ماشینکاری با کتیا
CATIA Machining
نویسندگان:
مهندس فرهاد نوین، مدیر انجمن کتیای ایران
مهندس امید سجادی مقدم، کارشناس ابزار / مدرس نرم افزارهای ماشینکاری
مقدمه
نرم افزار CATIA نامی شناخته شده در دنیای ساخت و تولید است که در زمینه های طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)، مهندسی (تحلیل) به کمک کامپیوتر (CAE) و تولید به کمک کامپیوتر (CAM) از توانایی های بارزی برخوردار است. امروزه شرکتهای بزرگ و کوچک بسیاری در سطح جهان و از جمله کشورمان ایران، مراحل طراحی و تولید قطعات و محصولات خود را با استفاده از این نرم افزار انجام داده و از قابلیتهای منحصر بفرد آن در زمینه های مختلف طراحی و مدلسازی استفاده میکنند.
از آنجا که بسیاری از این شرکتها نیازمند تولید سریع قطعات و در عین حال استفاده بهینه از ابزارها و ماشین آلات خود برای تولید قطعات با بهترین کیفیت هستند، وجود یک نرم افزار پیشرفته برنامه ریزی عملیات ماشینکاری نیز در کنار یک نرم افزار قدرتمند طراحی، ضروری به نظر میرسد؛ نرم افزاری که بتواند ضمن در اختیار داشتن محیطی کاربردی و ساده، مراحل مختلف برنامه ریزی عملیات ماشینکاری را با سرعت و دقت بالا انجام داده و در نهایت بهترین خروجی (G-code) را برای ماشینهای CNC تهیه کند.
علاوه بر محیطهای طراحی و مدلسازی پیشرفته نرم افزار CATIA، محیطهای ماشینکاری این نرم افزار نیز از امکانات و قابلیتهای شایان توجهی برخوردارند. در چند سال اخیر نرم افزار CATIA در زمینه تولید به کمک کامپیوتر (CAM) از پیشرفت بسیاری برخوردار بوده و هر روز بر تعداد کاربران آن در میان اپراتورهای ماشینهای CNC و علاقه مندان به یادگیری برنامه نویسی عملیات ماشینکاری، افزوده میشود.
محیط ماشینکاری نرم افزار CATIA، از دیروز تا امروز
بر اساس آمارهای بین المللی در میان نرم افزارهای ماشینکاری تولید شده توسط کمپانی های نرم افزاری مختلف در زمینه CAM، شرکت سازنده نرم افزار CATIA (کمپانی Dassault) از محبوبیت بیشتری در قیاس با نرم افزار های مثل Simense NX (کمپانی UGS )، Creo (کمپانی PTC)، Power Mill (کمپانی Delcam) برخوردار است.
میزان محبوبیت نرم افزار های ماشینکاری در جهان
اما چه چیز باعث شده تا ماشینکاری با CATIA در مقایسه با سایر نرم افزارهای ماشینکاری تا این حد در سطح بین المللی مورد استقبال قرار گیرد؟
بی شک یکی از مهمترین دلایل آن وجود محیطهای طراحی و ماشینکاری این نرم افزار در قالب یک مجموعه بهم پیوسته است. بطوری که کاربر میتواند در هر لحظه موقتاً محیط ماشینکاری را ترک کرده و به محیط طراحی برود تا تغییرات مورد نظر را بر روی قطعه ایجاد کند، یا المان طراحی جدیدی (مانند نقطه، خط، سطح، صفحه و ...) برای استفاده در محیط ماشینکاری ایجاد کند. سپس براحتی به محیط ماشینکاری بازگشته و با بروزرسانی پروسه ماشینکاری، تغییرات انجام شده را در برنامه ماشینکاری اعمال نماید. این نقطه ضعف بسیاری از نرم افزارهای ماشینکاری است که فاقد محیط طراحی بوده و کاربر را مجبور میسازند برای اعمال یک تغییر کوچک بر روی قطعه کار، زمان زیادی را صرف کرده و بعضاً مراحل کاری خود را بارها تکرار کنند.
محیط ساده و کاربری آسان برخی نرم افزارهای ماشینکاری موجود در کشورمان باعث شده است تا عده زیادی از کاربران CNC از قابلیتهای گسترده نرم افزار CATIA غافل شوند و سهولت استفاده از چنین نرم افزارهایی را بر مجموعه کاملی از امکانات و توانایی های CATIA ترجیح دهند. مروری اجمالی بر مزایا و قابلیت های این نرم افزار کمک میکند تا ضمن مقایسه آن با سایر نرم افزارهای ماشینکاری، توانایی های CATIA در حوزه ماشینکاری را بهتر بشناسیم.
مزایای استفاده از نرم افزار CATIA در حوزه ماشینکاری
· استفاده از آخرین نسخه بروز رسانی شده و کرک کردن اکثر نرم افزارهای ماشینکاری دشوار و بعضاً غیر ممکن است، اما همیشه آخرین نسخه های نرم افزار CATIA براحتی بر روی سیستم های PC یا LAPTOP نصب و اجرا میشوند. همچنین سازگاری نسخه های جدید نرم افزار با سیستم عامل های 64 بیتی موجب افزایش چشمگیر سرعت محاسبات مسیر حرکت ابزار و افزایش توانایی استخراج جی-کدهایی با حجم بسیار بالا شده است.
· نرم افزار CATIA جزو معدود نرم افزارهایی در زمینه CAM است که تمامی محیطهای تراشکاری، فرزکاری 2.5 محور، 3 محور، 4محور، 5 محور، شبیه سازی، کنترل ابعادی و ... را بطور کامل دارا میباشند. در هر یک از این محیط ها مجموعه ای از ابزارهای کاربردی و متنوع قرار داده شده اند تا کاربر با در اختیار داشتن آنها بتواند براحتی و با صرف زمان کوتاه تر، به هدف خود دست یابد.
· نرم افزار CATIA محیط طراحی و محیط ماشینکاری را همزمان در اختیار کاربر قرار میدهد و میتوان در هر لحظه براحتی به درخت طراحی قطعه کار دسترسی داشته و در صورت نیاز تغییراتی در شکل و ابعاد قطعه کار ایجاد نمود. همچنین نمودار درختی در محیط ماشینکاری به 3 قسمت مجزای پروسه ماشینکاری (Process List)، قطعات و المانهای ماشینکاری (Product List) و ابزارهای ماشینکاری (Resources List) تقسیم شده است که از سردرگمی کاربر حین انجام عملیات مختلف جلوگیری میکند.
· بروزرسانی سریع عملیات انجام شده بعد از اعمال تغییرات بر روی هر یک از قسمتهای برنامه ماشینکاری، براحتی انجام میگیرد. در این مواقع نرم افزار بصورت اتوماتیک تاثیر آنرا بر روی سایر عملیات سنجیده، و در صورت نیاز تغییرات مورد نیاز را اعمال میکند.
· ایجاد مسیر حرکت ابزار به لطف محیط کاملاً بصری نرم افزار براحتی انجام میگیرد. بطوریکه کاربر میتواند پارامترهای مختلف عملیات ماشینکاری مورد نظر خود را بکمک پنجره ها و آیکونهای گویا، براحتی شناسایی کند. وجود چراغهای راهنمایی در کنار هر یک از سربرگها از وضعیت پارامترهای تعریف شده برای تکمیل عملیات ماشینکاری اطلاع میدهد. همچنین وجود علامت سوال (؟) در کنار گزینه های هر ابزار کمک میکند تا با کلیک کردن روی آنها، تصویری شماتیک از تاثیر آن گزینه بر روند ماشینکاری مشاهده شود.
· عملیات ماشینکاری با ابزارهای متنوع بر روی کل قطعه کار یا سطوح تفکیک شده از کل قطعه کار انجام میشود و میتوان مقادیر آفست متفاوت برای سطوح مختلف قطعه کار اعمال نمود.
· انجام عملیات ماشینکاری مجدد (Rework) بر روی قسمتهای ماشینکاری نشده از سطح قطعه کار بکمک استراتژی های متفاوت با ابزارهای متنوع بصورت اتوماتیک انجام میشود.
· کنترل دقیق برخوردها بین ابزار یا هولدر با سطوح قطعه کار و فیکسچرها در هر لحظه ممکن است. بطوریکه نرم افزار بعد از شناسایی محل برخورد، کاربر را از بروز برخورد مطلع نموده و راهکاری مناسب برای جلوگیری از بروز برخورد در آن قسمت ارائه میدهد.
· امکان ویرایش قسمتهای مختلف مسیر حرکت ابزار (Toolpath editing) و انجام عملیات برش، چسباندن، جابجایی، دوران، قرینه سازی و ... (Toolpath modification) بر روی قسمتهای مورد نظر وجود دارد.
· عملیات تعویض ابزار و تعویض محورهای ماشینکاری (در صورت نیاز) در هر مرحله از عملیات ماشینکاری به صورت اتوماتیک توسط نرم افزار برنامه ریزی میشوند.
· پس از پایان عملیات ماشینکاری مورد نظر، امکان آنالیز نتیجه عملیات از لحاظ مقدار ماده خام باقیمانده روی سطوح نهایی قطعه کار و مقدار ماده ماشینکاری شده بیش از حد مجاز وجود دارد. همچنین امکان ابعاد برداری و اندازه گیری قسمتهای مختلف قطعه نهایی ماشینکاری شده وجود دارد تا ضمن مقایسه آن با ابعاد قطعه کار مورد نظر، وضعیت تلرانسی قطعه نیز کنترل شود.
· تهیه خروجی دقیق از پروسه ماشینکاری در غالب استاندارد APT یا NC code برای ماشینهای تراش یا فرز بوسیله موتورهای پردازشگر (Post Processor) از پیش تعریف شده نرم افزار در قالب استاندارهای ICAM,IMS,CENIT امکانپذیر است. میتوان گفت CATIA بانک اطلاعاتی بسیار کاملی از انواع کنترلرهای صنعتی و تجاری رایج در دنیا را بصورت آماده در اختیار دارد. همچنین میتوان کنترلرهای غیر استاندارد و مخصوص را با اعمال تغییراتی روی کنترلرهای پیش فرض مشابه آن ایجاد نموده، و برای گرفتن جی-کد از آنها استفاده کرد.
· کاربر میتواند براحتی از امکانات Copy/Paste برای سازماندهی برنامه ماشینکاری روی نمودار درختی استفاده کند یا ترتیب عملیات انجام شده را با جابجا نمودن آنها روی نمودار درختی تنظیم نماید.
· امکان ساخت کاتالوگ برای مجموعه ابزارها و هولدرهای مورد نیاز کاربر در قالب یک فایل کاتالوگ در بانک اطلاعاتی نرم افزار وجود دارد و فراخوانی سریع ابزارها در زمان نیاز امکانپذیر است.
· محاسبه زمانهای ماشینکاری، زمانهای مرده ماشینکاری و تهیه فهرستی از عملیات ماشینکاری انجام شده و ابزارهای استفاده شده برای ماشینکاری قطعه کار، بهمراه شرح مختصری از استراتژی های بکار رفته و پارامترهای ماشینکاری در قالب یک فایل مستند (Documentation) امکانپذیر است و کاربر میتواند بدینوسیله گزارش کاملی از روند ماشینکاری قطعه کار بصورت مستند در قالب یک فایل HTML در اختیار داشته باشد.
· در تمامی محیطهای فرزکاری نرم افزار، امکان برنامه ریزی عملیات Probing برای کنترل ابعادی قطعه، آفست گیری و اندازه گیری مختصات نقاط مورد نظر وجود دارد و کاربر میتواند براحتی از ابزارهای مختلف و استراتژیهای متنوع Probing برای این منظور استفاده کند.
آشنایی با محیطهای ماشینکاری در نرم‌افزار CATIA
در نرم‌افزار CATIA، محیطهای مربوط به عملیات ماشینکاری در دو مجموعه اصلی قرار گرفته‌اند. مجموعه اول (Machining) شامل محیط های تراشکاری، فرزکاری، ماشینکاری چند محور و ... است که به کمک ابزارهای این مجموعه میتوان عملیات مختلف و متنوعی برای ماشینکاری یک قطعه برنامه‌ریزی و اجرا کرد. مجموعه دوم (Machining Simulation) محیطهای شبیه‌سازی توسط ماشین‌ابزار را در خود جای داده است و به کمک ابزارهای این مجموعه میتوان نمونه‌ای از ماشین ابزار را در نرم‌افزار وارد کرده و به کمک آن عملیات ماشینکاری را شبیه‌سازی نمود.
صفحات سایت