроме параметров детали, задаются технологические паузы, необходимые для смены инструмента, очистки детали от стружки или для визуального контроля качества. После паузы часто выставляется требование подтвердить дальнейший ход программы. По окончании всех операций требуется компиляция полученных команд в машинный код.

В процессе преобразований ПО выдает оповещение об ошибках. Далее следует этап отладки программы на ПК при визуальном контроле. Заключительным этапом является проверка непосредственно на станке. Первым шагом проводится тестирование без движения шпинделя. Далее с оборотами главного узла. Подтверждением правильного программирования становится годная готовая деталь.

Существующие продукты от “Сименс”

Для программирования станков на основе контроллера “Сименс” существуют программные среды, встроенные в ПО ЧПУ. Примеры системы CAM, отличающейся простотой и наглядностью, – ShopMill и ShopTurn. Первое приложение предназначено для обработки фрезерных деталей на производстве. Внутри оболочки присутствует возможность измерения готовой детали, а также поддерживается 5 осей во время программирования. Детали представлены в 2D-виде.

SHopTurn находит применение в токарном проектировании на производстве. Оба приложения занимают минимум памяти оперативной (не более 256 килобайт). Однако существует ограничение для токарной обработки: коды можно написать только для работы на одном суппорте. Приложения встраиваются в систему станка и способны обращаться к жесткому диску, брать данные из сетевого окружения оборудования.

Для оборудования на основе “Фанук”

Это приложение для оффлайн-программирования HW-DPRO T&TM Manual, также подходит ProENGINEER. Аналогичными возможностями обладает ПО ESPRIT. Последняя – мощная и высокопроизводительная программа, позволяющая предоставить пользователю реалистичную симуляцию обработки. У приложения существует техническая поддержка по всем имеющимся вопросам.

SolidWorks подходит для сложного проектирования твердотельных моделей. Представляет собой целый комплекс оболочек для всех этапов проектирования моделей и создания управляющих программ для станков. Поддерживает единые системы создания документации в России. Существуют подключаемые библиотеки стандартных моделей.

Для других контроллеров

HMI Embedded применяется для реализации моделей сложных деталей. Используется как для токарной, так и для фрезерной обработки. Получаемая модель представлена в 2D-формате. Дополнительной опцией является другой вид обработки.

Helix поддерживает двухмерное и трехмерное проектирование не только для станков с ЧПУ, но и для решения в проектировании автоматизированных линий, строительстве при создании каркасных твердотельных объектов.

Что такое CAM (автоматизированное производство)?

Этот пост также доступен в: Немецкий (немецкий)

Автоматизированное производство (CAM): полное введение для начинающих

В мире, наполненном физическими вещами — будь то продукты, детали или места — автоматизированное производство (CAM) делает все это возможным. Мы те, кто дает возможность летать самолетам или грохот лошадиных сил автомобилям. Если вам нужно что-то сделать, а не просто спроектировать, CAM — ваш ответ. Что происходит за кулисами? Продолжайте читать, и вы узнаете.

Что такое САМ? Компьютерное производство (CAM) — это использование программного обеспечения и машин с компьютерным управлением для автоматизации производственного процесса.

Исходя из этого определения, для работы CAM-системы необходимы три компонента:

• Программное обеспечение, которое сообщает машине, как производить продукт, путем создания траекторий.
• Машины, которые могут превращать сырье в готовый продукт.
• Постобработка преобразует траектории инструмента в язык, понятный машинам.

Эти три компонента склеены тоннами человеческого труда и мастерства. Как отрасль, мы потратили годы на создание и усовершенствование лучшего производственного оборудования. Сегодня нет такой сложной конструкции, с которой мог бы справиться любой квалифицированный мастер.

Процесс CAD в CAM

Без CAM нет CAD. САПР фокусируется на проектировании продукта или детали. Как выглядит, как работает. CAM фокусируется на том, как это сделать. Вы можете спроектировать самую элегантную деталь в своем CAD-инструменте, но если вы не можете эффективно сделать это с помощью CAM-системы, то вам лучше пинать камни.

Начало каждого инженерного процесса начинается в мире САПР. Инженеры сделают 2D- или 3D-чертеж, будь то коленчатый вал автомобиля, внутренний скелет кухонного крана или скрытая электроника на печатной плате. В CAD любая конструкция называется моделью и содержит набор физических свойств, которые будут использоваться системой CAM.

Когда проект завершен в CAD, его можно загрузить в CAM. Традиционно это делается путем экспорта файла САПР, а затем его импорта в программное обеспечение CAM. Если вы используете такой инструмент, как Fusion 360, и CAD, и CAM существуют в одном мире, поэтому импорт/экспорт не требуется.

После импорта модели CAD в CAM программное обеспечение начинает подготовку модели к обработке.

Механическая обработка — это контролируемый процесс преобразования сырья в определенную форму с помощью таких действий, как резка, сверление или растачивание.

Программное обеспечение автоматизированного производства подготавливает модель к обработке, выполняя несколько действий, в том числе:

• Проверка модели на наличие геометрических ошибок, которые могут повлиять на производственный процесс.
• Создание траектории для модели, набор координат, которым станок будет следовать в процессе обработки.
• Настройка любых необходимых параметров станка, включая скорость резки, напряжение, высоту реза/прожига и т. д.
• Настройка раскладки, при которой CAM-система определяет наилучшую ориентацию детали для максимальной эффективности обработки.
Запуск контурной траектории в Fusion 360. Изображение предоставлено компанией Kansas City Kit Company

После подготовки модели к обработке вся информация отправляется на станок для физического изготовления детали.

Однако мы не можем просто дать машине кучу инструкций на английском языке. Нам нужно говорить на языке машины. Для этого мы преобразуем всю информацию о нашей обработке в язык, называемый G-кодом. Это набор инструкций, управляющих действиями станка, включая скорость, скорость подачи, охлаждающие жидкости и т. д.

G-код легко читать, если вы понимаете формат. Пример выглядит так:

 G01 X1 Y1 F20 T01 S500 

Это разбивается слева направо как:

• G01 указывает на линейное перемещение на основе координат X1 и Y1.
• F20 устанавливает скорость подачи, то есть расстояние, которое машина проходит за один оборот шпинделя.
• T01 указывает станку использовать инструмент 1, а S500 устанавливает скорость шпинделя.

Более наглядный способ понимания координат G-кода. Изображение предоставлено Make:.

Как только G-код загружен в машину и оператор нажимает кнопку «Старт», наша работа выполнена. Теперь пришло время позволить машине выполнить G-код для преобразования блока сырья в готовый продукт.

Обзор станков с ЧПУ

До этого момента мы говорили о механизмах в CAM-системе просто как о машинах, но это не совсем правильно. Когда я смотрю, как фрезерный станок Haas скользит по металлическому блоку, как по маслу, я каждый раз улыбаюсь. Без этих машин моя работа была бы невозможна.

Изображение предоставлено Haas Automation.

Все современные производственные центры будут использовать различные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) для производства инженерных деталей. Процесс программирования станка с ЧПУ для выполнения определенных действий называется обработкой с ЧПУ.

До появления станков с ЧПУ производственные центры управлялись вручную ветеранами-механиками. Конечно, как и все, к чему прикасаются компьютеры, вскоре последовала автоматизация. В наши дни единственное вмешательство человека, необходимое для запуска станка с ЧПУ, — это загрузка программы, вставка сырья и затем выгрузка готового продукта.

В мастерской Autodesk Pier 9 есть приличный образец станков с ЧПУ, в том числе:

Фрезерные станки с ЧПУ

Эти машины вырезают детали и вырезают различные формы с помощью высокоскоростных вращающихся компонентов. Например, фрезерный станок с ЧПУ, используемый для деревообработки, может легко разрезать фанеру на детали корпуса. Он также может легко справиться со сложной декоративной гравировкой на дверном полотне. Фрезерные станки с ЧПУ имеют возможность 3-осевой резки, что позволяет им перемещаться по осям X, Y и Z.

Водяные, плазменные и лазерные резаки

В этих машинах используются высокоточные лазеры, вода под высоким давлением или плазменная горелка для выполнения контролируемой резки или гравировки. Ручная гравировка может занять месяцы, но одна из этих машин может выполнить ту же работу за часы или дни. Плазменные резаки удобны для резки электропроводящих материалов, таких как металлы.
Изображение предоставлено компанией Fabricating and Metalworking.

Фрезерные станки

Эти станки обрабатывают различные материалы, такие как металл, дерево, композиты и т. д. Фрезерные станки обладают огромной универсальностью благодаря множеству инструментов, которые могут выполнять определенные требования к материалам и формам. Общая цель фрезерного станка — максимально эффективно удалить массу из необработанного блока материала.

Токарные станки

Эти машины также измельчают сырье, как фрезерный станок. Они делают это по-другому. Фрезерный станок имеет вращающийся инструмент и неподвижный материал, где токарный станок вращает материал и режет неподвижным инструментом.

Изображение предоставлено Halsey Manufacturing.

Электроэрозионные машины (EDM)

Эти машины вырезают из сырья желаемую форму с помощью электрического разряда. Между электродом и сырьем возникает электрическая искра, температура которой достигает 8 000–12 000 градусов Цельсия. Это позволяет электроэрозионному станку проплавлять практически все в контролируемом и сверхточном процессе.

Изображение предоставлено Absolute Wire EDM.

Человеческий фактор автоматизированного производства (CAM)

Человеческий фактор всегда был болезненной темой с тех пор, как в 1990-х годах на сцену вышла САМ. В 1950-х годах, когда Джон Т. Парсонс впервые представил станки с ЧПУ, умелое управление станками требовало огромного количества обучения и практики. Видео ниже от NYC CNC показывает отличный пример того, как ручные станки отличаются от сегодняшних станков с ЧПУ:

Во времена ручной обработки быть механиком было почетным знаком, для совершенствования которого требовались годы обучения. Машинист должен был делать все — читать чертежи, знать, какие инструменты использовать, определять подачу и скорость для конкретных материалов и аккуратно вырезать деталь вручную. Дело было не только в точной ловкости рук. Быть машинистом было и остается и искусством, и наукой.

Изображение предоставлено ITABC.CA

В наши дни Современный Машинист жив и здоров, поскольку человек, машина и программное обеспечение объединяются, чтобы продвигать нашу отрасль вперед. Навыки, на овладение которыми раньше уходило 40 лет, теперь можно освоить за короткое время. Новые машины и программное обеспечение CAM дали нам больше возможностей, чем когда-либо, для разработки и производства более качественных и инновационных продуктов, чем наши предки, что они признают… скрепя сердце.

Что все это значит для человеческого фактора производства? Роль традиционного машиниста меняется. Сегодня мы видим, как среда современных машинистов играет три типичные роли:

.
• Оператор. Этот человек загружает сырье в станок с ЧПУ и пропускает готовые детали через процесс окончательной упаковки.
• Оператор установки. Этот специалист выполняет первоначальную настройку станка с ЧПУ, включая загрузку программы G-кода и настройку инструментов.
• Программист. Этот человек берет чертеж для модели САПР и решает, как сделать ее на имеющихся станках с ЧПУ. Их работа заключается в определении траекторий, инструментов, скоростей и подач в G-коде для выполнения работы.

В типичном рабочем процессе программист передает свою программу оператору установки, который затем загружает G-код в машину. Когда машина готова к работе, оператор изготавливает деталь. В некоторых магазинах эти роли могут сочетаться и пересекаться с обязанностями одного или двух человек.

Помимо повседневных операций с машинами, в штате также есть инженер-технолог. В новом магазине этот человек обычно устанавливает системы и определяет идеальный производственный процесс. Для существующих установок инженер-технолог будет контролировать качество оборудования и продукции, выполняя другие управленческие задачи.

Влияние CAM

Мы должны поблагодарить Джона Т. Парсонса за введение метода перфокарт для программирования и автоматизации машин. В 1949 ВВС США финансировали Парсонс для создания автоматизированного станка, который мог бы превзойти ручные станки с ЧПУ. С некоторой помощью Массачусетского технологического института Парсонс смог разработать первый прототип NC.

Джон Парсонс с экспериментальным станком с ЧПУ. Изображение предоставлено Cms Industries.

С этого момента начался взлет мира обработки с ЧПУ. В 1950-х годах армия Соединенных Штатов закупила станки с ЧПУ и сдала их в аренду производителям. Идея заключалась в том, чтобы стимулировать компании внедрять новую технологию в свой производственный процесс. В это время мы также видели, как MIT разработал первый универсальный язык программирования для станков с ЧПУ: G-код.

Универсальная система G-кода. Изображение предоставлено MachMotion.

1990-е годы принесли внедрение CAD и CAM для ПК и полностью изменили наш подход к производству сегодня. Самые ранние рабочие места CAD и CAM были зарезервированы для дорогостоящих автомобильных и аэрокосмических приложений, но сегодня программное обеспечение, такое как Fusion 360, доступно для производственных цехов любой формы и размера.

С момента своего создания CAM внесла массу улучшений в производственный процесс, в том числе:

• Улучшенные возможности машины. CAM-системы могут использовать преимущества передового 5-осевого оборудования для производства более сложных и высококачественных деталей.
• Повышенная эффективность машины. Современное программное обеспечение CAM обеспечивает высокоскоростные траектории станка, которые помогают нам производить детали быстрее, чем когда-либо.
• Улучшенное использование материалов. С помощью аддитивного оборудования и систем CAM мы можем производить изделия сложной геометрии с минимальными отходами, что означает снижение затрат.

Конечно, эти преимущества имеют некоторые недостатки. Системы автоматизированного производства и оборудование требуют огромных первоначальных затрат. Например, Haas VF-1 стоит около 45 тысяч долларов; теперь представьте себе целый цех таких. Также существует проблема текучести. Поскольку работа с машинами становится менее квалифицированной профессией, трудно привлекать и удерживать хорошие таланты.

САМ – Мужчина

CAM предназначен не только для управления машинами в цеху. Речь идет об объединении программного обеспечения, машин, процессов и людей для создания действительно отличных деталей. Если вы впервые погружаетесь в мир CAM, я настоятельно рекомендую вам обратиться в местный магазин, чтобы получить инсайдерскую экскурсию. Почувствуйте гул станков с ЧПУ ногами или проведите рукой по детали, только что извлеченной из станка. Это невероятный опыт, который, я надеюсь, понравится будущим поколениям. CAM — это все о человеческом контакте.

Вы все еще возитесь с отдельными инструментами CAD и CAM? В Fusion 360 есть и то, и другое. Попробуйте Fusion 360 сегодня.

Что такое автоматизированное производство (CAM)?

Автоматизированное производство (CAM) представляет собой тип производственного метода, в котором используется компьютерное программное обеспечение и автоматизированное оборудование для создания продуктов с высокой степенью точности и прецизионности. Современные машины и программные технологии позволили нам создавать более качественные детали с еще большим контролем над всем процессом.

Инструмент CAM использует модель продукта, созданную в программном обеспечении CAD. Первый преобразует компьютерные модели в язык, понятный станку, и берет на себя производство.

CAM также может помочь производителям в планировании продукции, разработке, управлении, хранении и логистике.

Основной целью CAM является либо создание новых, либо улучшение существующих производственных установок для повышения эффективности и сокращения потерь. Это достигается за счет ускорения производственного процесса и инструментов, а также снижения энергопотребления. Окончательные результаты отличаются высокой степенью согласованности, качества и точности.

Производственные процессы автоматизированы с помощью CAM

Мы можем управлять различными процессами с помощью CAM систем. Эти процессы осуществляются с помощью станков с ЧПУ (ЧПУ). Эти станки следуют предоставленным кодам G и кодам M для обработки заготовки. CAM может автоматизировать следующие процессы.

Фрезерование

CAM может автоматизировать фрезерование заготовок в приложениях, где требуется субтрактивное производство. С помощью CAM операторы могут точно удалить лишний материал с блоков заготовки.

Использование CAM с обработкой на станках с ЧПУ позволяет использовать данные для быстрого расчета стоимости работ по обработке.

Токарная обработка

В процессе токарной обработки удаляется лишний материал с заготовки путем ее вращения относительно станка. Токарные станки с ЧПУ очень эффективны при создании правильного порядка действий для создания конечного продукта.

Эти станки также подходят для других процессов, таких как нарезание резьбы, накатка, снятие фасок, торцовка и т. д.

Гидроабразивная, лазерная и плазменная резка

ЧПУ может автоматизировать различные типы станков для резки заготовок с феноменальной точностью. Они также могут гравировать заготовки по мере необходимости. Плазменная резка полезна для проводящих материалов, таких как металлы.

Электроискровые машины

Электроискровые машины создают детали, пропуская через них электрическую искру. Эти искры достигают чрезвычайно высоких температур, что позволяет им довольно легко прорезать любой материал. С помощью CAM мы можем контролировать эти искры, чтобы резать заготовку с высокой степенью точности.

Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ используют логику работы, аналогичную фрезерным станкам, удаляя лишний материал с заготовки. Они могут выполнять различные столярные операции с различными материалами, такими как дерево, композиты, сталь, стекло и пластик, с помощью ЧПУ.

3D-печать

CAM также может эффективно управлять процессами аддитивного производства, такими как 3D-печать. С помощью этого процесса САМ может изготавливать практически любую форму, накладывая слой за слоем совместимые материалы, пока желаемая форма не будет готова.

Преимущества и недостатки CAM

Внедрение CAM стало поворотным моментом в обрабатывающей промышленности. Он преобразил обрабатывающую промышленность во многих отношениях. CAM открыла эру гибкой автоматизации в отличие от традиционных стационарных систем автоматизации.

Внесение изменений в производственный процесс стало проще и быстрее. У него было несколько других особенностей, которые значительно повысили ценность производственной установки. Давайте рассмотрим некоторые преимущества, которые CAM-системы предоставили производителям.

Преимущества автоматизированного производства

Быстрота и точность

Автоматизированное производство может значительно ускорить производственный процесс. Все это без ущерба для точности. Это делает CAM очень стабильным и надежным. CAM-машины можно запрограммировать на многократное создание одного и того же продукта с непревзойденной точностью. Изготовление единичных прототипов также является точным и быстрым.

Сокращает потери

Использование CAM снижает потери, которые обычно имеют место при ручной обработке. Поскольку существует небольшая вероятность ошибки, большее количество продуктов производится из того же количества сырья. Этот тип повышения производительности со временем накапливается. Теперь производитель может либо увеличить свою прибыль, либо установить конкурентоспособные цены, либо сделать и то, и другое.

Сокращение трудозатрат

CAM может сократить трудозатраты за счет автоматизации большей части производственного процесса. Квалифицированная рабочая сила по-прежнему будет необходима для эксплуатации, обслуживания и ремонта CAM-машин, но количество сотрудников будет намного меньше, чем без CAM.

Еще одной причиной снижения трудозатрат является универсальность CAM-станков. Эти машины совместимы со многими различными производственными процессами, что устраняет необходимость в специализированной рабочей силе при переключении производственных процессов.

Повышение контроля над производством

Внедрение CAM в механический цех увеличивает степень контроля производителя над всем процессом. Благодаря функции, называемой деревом CAM, производственный процесс можно отслеживать от начала до конца. Он предоставляет производителю контроль над многими функциями, такими как запасы, инструменты, материал, рабочие координаты и постобработка.

CAM также может сохранять шаблоны обработки для использования в будущем, изменять порядок выполнения работ и копировать/вставлять операции обработки. Любые модификации детали могут быть легко выполнены без необходимости перепрограммирования оборудования. Ассоциативность траекторий гарантирует, что при внесении таких изменений траектории обновляются.

Недостатки автоматизированного производства

Несмотря на то, что CAM предоставляет много преимуществ, она не лишена своих ограничений. К ним относятся:

Стоимость

Одним из основных сдерживающих факторов, когда речь идет о CAM-системах, является высокая стоимость установки и обслуживания. Аппаратное обеспечение дорогое, как и программное обеспечение, что делает первоначальные затраты высокими.

CAM использует высокотехнологичные компоненты, которые стоят дороже, чем их ручные аналоги. Они также стоят дороже с точки зрения вычислительной мощности компьютера, профилактического обслуживания и ремонта машин CAM.

Такой огромный взнос может стать препятствием для небольших установок. Однако сейчас многие программы CAM начали использовать модель на основе подписки вместо разовой покупки. Это позволило сократить первоначальные затраты и, как следствие, снизить входной барьер.

Квалифицированная рабочая сила

САМ-инструменты имеют широкую область применения. Их сложно освоить новым пользователям. Компьютеризированные производственные установки требуют квалифицированных сотрудников, хорошо разбирающихся в имеющихся CAM-системах.

Системы могут варьироваться от компании к компании, и сотрудников необходимо обучать использованию и возможностям локальной системы. Им также может потребоваться обучение по устранению неполадок в оборудовании CAM.

Это обучение может потребовать постоянных обновлений по мере того, как системы приобретают новые функции и возможности. Такого рода обучение и практика стоят дорого и могут обременить учреждение.

Технологический сбой

Хотя вероятность мала, компьютерные ошибки возможны. Другая возможность — выход из строя CAM-машин. Работа CAM может быть очень легко остановлена, если машины сломаются, поскольку может не быть альтернативы запуску ручного производства.

Это особенно вредно для установок сборочной линии, поскольку остановка работы CAM на одной рабочей станции может привести к остановке на всех других точках, пока проблема не будет устранена.

Отходы

Хотя эффективное использование CAM может значительно сократить потери, оно не гарантирует минимальных остатков. Многое зависит от дизайна продукта. Если модели продукта не оптимальны, это может фактически привести к пустой трате дорогих ресурсов.

К тому времени, когда это станет очевидным, может быть уже слишком поздно, особенно в случае материалов, которые нельзя переработать, таких как пенополистирол, керамика и некоторые виды пластика.

Утилизация или переработка отходов потребует дополнительного времени и ресурсов.

Компьютеризированные производственные приложения в промышленности

CAM находит применение в таком количестве различных отраслей, что, наверное, проще назвать те, в которых она не используется. Внедрение информационных технологий, электроники и компьютерных процессов автоматизации стало началом третьей промышленной революции. Благодаря своим невероятным преимуществам числовое управление вскоре заняло производство.

Давайте взглянем на некоторые отрасли, в которых CAM полностью произвела революцию.

Аэрокосмическая промышленность

Эта отрасль занимается проектированием, производством, испытаниями и обслуживанием летательных аппаратов, которые могут летать в земной атмосфере или даже за ее пределами. В этой отрасли существует много рисков для жизни и имущества людей, и, следовательно, она строго регулируется.

Самолетам нужны точные детали, которые работают так, как задумано. Им также предстоит пройти множество испытаний. Это требует согласованности и качества частей самолета. В результате ручная обработка не дает надлежащих результатов.

Многие поверхности произвольной формы со сложной геометрией необходимы по эстетическим и функциональным причинам. Довольно часто эти детали будут изготавливаться из необычных материалов, характеристики которых сильно отличаются от обычных технических металлов.

Автоматизированное производство обеспечивает идеальное решение всех вышеперечисленных задач. Его гибкость, точность и скорость помогают нам создавать эти шедевры, не выходя за рамки бюджета.

Автомобильная промышленность

Автомобильная промышленность сегодня является самой передовой и требовательной отраслью, уступающей только аэрокосмической промышленности. Строгие правила регулируют автомобильную промышленность также от безопасности до загрязнения. Производители продолжают экспериментировать с новыми материалами, конструкциями и методами, чтобы получить наилучшее соотношение цены и качества.

Компьютеризированное производство оказалось чрезвычайно полезным для производителей, начиная с этапа разработки концепции и заканчивая этапом запуска. CAM может производить инновационные продукты, оснащенные такими функциями, как определение оси инструмента, наплавка и полигональная сетка.

Программное обеспечение CAM может предоставить набор целевых траекторий и параметров моделирования для создания сложных форм за короткие промежутки времени, полностью интегрируя их с такими концепциями, как бережливое производство и производство «точно в срок».

Автоматизированное производство может значительно сократить затраты, потери, время выполнения заказа и количество ошибок. Это повышает точность, чистоту поверхности, согласованность и скорость производства. Эти функции делают CAM незаменимой частью автомобильной промышленности.

Прочие отрасли

Помимо приведенных выше примеров, CAM находит множество применений в таких отраслях, как производство компьютеров и смартфонов, биомедицинских устройств, фармацевтической промышленности и т.д.

Короче говоря, почти все современные установки массового производства используют автоматизированное производство для повышения производительности. Поскольку CAM уже автоматизирует почти все основные процессы, маловероятно какое-либо крупномасштабное производство, избегая при этом компьютеризированного характера современных производственных технологий.

CAD против CAM

Важным шагом, предшествующим автоматизированному производству, является автоматизированное проектирование (CAD). Используя САПР, дизайнеры могут создавать, изменять и анализировать проекты продуктов. Он также может проверить функциональность и применение этих конструкций.

Разница между CAD и CAM очевидна, но эта тема может быть источником путаницы для многих людей. Это потому, что, помимо различий, у них есть много общего.

Проще говоря, САПР занимается проектированием и составлением чертежей продукта, тогда как САМ занимается производственным аспектом. Инженерный проект, созданный в CAD, переводится на машинный язык (обычно G-коды и M-коды), а затем передается на станки с ЧПУ. Следуя коду, машина инструктирует станки выполнять обработку по мере необходимости.

Инструменты CAD/CAM состоят из разных компонентов. Инструменты САПР – это только компьютер и программное обеспечение САПР. Вдвоем художник-график/техник/дизайнер может эффективно создать рисунок. Затем этот рисунок можно рассматривать как орфографический или изометрический вид. Можно выполнять различные операции для улучшения читаемости чертежа.

CAM-инструменты состоят из компьютера, пакета программного обеспечения CAM и CAM-станка для процесса обработки. CAM-станком может быть, например, трех- или пятиосевой обрабатывающий центр.

Процесс CAD в CAM

Совершенно очевидно, что процесс начинается с CAD и затем достигает стадии автоматизированного производства (CAM). Но это еще не все. Ограничения CAM-машин являются важными факторами, которые проектировщики должны учитывать на самом этапе проектирования.

Давайте посмотрим на последовательность событий, происходящих при проектировании и производстве компонентов с помощью автоматизированного проектирования и производства.

Процесс проектирования

Это первый этап, известный как процесс проектирования. В этом процессе дизайнер создает модели в программном обеспечении САПР. Основное внимание уделяется функциональности, технологичности и эстетике детали. CAD может создавать чрезвычайно сложные конструкции, но если его нельзя изготовить с помощью имеющихся CAM-систем, он бесполезен.

Дизайнер создает 2D- или 3D-проект в программе САПР. Эти проекты известны как модели САПР. Свойства материала изделия будут определять степень сложности конструкции.

Создание координат

На этом этапе конструктор преобразует модель в координаты. Назначение координат нашим исходным моделям позволяет нам использовать функции преобразования координат программного обеспечения.

Моделирование производства

CAM-моделирование

На этом этапе конструктор выполняет производственное моделирование, чтобы оценить осуществимость модели по отношению к производственным возможностям установки. Интеграция структуры и графики модели с производственными файлами позволяет выявить скрытые ошибки в модели и исправить их.

Это означает, что любые несоответствия модели устраняются на этапе разработки до начала производства.

Мы максимально точно моделируем производственный цикл, чтобы получить четкое представление о завершенной производственной установке. Это также обеспечивает дорожную карту для специалистов на всех этапах производства.

Создание кода

Создание кода для производства с ЧПУ

Когда этап моделирования завершен, мы переходим к автоматизированному производству. Окончательная модель с проектными данными экспортируется из программного обеспечения CAD в программное обеспечение CAM. Программное обеспечение с возможностями как CAD, так и CAM не требует экспорта и импорта чертежей.

После завершения импорта программа начинает создавать код для обработки с ЧПУ. Обработка с ЧПУ относится к задаче обработки с компьютерным управлением путем резки, токарной обработки, сверления, растачивания и фрезерования необработанной заготовки в готовую деталь.

Код обработки создается после изучения нескольких факторов, таких как:

• Геометрическая согласованность
• Создание траекторий
• Выбор соответствующего параметра
• Вложение и т. д.
Геометрическая согласованность

Программное обеспечение сканирует компьютерную модель на наличие геометрических ошибок, особенно тех, которые могут повлиять на производственный процесс.

Создание траекторий движения инструмента

Производственное программное обеспечение создает оптимальные траектории движения инструмента. Конструкции траектории инструмента относятся к маршруту, по которому станок будет следовать в процессе производства.

Выбор подходящего параметра

Затем программное обеспечение для обработки выбирает подходящие параметры для производственного процесса в зависимости от требований к обработке. Такие параметры, как скорость резания, глубина резания, подача, напряжение, расход охлаждающей жидкости выбираются таким образом, чтобы обеспечить правильный баланс между скоростью обработки и качеством поверхности.

Раскрой

Программное обеспечение для автоматизированного производства затем находит наилучшее расположение заготовки для завершения обработки за короткое время, сохраняя при этом эффективность установки для использования материала.

Настройка и производство

Этот шаг фокусируется на настройке станка с ЧПУ. Запуск и функционирование станка с ЧПУ предполагает множество действий, которые необходимо выполнять в определенной последовательности.