Phân tích va chạm mô phỏng CNC trên phần mềm VERICUT
Khái quát về phần mềm mô phỏng CNC – VERICUT
Kể từ năm 1988, sản phẩm của CGTech, phần mềm VERICUT, đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp để mô phỏng gia công CNC nhằm phát hiện lỗi, va chạm tiềm ẩn hoặc các khu vực hoạt động kém hiệu quả. Giải pháp này được sử dụng bởi các công ty thuộc mọi quy mô, các trường đại học, tư nhân và các cơ quan chính phủ tại hơn 55 quốc gia.
VERICUT cho phép bạn giảm hoặc loại bỏ quá trình kiểm tra các chương trình NC theo cách thủ công giúp làm giảm tổn thất về phôi mẫu và máy CNC. VERICUT tối ưu hóa các chương trình NC để vừa tiết kiệm thời gian vừa tạo ra chất lượng bề mặt hoàn thiện cao hơn. VERICUT mô phỏng tất cả các loại máy công cụ CNC, bao gồm các nhà sản xuất hàng đầu như Mazak, Makino, DMG / Mori Seiki, Okuma, v.v … VERICUT có thể chạy độc lập và cũng có thể được tích hợp với tất cả các phần mềm CAM hàng đầu hiện nay.
I. VERICUT là gì?
Vericut là chương trình phần mềm được sử dụng để mô phỏng giả lập CNC. Vericut được dùng để mô phỏng chuyển động của đường chạy dao và quá trình loại bỏ phế liệu, phát hiện lỗi và không hiệu quả trong các chương trình NC.
Sau khi thiết kế xong sản phẩm trên CAD/CAM và đưa thông tin vào máy gia công để sản xuất, Vericut sẽ mô phỏng quá trình đó để phát hiện xem với thiết kế như vậy có lỗi nào xảy ra không, với một lỗi thiết kế nhỏ có thể gây ra thiệt hại to lớn như gẫy lưỡi dao, hỏng phôi, hư hỏng máy hoặc có thể gây ra những chấn thương cho người sử dụng máy.
II. Phân tích các va chạm mà VERICUT có thể phát hiện.
- VERICUT kiểm tra phát hiện các lỗi như:
- Bản thiết kế không chính xác hoặc đọc sai.
- Lập trình không chính xác.
- Chuyển động của đường tool path không chính xác.
- Tiếp xúc chuyển động rapid.
- Va chạm với đồ gá và kẹp.
- Sự va chạm giữa tool shank và holder.
- CAD / CAM và lỗi post-processor.
2. Phân loại kiểm tra
- Chương trình NC.
- Các thiết bị gá đặt.
- Auto-diff.
2.1 Đối với chương trình NC
- Kiểm tra tốc độ chạy dao (Machining feedrate).
- Kiểm tra tốc độ vòng quay trục chính (Spindle speed).
- Kiểm tra chiều sâu mỗi lớp cắt (ap) của dao.
- Kiểm tra M-code (M00, M03, M04, M05, M06, M08, M09, M30,v.v…)
- Kiểm tra G-code (G28, G54-G59, G90, G91, v.v…)
- Kiểm tra thời gian cắt gọt chi tiết.
- Kiểm tra xuống dao (Approach ) và lên dao (Retract)
- Kiểm tra không gian di chuyển dao.
- Kiểm tra góc độ trục A, B, C, W, v.v… trong các máy gia công 4,5 trục.
- Kiểm tra lượng dư sau khi gia công thô, bán tinh và tinh.
- Kiểm tra các chu trình gia công lỗ, v.v…
2.1.1 Kiểm tra tốc độ chạy dao (Machining feedrate).
Khi lập trình gia công thì tốc độ chạy dao hợp lý sẽ góp phần tạo nên chất lượng bề mặt gia công và tuổi thọ của dao cắt. Trong một vài trường hợp mang tính chủ quan các thông số này bị nhập sai giá trị sẽ dẫn đến tình trạng bề mặt chi tiết không đạt yêu cầu và vỡ dao cũng có thể xảy ra.
Ví dụ:
– Thông số cho tool T01 endmill D20F2R3 tốc độ quay trục chính và chạy dao lần lượt là: (S12500 – F5000)
– Khi lập trình gia công trên CATIA thông số T01 nhập giá trị là: (S12500 – F6000)
→ Trường hợp này thì VERICUT sẽ phát hiện ra và cảnh báo cho chúng ta biết.
2.1.2 Kiểm tra chiều sâu mỗi lớp cắt của dao (ap).
Hầu hết chúng ta đều sử dụng các dụng cụ cắt kim loại như dao endmill của các nhà sản xuất như MiSUMi, HITACHI, v.v… và các dụng cụ này đều có các thông số làm việc do nhà sản xuất quy định.
Chính vì thế để tăng tuổi thọ dao cắt và sử dụng hiệu quả nhất chúng ta phải tuân thủ theo các thông số đó.
Khi chúng ta làm không đúng sẽ dẫn đến tình trạng bề mặt chi tiết không đạt yêu cầu, vỡ dao và thậm chí dẫn đến hỏng máy CNC.
* Ví dụ: – Ta có dao Hitachi EMS D20F2 có thông số cắt như hình bên
Dao D20 có thể cắt ae=20mm và ap=10mm
Nếu chế độ cắt của chúng ta ae >10mm, hoặc là ap vượt quá chiều dài phần lưỡi cắt của dao (Lc)
→ Trường hợp này thì VERICUT sẽ phát hiện ra và cảnh báo cho chúng ta biết.
2.1.3 Kiểm tra góc độ trục A, B, C, W, v.v… trong các máy gia công 4,5 trục.
Đây là một trường hợp khách quan đôi khi người lập trình không lường trước được khi lập trình
* Ví dụ:
– Chúng ta có máy CNC 5 Axis Machine (VORTEX 815/120-II)
– Khi lập trình đôi khi các bạn chỉnh góc độ cho dao vượt quá giá trị max (A > ± 80 degrees) dẫn đến máy CNC bị over stroke (lỗi vượt giới hạn).
→ Trường hợp này nếu post-processor không phát hiện thì VERICUT sẽ phát hiện ra và cảnh báo cho chúng ta biết.
2.2 Các thiết bị gá đặt.
- Kiểm tra giữa bàn máy với dao cắt (Tool).
- Kiểm tra giữa tool với phôi (Stock).
- Kiểm tra giữa đầu mang dao (Holder) với stock.
- Kiểm tra giữa tool với jig.
- Kiểm tra giữa holder với jig.
- Kiểm tra giữa đầu máy gia công với jig, stock, bàn máy.
- Kiểm tra gá đặt máy và jig + stock.
2.2.1 Kiểm tra va chạm giữa đầu máy gia công với Jig, stock, bàn máy.
Trong môi trường Advanced Machining chúng ta thiết lập dao cắt bao gồm dao + đầu mang dao (tool + holder)
Phần đầu máy là phần mà chúng không thể hiện, cho nên khi gia công 4, 5 trục để đảm bảo an toàn cho thiết bị máy móc và người vận hành máy thì VERICUT sẽ giúp chúng ta mô phỏng và phát hiện ra những va chạm đó.
Đây cũng là trường hợp khách quan mà người lập trình không lường trước được.
Trong gia công 5 trục, đầu máy khi làm việc sẽ xoay trong giới hạn cho phép tương ứng với các góc độ A, B, C, W, v.v… mà người lập trình thiết lập.
Nếu có va chạm giữa đầu máy CNC với Jig, stock là điều không thể lường trước khi lập trình gia công 5 trục.( rất khó phát hiện sớm)
*Ví dụ:
– Ta có lỗi như hình bên
Trong trường hợp này, khi lập trình mặc dù holder không va chạm với bàn máy nhưng vẫn có lỗi va chạm khi chạy mô phỏng CNC.
→ Trường hợp này khi mô phỏng VERICUT sẽ phát hiện ra đầu máy va chạm với bàn máy
2.3 Auto-diff.
So sánh giữa stock và model design.
III. Tại sao nên sử dụng VERICUT
Trong lập trình gia công các bạn sẽ gặp những chi tiết có các biên dạng khác nhau từ đơn giản đến phức tạp và để gia công các bề mặt và cạnh phức tạp đó thì máy gia công 4, 5 trục cũng đa dạng, nhiều chủng loại để đạt hiệu quả cao và tiết kiệm thời gian, chi phí.
Cho nên ngoài những tình huống va chạm thông thường như feedrate, spindle speed, depth of cut (ap-ae), M-code, G-code, approach, retract, rapid motion, v.v…Thì va chạm giữa đầu máy, holder với jig, bàn máy, clamp là điều không thể tránh khỏi nếu gia công 4, 5 trục và đây là những lỗi nghiêm trọng cần phải được phát hiện sớm trước khi chương trình được chạy chính thức trên máy gia công của bạn.
- Tiết kiệm thời gian:
Giảm hoặc loại bỏ việc máy dừng hoạt động và tiết kiệm công cụ máy móc, người vận hành và thời gian lập trình giúp đẩy nhanh thời gian đưa sản phẩm ra thị trường.
- Nâng cao chất lượng:
Kiểm tra độ chính xác của kích thước và tối ưu hóa đường tool path để hoàn thiện tốt hơn trên các bề mặt và cạnh.
- Tiết kiệm chi phí:
Giảm hoặc loại bỏ chi phí do máy CNC bị hỏng, làm lại các phôi mẫu, dụng cụ, đồ gá và kẹp bị hỏng.
- Tăng năng suất công việc:
Giảm thời gian gia công và công đoạn sản xuất không bị gián đoạn
- Đáng tin cậy:
Mô phỏng chương trình CNC trên máy tính để chương trình chạy đúng ngay lần đầu tiên và người vận hành không cần phải lo ngại giữ nút “dừng khẩn cấp”.
- Bảo tồn nguyên vật liệu:
Giảm hao mòn máy CNC. Giảm mài mòn dụng cụ cắt để tăng thời gian sử dụng
- Đào tạo an toàn:
Đào tạo lập trình viên, người vận hành và sinh viên mà không cần sử dụng máy CNC với rủi ro va chạm nguy hiểm, tốn kém.
- Tài liệu:
Cho phép người vận hành và người quản lý xem trước tất cả các hoạt động gia công.
Xác minh và tối ưu hóa đường dẫn công cụ là hai trong số những cách tốt nhất để bạn có thể cải thiện đáng kể hoạt động sản xuất của mình và tiết kiệm chi phí. Bạn có thể sử dụng chương trình mô phỏng và xác minh có sẵn đi kèm với hệ thống CAM của bạn.
Tuy nhiên bạn nên cẩn thận vì không phải tất cả các phần mềm mô phỏng đều được tạo ra với đầy đủ chức năng giống nhau. Chỉ một sai sót nhỏ có thể làm hỏng một bộ phận, làm hỏng máy cắt, làm hỏng máy CNC hoặc thậm chí gây thương tích cho người sử dụng. Liệu chương trình mô phỏng CNC được tích hợp sẵn có đủ chức năng và đáng tin cậy không?
Tại AES Việt Nam, chúng tôi tư vấn hỗ trợ triển khai các giải pháp phần mềm CAD/ CAM/ CAE đến từ các doanh nghiệp hàng đầu thế giới như CATIA 3DEXPERIENCE của Dassault Systèmes, VERICUT của CgTech hay CAVA của Technia.
Liên hệ Hotline để được tư vấn chi tiết: +84-34.5331-633
