IRT 3000

Sadržaj

Autodesk HSM - CAM alat za upravljanje strojnom obradom u proizvodnji podržanoj računalom

15.10.2018

HSM (eng. High Speed Machining) po svojoj definiciji označava strojnu obradu s većom brzinom okretanja i posmaka uz manju debljinu odvojenih čestica. To rezultira većim brzinama obrade, povećanjem učinkovitosti, točnosti i kvalitete obratka i posljedično, manjim troškovima i skraćenjem vremena obrade. Autodesk HSM je CAM alat koji sadrži strategije namijenjene upravo takvom tipu obrade

181014-S1CAM (eng. Computer-Aided Manufacturing) ili računalom potpomognuta proizvodnja, je sofverska tehnologija koja služi za generiranje programskog koda za računalom upravljani stroj (CNC stroj, eng. Computer Numerical Control) s ciljem postizanja željenog oblika proizvoda, uz defnirane putanje alata s režimima i parametrima za strojnu obradu. Autodesk u svom portfelju posjeduje različite CAM alate poput PowerMill-a, FeatureCAM-a (ranije Delcam), a ovdje je predstavljamo Autodesk HSM.

Autodesk HSM je predstavnik integriranih CAM alata čija je glavna prednost što su objedinjeni s CAD (eng. Computer Aided Design) dijelom sofvera, te se svaka promjena na 3D CAD modelu automatski ažurira i prenosi na CAM. To je pogotovo značajno i korisno u kasnijim fazama izrade proizvoda, kada se uoči potreba za promjenama u trenutku kada je već odrađen veliki dio pripreme za strojnu obradu u sklopu CAM-a.

Autodesk nudi kolekciju sofverskih rješenja za strojarstvo pod nazivom Autodesk Product Design and Manufacturing Collection, u sklopu koje se nalazi i Autodesk HSM. Zanimljivo je da osim što Autodesk HSM može biti instaliran i integriran u Autodeskov vlastiti 3D CAD sofver – Autodesk Inventor (i tada se naziva Inventor HSM, prikazano na slici 1.), moguće ga je instalirati i koristiti i sa Solidworksom (tada se naziva HSMWorks).

Osim što radi s ta dva u svijetu najpoznatija i najraširenija 3D CAD sofverska paketa, Autodesk HSM je integriran kao CAM modul i u Autodeskov sofver najnovije generacije - Fusion 360. Fusion 360 je hibridna desktop/cloud platforma za dizajn, strojarsko projektiranje i simulacije koja dolazi u dvije inačice - Standard i Ultimate. Što se tiče HSM-a, Fusion 360 Standard sadrži strategije za tokarenje i glodanje do tri osi indeksirano i simultano, a Fusion 360 Ultimate sadrži strategije za više-osne obrade, četiri i pet osi indeksirano i simultano.

Treba istaknuti i kako HSM ima svoju besplatnu, samim time svima dostupnu, inačicu HSM Express za Inventor i Solidworks, koja sadrži strategije indeksirane troosne obrade (2+1).

Podjela CNC strojeva i broj osi

Klasična podjela strojeva za strojnu obradu je na strojeve za tokarenje i glodanje. Kod tokarenja se alat primiče obratku koji rotira i koji je najčešće cilindričnog oblika, a na taj način se odstranjuje višak materijala radi postizanja željenog oblika. Kod glodanja alat rotira i svojim progresivnim pomicanjem odstranjuje višak materijala s obratka koji je najčešće u obliku bloka. Uz ovakvu klasičnu podjelu, postoje i strojevi koji predstavljaju kombinaciju tokarenja i glodanja i oni kombiniraju oba načina strojne obrade. Tako uz glodanje postoji mogućnost rotiranja obratka ili uz tokarenje postoji mogućnost rotiranja alata za obradu.

Kako je zastupljenost glodanja kao strojne obrade najveća i na nju otpada oko 80% ukupne strojne obrade, tu postoji najviše različitih konfguracija strojeva, a strojevi se isto tako dijele ovisno o broju osi koje se mogu koristiti za gibanje i koliko se osi može gibati istovremeno - simultano. Osnovna podjela po broju osi (prikazano i na slici 2.):
• 2D - dvije osi uz manualno postavljanje dubine
• 2.5D (2+1) - troosno indeksirano gibanje, gibanje u dvije horizontalne osi istovremeno, a visina se podešava samostalno
• 3D - troosno simultano gibanje, gdje se gibanje u dvije horizontalne i jednom vertikalnom osi može odvijati istovremeno
• 3+1 - četveroosno indeksirano gibanje, gibanje u tri osi se može odvijati istovremeno, dok se za četvrtu os, rotacijsku os, gibanje mora odvijati samostalno
• 4 osi simultano - gibanje u sve četiri osi istovremeno
• 3+2 - petosno indeksirano gibanje, gibanje u tri osi koje su najčešće translacijske je istovremeno, dok se gibanje u preostale dvije osi, koje su najčešće rotacijske, odvija samostalno
• 5 osi simultano - gibanje u svih 5 osi istovremeno, ujedno i najsloženiji način obrade

Autodesk HSM podržava sve izvedbe strojeva za obradu: glodanje, tokarenje, strojeve koji kombiniraju tokarenje i glodanje, indeksiranu i simultanu obradu od tri do pet osi. Također, Autodesk HSM podržava i obrade rezanja (laser, plazma, voda) i omogućuje generiranje programa obrade i za takav tip CNC strojeva.

Strategije obrade, adaptivno čišćenje (eng. Adaptive Clearing)

Odabir strategija obrade je odabir načina na koji će se izvoditi obrada, defniranje operacija i njihovog redoslijeda kako bi se postigao željeni oblik proizvoda. Autodesk HSM nudi različite strategije obrade koje mogu zadovoljiti potrebe u postizanju najslo- ženijih oblika.

Dostupne strategije za indeksiranu troosnu obradu glodanjem (2+1) su: adaptivno čišćenje (eng. Adaptive Clearing), poravnavanje, izrada džepova, proflno glodanje i praćenje kontura, graviranje, izrada skošenja i izrada utora, te ciklusi bušenja, izrade provrta, urezivanja i narezivanja navoja.

Strategije troosne simultane obrade su: 3D adaptivno čišćenje (eng. Adaptive Clearing), izrada džepova promjenjive dubine, horizontalna, konturna i paralelna strategija obrade, strategija precizne fne obrade poput olovke (eng. Pencil), strategija konstantnog razmaka između prolaza, radijalna, spiralna i prilagođena spiralna strategija (eng. Morphed spiral).

Za višeosnu obradu dostupne su strategije: višeosna konturna strategija, te flow i swarf strategije.

Strategije tokarenja: proflno tokarenje, tokarenje utora, poravnavanje čeone površine, tokarenje skošenja i navoja te rezanje, a sve to uz mogućnost defniranja prebacivanja stegnutog sirovca ili poluproizvoda iz jedne stezne glave na drugu kada tokarski stroj ima tu mogućnost.

Adaptivno čišćenje (eng. Adaptive Clearing) je strategija koja može biti troosno indeksirana ili troosno simultana, a radi se o gruboj obradi odstranjivanja viška materijala unutar defnirane geometrije. Ova strategija se razlikuje od tradicionalnih strategija grube obrade na način da izbjegava obradu punim promjerom glodala vodeći računa o kutu alata u zahvatu (TEA), a isto tako teži postizanju konstantno jednakog i optimalnog opterećenja na alatu, bilo da se radi o vretenastom glodalu s ravnim čelom ili kuglastom glodalu. Progresivnim odstranjivanjem materijala, uz osiguranje konstantnih uvjeta opterećenja tokom obrade, postiže se ujednačeno i stabilno opterećenje alata. Rezultat toga je mogućnost značajnog povećanja posmične brzine, što može uštedjeti i do 40% vremena strojne obrade, osigurati bolju kvalitetu obrade površine i manju potrošnju alata.

Značajne funkcionalnosti i dostupnost baze gotovih post procesora

Autodesk HSM ima još neke korisne funkcionalnosti koje pomažu prilikom CAM programiranja. Tu spada opcija obrade zaostataka (eng. Rest Machinig), Probing funkcionalnost za orijentaciju i verifkaciju pozicioniranja, mogućnost kontrole nagiba alata na površinu (eng. Slope Based Machining), te automatsko prepoznavanje i izbjegavanje kolizije alata i držača s obratkom ili defniranim steznim elementima i paknama.

HSM sadrži besplatan CNC editor, za pregled i prepravke generiranog koda obrade uz mogućnost direktnog povezivanja i prijenosa tog koda na CNC stroj.

Također, sadrži i automatsko generiranje izvještaja o stezanju: radne točke, alati, strategije, operacije, režimi obrade... HSM ima i standardnu mogućnost simulacije i verifkacije obrade, te opciju izrade predložaka strategija sa defniranim alatima, režimima i parametrima, gdje je potrebno samo defnirati geometriju za obradu.

Autodesk svojim korisnicima nudi bazu već gotovih HSM post procesora za najčešće korištene strojeve i upravljačke jedinice (prikazano na slici 7.). Baza post procesora se redovito ažurira i nadopunjava, a pristup i preuzimanje dostupnih post procesora je slobodan svima i nalazi se web lokaciji: https://cam.autodesk.com/hsmposts.

Kako je post procesor jako važan, jer on omogućuje da se sve ono što se za obradu defnira u CAM sofveru ispravno prebaci u programski kod razumljiv upravljačkoj jedinici stroja, treba biti na oprezu i prije korištenja u redovnoj proizvodnji dobro testirati i provjeriti preuzeti post procesor.

Ako je potrebno doraditi ili izraditi potpuno novi post procesor, preporučljivo je zatražiti pomoć stručnjaka. Djelatnici tvrtke PRIOR inženjering, koja je Autodesk Gold partner, te Autodeskov autorizirani edukacijski i certifkacijski centar, sa svojim znanjem i iskustvom uvijek mogu pomoći u doradi postojećih ili izradi novih post procesora kao i u ostalim segmentima projektiranja i proizvodnje.

Zaključak

Autodesk HSM je nova generacija CAM sofvera, napravljen iz temelja kako bi radio integriran u sklopu 3D CAD alata (Inventor, Solidworks i Fusion 360), čime nudi logični slijed od parametarskog dizajniranja prema proizvodnji, a sve u sklopu jednog sofverskog okruženja. S obzirom da se radno okruženje, grafčko sučelje, ne mijenja previše u odnosu na CAD, korisnici su u mogućnosti vrlo brzo savladati CAM alat, te kreirati putanje alata i strategije obrade. Nema podjele na module i jedan paket objedinjuje sve funkcionalnosti od rezanja, tokarenja i glodanja do 5 osi simultane obrade, dok je besplatni paket koji sadrži samo indeksiranu troosnu obradu (2+1), namijenjen manje zahtjevnim potrebama proizvodnje, kao i za testiranje.

Uz sve mogućnosti i funkcionalnosti koje Autodesk HSM nudi, veliku bazu gotovih post procesora dostupnu svima, te intuitivno i korisniku prilagođeno sučelje, svaki korisnik može u relativno kratkom vremenu postati funkcionalan i operabilan s CAM sofverom i tako jednostavnije doći do krajnjeg cilja - brže proizvodnje.

Ivan Radoš, mag.ing.mech., PRIOR inženjering d.o.o.

ar©tur 2021