Autodesk HSM – programowanie parametryczne i warunkowe



Opublikowane: 21 Kwi / 2020 Kategoria: Pomoc techniczna - mechanika, Tagi: , , , , ,

Rozwiązanie Autodesk HSM to kompletny pakiet CAD/CAM pozwalający na zaprojektowanie i następnie wytworzenie zaprojektowanego detalu na obrabiarkach CNC. Dowiedz się więcej z artykułu.


Narzędzia Autodesk HSM

Autodesk HSM jest narządzeniem dostępnym na rynku w postaci trzech produktów, które w zależności od potrzeb klienta oferują kompletne narzędzia CAD/CAM w postaci pakietu programów Autodesk Product Design & Manufacturing Collection czy Fusion 360, oraz wyłącznie rozwiązanie CAM (HSM Works). To, co łączy wszystkie wymienione narzędzia, to podobna funkcjonalność oraz bardzo podobna budowa interfejsu użytkownika, wraz ze wspólną bazą darmowych post-procesorów dla wielu producentów maszyn.

Autodesk HSM programy CAD CAM

Fundamentem Autodesk HSM jest wysokowydajna obróbka szybkościowa HSM dla zgrubnych operacji skrawania. Wykorzystanie tych strategii gwarantuje stałe obciążenie narzędzia w całym przebiegu operacji poprzez utrzymanie stałego kąta opasania freza w całym przebiegu wygenerowanej ścieżki.

Autodesk HSM obróbka tradycyjna i HSM

Obróbka tradycyjna / Obróbka HSM


Zalety zastosowania strategii HSM to:

  • Usuwanie dużej ilości materiału przy stałym kącie natarcia narzędzi
  • Krótszy czas obróbki dzięki zwiększeniu posuwów i prędkości
  • Stałe obciążenie narzędzia
  • Wydłużenie żywotności narzędzia
  • Wykorzystanie całej krawędzi tnącej narzędzia (>>ap)

Głównym parametrem sterującym obciążeniem narzędzia jest optimal load jego powiązanie z kątem opasania narzędzia przedstawiono na poniższym rysunku.

Autodesk HSM optimal load
Na wartość tego parametru wpływa szereg zmiennych takich jak, typ używanego narzędzia, rodzaj obrabianego materiału, sztywność mocowania, długość samego narzędzia czy jego średnica. W celu szybszego tworzenia ścieżek obróbczych Autodesk HSM oferuje tworzenie szablonów operacji, które dodatkowo mogą być sterowane wartościami parametrycznymi bądź warunkowymi. Aby wprowadzać wartości w postaci wyrażeń wykorzystujących m.in. podstawowe operacje matematyczne należy wybrać klawisz F2 znajdując w wybranej komórce bądź poprzez wybranie opcji edycji wyrażenia znajdującego się pod prawym przyciskiem myszy (PPM).

Autodesk HSM 1
Przy tworzeniu wyrażeń możliwe jest wykorzystanie zarówno samych wartości liczbowych jak i przechwytywanie wartości z innych komórek (parametryzacja). Aby odnaleźć zmienną pod którą przechowywane są wartości jest np. wartość średnicy narzędzia, konieczne jest odszukanie interesującej nas komórki a następnie najechanie na nią kursorem z przytrzymanym klawiszem SHIFT.


Autodesk HSM obróbka
Interesująca nas zmienna opisana jest nazwaną „Parametr Name”. Każda komórka ma przypisaną swoją indywidualną nazwę, która później może być wykorzystana do tworzenia równań parametrycznych. Aby uzależnić wartość parametru optimal load jako procentowa wartość średnicy wybranego narzędzia należy w oknie Expression parametru Optimal load zbudować wyrażenie:

tool_diameter*0,2

Autodesk HSM parametry
Powyższe wyrażenie dla dowolnego narzędzia wskazanego w operacji 2D Adaptive przyjmie wartość optimal load jako 20% średnicy wskazanego narzędzia.

Przy parametryzacji możliwe jest również wykorzystanie funkcji warunkowych. W takich przypadkach warunek logiczny zapisuje się jak pokazano poniżej.

<Warunek logiczny> ? <działanie gdy warunek został spełniony> : <działanie gdy warunek nie został spełniony>

Przykład:

Wyrażenie dla warunku: Dla narzędzia którego średnica jest równa lub mniejsza niż 10 mm parametr optimal load ma wynosić 10% średnicy narzędzia gdy warunek nie jest spełniony (fałsz) wartość optimal load ma wynosić 30% średnicy narzędzia.

tool_diameter <= 10 ? tool_diameter*0.1 : tool_diameter*0.3

Każdą operację jaką użytkownik sparametryzuje według własnych potrzeb może później wykorzystać jako szablon operacji do obróbki różnych części. Aby utworzyć taki szablon należy na przygotowanej operacji w drzewku nacisnąć PPM a następnie wybrać „Store as Template…”. Zapisaną operację jako szablon będzie można w każdej chwili wykorzystać do obróbki dowolnej części poprzez wybranie PPM na ikonie SETUP w drzewku operacji i wskazanie „Create from Template” tak jak pokazano na obrazku poniżej.

Autodesk HSM 2

Praktyczny przykład użycia:

Fazowanie krawędzi jest powszechną operacją wykończenia części. Niejednokrotnie fazowane krawędzie nie są łatwo dostępne i konieczne jest dostosowanie tworzonej operacji tak aby jak najoptymalniej dociąć wybraną krawędź.

Autodesk HSM Fazowanie krawędzi
W opisywanym przykładzie fazowana krawędź została oznaczona kolorem czerwonym, pionowa ściana która występuję na końcach zaznaczonej krawędzi utrudnia dostęp narzędziu przez co fazowanie jest utrudnione. Aby wykonać możliwie jak największą fazę na zaznaczonej krawędzi konieczne jest jak największe „wpuszczenie” narzędzia na głębokości tak aby płaszczyzna fazowania znajdowała się możliwie jak najbliższej podstawy stożka naszego narzędzia (rysunek poniżej).

Autodesk HSM Fazowanie krawędzi 1
Czerwona linia reprezentuje pożądane położenie narzędzia względem fazowanej krawędzi. Takie ułożenie narzędzia ma szereg zalet m. in. większy przekrój w miejscu kontaktu narzędzie-przedmiot to mniejsza szansa na jego uszkodzenie, czy dłuższe podcięcie fazowanej krawędzi bez względu na występujące przeszkody. Takie położenie narzędzia przy fazowaniu powinno być wykorzystywane nie tylko w przypadku trudnodostępnych krawędzi.

Operacja fazowania ma 3 główne parametry zaznaczone i opisane na poniższym zdjęciu. Funkcja Chamfer tip offset pozwala na ustawianie optymalnej głębokości odsadzenia narzędzia względem fazowanej krawędzi (parametr którym chcemy sterować równaniem parametrycznym).

Autodesk HSM Fazowanie krawędzi Chamfer tip offset
W rozpatrywanym przykładzie równanie parametryczne będzie miało za zadanie niezależnie od średnicy wybranego fazownika oraz wartości średnicy ścięcia stożka wyliczyć i wyznaczyć płaszczyznę fazowania przesuniętą zaledwie o 0.1 mm względem podstawy stożka naszego narzędzia (patrz rys wyżej).

Nasze wyrażenie będzie sterować parametrem Chamfer tip offset i wygląda następująco:

(tool_diameter – tool_tipDiameter)/2 – chamferWidth – 0,1 mm

Efekt sparametryzowania parametru chamfer tip offset został przedstawiony poniżej:

Autodesk HSM Fazowanie krawędzi Chamfer tip offset 2
Dla tak zapisanego szablonu fazowania każdorazowo otrzymamy fazę z maksymalnym podcięciem fazowanej krawędzi!