В іншому режимі фреза рухається довільно. Час розрахунку виходить більше, але гарантується якість обробки, оскільки фреза обходить по контуру навколо кожного провідника. Програма візуалізації обробки, що входить в комплект, покаже і зображення траєкторії фрези, і вид друкованої плати після обробки.

Як і всі програми "Сударушка", модуль для обробки друкованих плат може працювати в DOS і розрахований на використання старих комп'ютерів. Для обробки плати розміром 100 на 200 мм бажано мати хоча б 4 мегабайта пам'яті і драйвер розширеної пам'яті типу EMM386. Однак і це не обов'язково. Для будь-якої плати можна розрахувати програму обробки по частинах на комп'ютері з процесором 286 без додаткової пам'яті. Здавалося б, це зайве. Адже організація, здатна придбати верстат, може собі дозволити мати хороший комп'ютер.

Тим не менш, багато підприємств мають верстати, на яких можна фрезерувати друковані плати, і для роботи з ними використовуються не дуже потужні комп'ютери. Саме на них і орієнтована "Сударушка", яка, як уже зазначалося, є універсальною системою для фрезерної обробки, і її різні модулі забезпечують не лише виготовлення друкованих плат, але і фрезерування плоских і корпусних деталей, гравіювання, обробку штампів і прес-форм і інші види робіт на верстатах з числовим програмним управлінням.

3.1.2 Підготовка керуючих програм для верстатів з ЧПК

Система автоматизованого проектування Сударушка - одна з найпростіших САПР для розробки креслень. Але крім креслярського модуля в ній є і кошти для підготовки керуючих програм для токарних і фрезерних верстатів з ЧПК. Різні модулі Сударушка забезпечують плоску, трьохкоординатний об'ємну і пятікоордінатную фрезерну обробку, а також гравірування на площині і на поверхні обертання, що дозволяє використовувати Сударушка для широкого кола завдань.

Вважається, що близько 80% всіх деталей можуть бути оброблені з використанням 2,5-координатної системи, яка забезпечує робоче переміщення інструменту в площинах, паралельних площині столу верстата. Для деталей, що не вимагають більш складної обробки, призначений фрезерний модуль Сударушка, що працює разом з креслярським модулем системи.

Фрезерний модуль реалізує той же підхід до використання САПР, що і креслярський модуль Сударушка. Він забезпечує набір простих функцій, яких достатньо для потреб виробництва, і робить це за доступну ціну, порівнянну з місячною зарплатою інженера.

Сударушка пропонує технологу наступні функції: переміщення фрези по точках, обробку контура, вибірку кишені, свердління, копіювання фрагментів траєкторії, вставку в керуючу програму коментарів, а також команд, безпосередньо виконуваних верстатом. Крім того, в системі є функції для обробки лінійчатих поверхонь, поверхонь обертання і для гравіювання нескладного рельєфу.

Для підготовки керуючої програми потрібно мати плоске зображення деталі в тому положенні, в якому вона буде стояти на верстаті. Його можна або взяти з креслення, підготовленого хоч у Сударушка, хоч у будь-який іншій системі, або побудувати, використовуючи стандартні графічні засоби, що входять в модуль.

Обробка ведеться в робочій площині, для якої потрібно задати координату Z. Робоча площина може бути і похилої. Для цього потрібно ввести координати Z трьох довільних точок, що лежать у площині. Фреза може бути циліндричної з довільним радіусом заокруглення, і при всіх переміщеннях вона буде стосуватися робочої площини. Це дозволяє обробляти кишені з похилим дном і обрізати похилі ребра.

Крім робочої площині задається площину відводу, в якій здійснюються всі переміщення на холостому ходу, і площину зазору, яка повинна бути трохи вище заготовки. Для обробки можна ввести швидкість робочого і холостого ходу, команду включення шпинделя і координати вихідної точки.

Працюючи з системою, технолог формує траєкторію фрези. Лінія переміщення центру фрези відображається на екрані, а відповідні фрагменти керуючої програми відразу виводяться у файл. Зображення деталі плоске, а зображення траєкторії - просторове, і його можна повертати і бачити в аксонометрії.

Перед формуванням кожного фрагмента траєкторії задається спосіб підведення фрези - вертикально, похило або змійкою із заданим кутом врізання.

Переміщення фрези по точках - найпростіший спосіб обробки. На екран виводиться курсор із зображенням фрези, і технолог може вказати точки, через які має пройти фреза. У кожній точці можна задати висоту положення фрези. Цей спосіб призначений для грубої обробки і для обрізки косих ребер.

Для обробки контуру потрібно вказати лінії, які його утворюють, сторону, з якої повинна пройти фреза, і припуск. Задається також напрямок обходу і спосіб підведення фрези. Контур може оброблятися за кілька проходів з різними припущеннями.

Вибірка кишені здійснюється змійкою - рухом фрези вздовж паралельних прямих. Потрібно вказати лінії, що утворюють контур кишені, напрямок і крок проходів фрези. Задається припуск і спосіб підведення фрези. Дно кишені може бути горизонтальною або похилою площиною. Карман може містити в собі необроблювані острова, але при обробці кишені з островами буває зручніше розбити його на декілька частин, що не містять островів.

Для свердління потрібно вказати точки отворів. У цих точках спочатку здійснюється засвердлювання на невелику глибину (якщо воно не потрібно, то від нього можна відмовитися), а потім здійснюється цикл глибокого свердління в кілька проходів.

Щоб обробити кількох однакових ділянок деталі, можна спочатку обробити один з них, а потім скопіювати траєкторію фрези. Це робиться просто: відобразивши траєкторію в аксонометрії, потрібно курсором вказати точку початку і точку кінця копируемого фрагмента траєкторії, а потім задати спосіб копіювання - зсув, поворот або дзеркальне відображення.

Фрагменти керуючої програми виводяться у файл у міру виклику в системі тих або інших функцій формування траєкторії. У будь-який момент технолог може вивести в файл довільний коментар. Крім того, у файл можна вивести будь-яку команду в такому вигляді, в якому вона повинна бути введена в верстат, наприклад, команду зміни інструменту, зміни частоти обертання шпинделя, тимчасового зупинення і т.п.

У системі є функції, що забезпечують не тільки 2,5-координатну обробку. Сударушка створювалася для виготовлення авіаційних деталей, в яких часто зустрічаються елементи типу поясів нервюр і шпангоутів, що виходять на зовнішню поверхню літака. На деталі такий елемент - лінійчата поверхня, задана двома горизонтальними перерізами. Для її обробки потрібно вказати ці перетини, задати їх висоти, ввести число проходів і припуск.

Також у Сударушка можна обробити поверхню обертання з горизонтальною або похилою віссю. При цьому модель поверхні не створюється. Технолог повинен побудувати твірну поверхні, вказати вісь і задати кут нахилу осі від горизонтальної площини. Буде оброблена частина поверхні, що лежить вище робочої площини (горизонтальної або похилої).

У Сударушка можна отгравіровать поверхню, утворену з декількох контурів, лежашіх на різних висотах. Для кожного контуру потрібно задати зсув по Z щодо зовнішньої для нього поверхні. Вважається, що деталь обробляється циліндричної фрезою, підйом і опускання на кордонах - вертикальні. За рахунок спеціальної заточення фрези можна отримати зкруглення крайок рельєфу. Обробка ведеться паралельними рядками з заданим кроком, кутом нахилу і припуском. Крім того, для кожного контуру робиться чистової обхід зовні або зсередини. Це реалізовано в описуваному тут модулі, але в Сударушка також є спеціальний гравірувальний модуль з більш багатими можливостями.

Керуюча програма формується у вигляді файлу на мові АПТ. У файл виводяться координати центру фрези. Для обробки криволінійних контурів використовується лінійна інтерполяція. Постпроцесор, перетворюючи керуючу програму в команди найбільш поширених вітчизняних та імпортних верстатів, може замінити лінійну інтерполяцію при обробці дуг кіл на кругову інтерполяцію.

У токарному модулі Сударушка реалізований найпростіший спосіб підготовки програм для токарної обробки: технолог формує курсор у вигляді зображення різця і переміщує його (за допомогою миші і керуючих клавіш), відзначаючи точки, через які повинен пройти різець для обробки деталі. Крім того, реалізований багатопрохідний цикл обробки із стружкодробління. Матеріал віддаляється в зоні кута, заданого двома відрізками. Різець рухається паралельно першому відрізку до перетину з другим відрізком. На кожному проході різець кілька разів переміщується на задану величину і зміщується в зворотному напрямку для стружкодробління. Траєкторія різця виводиться у файл у вигляді програми на мові АПТ, що дозволяє виводити її на будь-верстати, використовуючи наявні на заводах постпроцесори. У комплект поставки входить постпроцесор для найбільш поширених верстатів. Положення різця, доступність зон деталі і глибина різання контролюються по зображенню на екрані. Токарний модуль поширюється вільно.

У тому, що тут описано, немає нічого особливого - все це реалізовано і в інших, більш потужних і більш дорогих системах. Сударушка пропонує технологу просте виконання тих операцій, які зустрічаються практично щодня, майже на кожній деталі. А для більш складних робіт є інші модулі Сударушка, які дозволяють фрезерувати поверхні деталей довільної форми, гравірувати плоскі і рельєфні зображення, обробляти деталі штампів, прес-форм та іншої об'ємної оснащення.

3.1.3 Моделювання фрезерної обробки

При підготовці керуючої програми для верстата з ЧПУ на певному етапі виникає необхідність його перевірки. Програма не завжди виходить правильної з першого разу, оскільки ніхто не застрахований від помилок, особливо при ручному програмуванні, якщо ж використовується будь-яка система для підготовки керуючих програм, то можливостей зробити помилку стає менше, але вони, тим не менш, залишаються. Остаточна перевірка робиться на верстаті, коли фреза або ходить по повітрю, або обробляє макет деталі з дерева. Така перевірка - тривалий і дорогий процес, тому бажано мати будь-які засоби для контролю програми до виходу на верстат.

Інша проблема виникає при зберіганні керуючих програм. Якщо спеціально не займатися веденням архіву, то через деякий час буває важко згадати, яку деталь обробляє та чи інша програма. Також необхідний контроль і при отриманні програм з інших підрозділів і організацій, причому програми можуть бути підготовлені для верстатів з різними стійками ЧПУ.

У системі автоматизованого проектування "Сударушка" реалізовані різні способи фрезерної обробки. Це 2,5-координатна обробка плоских і корпусних деталей, трьох-і пятікоордінатная обробка складних поверхонь, гравіювання на площині і на довільній поверхні обертання, рельєфна фрезерна обробка. Є в системі і засоби контролю керуючих програм, як прості, так і більш складні.

Найпростіший спосіб проконтролювати керуючу програму - це за допомогою спеціальної програми подивитися на екрані комп'ютера, як буде виглядати траєкторія фрези. Траєкторія зображується як набір просторових ліній, які можна повертати, зрушувати, наближати і розглядати в будь-якій проекції і масштаб. Цього достатньо для перегляду наявних в архіві файлів і для виявлення явних помилок, але розгледіти в переплетенні ліній всі дефекти буває важко. Зазвичай збій програми порушує певні закономірності, характерні для більшості траєкторій. Програма аналізує траєкторію і виділяє такі ділянки іншим кольором. Часто буває досить уважніше розглянути ці місця, щоб зрозуміти, дефекти це, або просто відрізняються від інших ділянки траєкторії.

Більш надійний, але і більш складний спосіб перевірки керуючої програми реалізований в "Сударушка" у програмі, що моделює процес фрезерування. Маючи керуючу програму для фрезерного верстата, можна побачити, як буде виглядати деталь після обробки. На просторової моделі буде видно всі дефекти, місця врізів, необроблені ділянки, гребінці та інші особливості деталі.

3.2 Система САПР-ЧПУ

САПР-ЧПУ - універсальна система автоматизованого проектування охоплює підготовку керуючих програм для 2 і 2.5 координатної обробки для всіх моделей верстатів з ЧПК і обробних центрів (включаючи токарну і фрезерну обробку, плазморезку і електроеррозію) на базі ПЕОМ PC-IBM.

САПР-ЧПУ забезпечує 100% сумісність з попередніми версіями - САП-ЄС, САП-СМ4, САП-ПК. Дані про геометрію і технології виготовлення деталі вводяться в ПЕОМ за допомогою мовного опису або інтерактивного графічного введення, а також у режимі "наскрізного проектування", з використанням файлів-креслень, підготовлених системою "AUTOCAD". Наявний макроаппарат препроцесора і бібліотека макропроцедури дозволяють програмувати гравірування шрифтів (пуансон, матриця, трафарет), виготовлення інструменту, зубчастих коліс, а також елементи тривимірної обробки, що складаються з математично заданих поверхонь (сфера, циліндр, конус, еліпсоїд, і т.п.) . Також реалізований автоматичний розрахунок еквідістанти за схемами "Спіраль", "Зигзаг" при фрезеруванні кишень будь-якої форми з перешкодами, "Петля" - при точінні, підрізуванні, розточенні, включаючи тіньові зони. Забезпечено графічний контроль програмованої геометрії і траєкторії руху інструменту, тривимірне твердотільне моделювання процесу обробки деталі. Багатокоординатних (до 5-ти координат) інваріантний постпроцесор САПР-ЧПУ налаштовується на інформаційний код комплексу "верстат-система ЧПУ" за допомогою паспорта (анкети), що описує індивідуальні характеристики конкретного комплексу. Паспорт складається протягом 2-8 годин технологом, вивчив відповідний комплекс і методику підготовки УП. Інваріантний постпроцесор дозволяє на 100% задовольнити вимогам методики підготовки УП, що додається до конкретного комплексу, включаючи моделювання стандартних і індивідуальних верстатних підпрограм, автоціклов з графічним відображенням на дисплеї (принтері / плоттері) траєкторії руху інструменту і розрахунком машинного часу. Макромова постпроцессора дозволяє технологу самостійно нарощувати і змінювати функції інваріантного постпроцессора без звернення до розробників або програмістам.

Система САПР-ЧПУ різних версій в період 1989 - 2002 впроваджена більш ніж на 260 підприємствах Росії та СНД (близько 700 інсталяцій).

Висновки

У сучасних умовах розробка топології друкованої плати та її підготовка до виробництва виконуються, як правило, різними спеціалістами: конструкторами і технологами. Їх інтереси часто суперечливі: конструктор звичайно прагне до максимальної щільності монтажу, технолог ж змушений враховувати можливості реального виробництва та проводити технологічну правку вихідної топології, як правило, кілька загрубляя її.

Найчастіше компроміс дається не просто. Опитування Британських виробників друкованих плат показав, що в числі своїх основних проблем вони бачать занадто малі розміри "провідник-зазор" (52%) і погане взаєморозуміння з розробниками (30%).

Одна з умов та основних переваг наскрізний САПР полягає в безперервній "технологічному ланцюжку" від задуму конструкції до готового виробу. Не повинно бути "виняткових" ланок з неавтоматизованої технологією. Систему САПР підприємства необхідно замислюватися як наскрізну, велику увагу приділяючи ефективної автоматизації як конструкторських, так і технологічних підрозділів.

Для задоволення вимог замовника і збільшення конкурентоспроможності радіоелектронних засобів (РЕЗ) виробник повинен прагнути використовувати сучасні технології проектування, засновані на наскрізних алгоритмах проектування.

література

1. Иванов Ю.В., Лакота Н.А. Гибкая автоматизация производства РЭА сприменением микропроцессоров и роботов. - Москва, Радио и связь, 1987

2. Основы автоматизации управления производством. Под ред. И.М. Макарова. - Москва, "Высшая школа", 1989

3. Норенков И.П. Принципы построения и структура САПР. - Москва, "Высшая школа", 1986

4. Автоматизация технологического оборудования микроэлектроники. Под ред. А.А. Сазонова. - Москва, "Высшая школа" 1991

5. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных производственных систем. - Москва, "Энергоатомиздат", 1986

6. Государственная система стандартизации. - Москва, Стандарты, 1994 г.

7. Единая система конструкторской документации. - Москва, Стандарты,1988 г.

8. Единая система технологической подготовки производства. - Москва, Стандарты, 1984 г.

9. Основополагающие стандарты в области метрологии. - Москва, Стандарты, 1986 г.

10. Система государственных испытаний продукции. - Москва, Стандарты,1986 г.

11. Метрологическое обеспечение информационно-измерительных систем. -Москва, Стандарты, 1984 г.

12. Единая система программной документации. - Москва, Стандарты, 1985г.

13. Системы качества. Сборник нормативно-методических документов. -Москва, Стандарты, 1989 г.

14. Сертификация продукции. 1. Международные стандарты и руководства ИСО/МЭК в области сертификации и управления качеством. - Москва, Стандарты, 1990 г.

15. Сертификация продукции. 3. Международные системы сертификации. Организационно-методические документы. - Москва, Стандарты, 1991 г.

16. Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов/ И. П. Бушминский, О. Ш. Даутов, А. П. Достанко и др.; Под ред. А. П. Достанко, Ш. М. Чабдарова. -- М.: Радио и связь, 1989. -- 624 с.: ил.

17. Гелль П. П., Иванов-Есипович Н. К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов. -- Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. 1984.--536 с., ил.