Бюлетин

Анкета

Mastercam алгоритми: Мощ под похлупак.

При закупуване на CAM програма е важно да се погледне отвъд инструменталния път като възможности от опции, GUIs и библиотеки, за да се уверите, че алгоритмите могат да ви отведат на разстояние напред помагайки на Вашата работа.

от Уилям Bentrup

Последният път, когато посетих една автомобилна изложбена зала, бях поразен от факта, че търговците не се интересуваха от това, какво има под капака на колата. Забелязали ли сте?

Изглежда, че какво е под капака е отделен въпрос, който може да ви отклони от закупуване на автомобил. В крайна сметка, може да търсите безопасни и рентабилни за транспортиране средства за добрия ви вкус и икономически ви статус.

Подобно на автомобили, CAM софтуера ще ви преведе от точка А до точка Б в своя производствен процес с различна степен на плавност, прецизност, бързина и безопасност (за вашата апаратура и продукти), в зависимост от модела. Ако исках да ви продам CAM система днес, то аз мога да ви дам всички функционалности: библиотеки, опции на инструменталния път, графичен потребителски интерфейс и т.н., които ще допринесат за вашия потребителски CAM опит, но все пак вие няма да узнаете какво се крие под "капака".

Но вместо да ви продам CAM система, бих искал да подчертая нещо елементарно за CAM софтуера, така че ще можете да търсите в правилната посока. Какво ще намерите е доста относително за това, дали продуктът ще отговаря на вашите нужди и днес, и за години напред, това са алгоритмите.

Рецепти за успех с ЦПУ

Там има голямо море от числа - математически функции, които са организирани в групи, които служат за рецепти, указващи на CAM системата, как и какво тя трябва да извърши по всичките различни функции. Модерната система CAM има стотици алгоритми - големи и малки.

Преди (вляво) и след (вдясно) уточнение на пътя на инструмента. В 3D пътя на инструменталния се пречиства използвайки се алгоритъма в Mastercam X4, позволяващ ненадминат контрол върху повърхността на пътя, в резултат на което се оптимизират циклите и чистите обработки.

Алгоритми управляват всяка фаза на CAM от чистия импорт на произволен брой на CAD модели до планиране на крайния процес на постпроцесиране на ЦПУ програми за ефективно производство на специфично оборудване. Разбира се, алгоритмите привличат най-голям интерес от производствените инженери. Грижата, с които са създадени тези алгоритми, има пряко влияние върху способността да отговарят на допустимите отклонения и машинни-пропускателни цели, отговори на всички важни въпроси: Мога ли да си свърша работата? И ако е така, ще бъда ли печеливш?

Някои алгоритми са доста прости - 2D зигзаг. Алгоритъмът може да бъде кратък, с участието само на няколко стъпки и с бърз път за изчисление. А три осния алгоритъм може би също е сравнително прост, той може да бъде и 2D модел проектиран по инструменталната ос с вдигане по Z. Проекцията стъпка по Z може да добави към движението на инструмента допълнително време за изчисление, особено ако са включени много повърхности или твърдотелни лица. А три осния алгоритъм може да бъде сложен, ако 3D фазата наистина се изчислява в 3D (а трябва да се получат максимална гладкост). И пет осните алгоритми обикновено разполагат с цялата сложност на три осните такива, но изискват повече време за работа, като върха на инструмента и инструменталната ос се променят от място на място. Това са само градивни елементи - алгоритми, за редица авангардни груби и довършителни стратегии.

Нова тенденция в инструменталните алгоритми е в посока, да се даде тласък за развитие, така че да се възползваме от многопроцесорните машини, които се появиха напоследък. Един от начините да се използват няколко процесора е да стартирате стари алгоритми за един процесор в отделна нишка зад кулисите. Това оставя на потребителя свободата да продължат да работят, докато програмата се изчислява. Друг начин да се използват няколко процесора е промяна на алгоритъма, така че някои стъпки да могат да се изчисляват едновременно. Следващата стъпка в рецептата ни чака.

 Нарастващата сложност

Като софтуерен инженер, прекарвам голяма част от живота си в разработването на тези алгоритми, правейки възможно много от тях заедно да изпълняват специфични функции за обработка и след тестването им да се види дали те действително вършат това, което е било предвидено. Също така трябва да се уверите, че тези алгоритми, играят добре с безброй източници на данни, както и други алгоритми, с които те трябва да си взаимодействат. В CNC Software, Inc от Tolland, CT, още 34 души работят, за да създадът алгоритми за Mastercam.

Алгоритмите, които пишем, трябва да са гъвкави, така че да могат да бъдат използвани отново и отново в най-различни начини. Те стават градивните елементи за функционалността на CAM и за в бъдеще. Голямо внимание трябва да се отдели за това, ефекта да се получи от първия път, защото в противен случай всяка неточност ще има дългосрочни последици. В резултат на това, създаването на полезни алгоритми, може да бъде много спестяващо от към време. На пример, Mastercam алгоритъм за генериране на подобрена финишна обработка на повърхност, може да се развива почти една година.

Времето за развитие на алгоритмите може да се увеличи, когато повече променливи, са добавени към списъка на съставните. Това е честа практика за сегашните NC алгоритми. Алгоритмите за рязане сега се разгледат в аспектите на машината (брой на зъбите, дължина на инструмента/държача, специални подходи при тороидални фрези и т.н.), както и в аспектите на материала (за управление на подаването и скорости, а също и за контрол на стружката). Тези алгоритми също така позволяват на потребителите да определят една стъпака за наклонени повърхнини и друга за вдлъбнатите места.

Алгоритмите днес започват да управляват натоварване на материал върху инструмента, облекчаване прехода към пълно натоварване и изграждане на режещите пасове въз основа на материала, а не само като част от формата. NC алгоритмите сега също така, разглеждат и динамиката на машината. Малки, но важни промени, могат да се направят, за да се помогне на машината да променя посоката по-постепенно и да се движи по-плавно като цяло.

Добрата новина за мен е, че ако продължавам да си върша работата добре, има изглежда добра възможност за развитие на работните места в областта на CAM софтуерните алгоритми. Докато моята компания, току-що пусна последната версия на софтуера си, моите колеги и аз сме вече правим изпитания на алгоритмите за следващата версия. Работата, която ние правим днес, ще трябва да съвпада с пътна карта за продукта, която е за най-малко пет години напред.

Какво означава това за Вас?

Макар и да не ми пука за сигурността на работното ви място, трябва да разберете алгоритмите зад производствния софтуер. Ето три причини: 

1 Всички алгоритми са еднакви. Повечето CAM системи имат сходни функции, но в ежедневна им употреба не можете да ги различите. Например, някои алгоритми като пътните карти, показват само главните пътни артерии, а останалите, които другите функции също улеснят на пътуванията на всички, но по страничните улици. Последните дават на потребителите гъвкавостта да променят или обменят стратегии, необходими, за да отговорят на своите специфични изисквания за производство.

2 CAM системите на утрешния ден са изградени върху плещите на CAM системите, които са в употреба днес. Ако вашият CAM доставчик не прави значителни инвестиции за развитие на алгоритмите, подобряване на функционалността, то той ще трябва да остане не конкурентоспособни.

3 В сравнение с CAD софтуерите, които са относително зрели, CAM софтуера е все още нова технология. Така че не се вижда нищо все още нищо не значи. Може би сте разочаровани, тъй като специалните функции все още трябва да се материализират. Ако е възможно и си заслужава да правите, можете да се обзаложите, че някои разработчик на CAM там, вероятно работи под капака по някоя нова функционалност и има план за стартиране на алгоритми, веднага след като се убеди, че те са надеждни. Разберете кой е той и хвърлете един поглед над рамото му.