В отечественном машиностроении для подготовки управляющих программ на станках с ЧПУ широко используется система геометрического моделирования и программирования обработки ГеММа-3D. Данная система предназначена для создания управляющих программ обработки сложных деталей, изготавливаемых с помощью точения, фрезерования, сверления, электроэрозионной резки и гравировки.
Задание плоских контуров и поверхностей выполняется с помощью встроенных геометрических 2D- и 3D-редакторов. В качестве элементов контура могут использоваться отрезок, дуга, окружность, участок эллипса, архимедовой спирали или эвольвенты, кривая второго порядка и сплайн. Сервисные средства 2D-редактора позволяют выполнять вспомогательные построения, задавать команды сдвига, поворота, масштабирования, зеркального отображения, автоматически строить скругления и эквидистантные контуры.
Средства геометрического 3D-редактора обеспечивают построение пространственных кривых, линейчатых поверхностей и поверхностей вращения. 3D-редактор имеет набор сервисных команд для редактирования геометрических данных и управления изображением (выбор любой проекции, поворот, масштабирование и др.). Геометрический редактор системы ГeMMА-3D также используется для дополнения математической модели детали специальными технологическими элементами (ограничения зон обработки, поверхности безопасности для подвода и отвода инструмента, технологические сопряжения).
После задания геометрии обрабатываемых поверхностей и участков подхода-отхода технолог указывает необходимый режущий инструмент и технологические режимы обработки. Система формирует траекторию движения инструмента и управляющую программу для выбранной модели системы ЧПУ и станка. Траекторию можно просмотреть на экране в режиме графического контроля. Управляющая программа выводится на перфоратор через устройство сопряжения.
Черновая обработка может выполняться послойно со снятием материала заготовки по эквидистантной траектории движения инструмента. Для получистовой и чистовой обработки возможно движение инструмента в параллельных плоскостях с фиксацией направления в одной из станочных координат, по траектории типа "петля" или "змейка", внутри области, определенной некоторой границей или по предварительно подготовленному оператором шаблону. Траектории движения инструмента могут строиться с односторонним подходом и переходом на безопасной высоте к началу следующего прохода. Длины участков подхода и отхода инструмента, их направления в начале и конце рабочих проходов, а также в заданных точках на поверхности и пространстве могут определяться автоматически или задаваться пользователем. Программирование обработки может выполняться в произвольной системе координат. Имеются специальные средства для привязки программы к детали и системе координат станка.
Завершающей операцией, обеспечиваемой системой ГеММА-3D является программирование измерений изготовленной детали на программируемой контрольно-измерительной машине. По результатам измерений, на основе сопоставления с исходной математической моделью формируется заключение о годности детали.
ГЕММА-3D включает широкий набор постпроцессоров для большинства отечественных и зарубежных систем ЧПУ. В состав системы входит библиотека из 70 постпроцессоров в исходных текстах (FANUC, BOCSH, CNC-600, Sinumeric, 2C42, H33, 2M42-65 и др.), а также универсальный постпроцессор, позволяющий дорабатывать готовые и создавать новые постпроцессоры. Общая структура системы представлена на рис. 6.4.
Рис. 6.4. Структура системы ГеММа-3D
Система ГеММА-3D может быть использована в современном автоматизированном производстве в следующих вариантах:
1. Для создания автоматизированных рабочих мест (АРМ) технологов-программистов для станков с ЧПУ;
2. Для создания рабочего места метролога, контролирующего точность изготовления деталей по результатам измерений на программируемой контрольно-измерительной машине.
3. Как автономная автоматизированная система геометрического моделирования и программирования УП, в которой осуществляется построение математических моделей по чертежам деталей;
4. Как цеховая система хранения и коррекции УП для станков с ЧПУ.
Сложность математических моделей деталей формируемых в системе ГеММА-3D и достаточно большой объем управляющих программ, обусловили необходимость ее интеграции с оборудованием с ЧПУ. Программное обеспечение ГеММА-3D, наряду с возможностью вывода информации на перфоленту или записи УП на гибкий магнитный диск комплектуется программно-техническими средствами подключения станков с ЧПУ непосредственно к персональной ЭВМ. Станки могут быть соединены с ЭВМ, включённой в локальную сеть с рабочими местами технологов-программистов.
Для эффективной работы станочного оборудования с ЧПУ в условиях автоматизированных участков и цехов разработана система ГеММА-DNC. ГеММА-DNC – это система распределенного числового программного управления, предусматривающая ведение архива управляющих программ на центральной ЭВМ и передачу рабочих УП непосредственно в УЧПУ станка. Передача УП из архива на любой из группы включенных в систему станков ведется по проводным линиям связи по запросу, формируемому оператором конкретного станка. Основными функциональными возможностями данной системы являются:
1. Ведение на центральной ЭВМ архива УП;
2. Подключение к центральной ЭВМ по проводным линиям связи (на расстояния до 500...1000 метров группы станков с различными типами систем ЧПУ (Н33, Н22, 2С42, НЦ-31, Vector, CNC-600, Bosch, Fanuc);
3. Подключение к одному последовательному порту микроЭВМ до 28 станков;
4. Хранение в памяти контроллеров УЧПУ станков от 1 до 16 УП (объем выделенной памяти до 512 Кбайт) с возможностью их воспроизведения в любой последовательности;
5. Сохранение УП в памяти контроллера УЧПУ при отключении питания;
6. Индикация процесса передачи данных и контроль качества передаваемой информации.