Introduzione
Passato e Presente
Per molti anni si è ritenuto sufficiente eseguire i test di validazione dei programmi cnc direttamente sulla macchina utensile, affidandosi alle capacità di valutazione ed alla pronta risposta dell'operatore esperto nell'intervenire in caso di errori nella programmazione.
Oggi i moderni strumenti di simulazione-emulazione consentono di ridurre drasticamente questi tempi, considerati inattivi per la produzione, spostando dal mondo reale a quello virtuale una buona parte dei test prima effettuati direttamente in macchina al primo start del programma (prova nastro).
Simulazione ed Emulazione
Differenti Tecnologie al servizio della progettazione e della produzione
Si intende Emulazione Virtuale della Macchina Utensile la visualizzazione dei movimenti cinematici basata direttamente sul programma di lavorazione, comunemente chiamato Part-Program o file ISO. L'Emulazione consente una sicura verifica del programma di macchina ed una rapida rielaborazine dello stesso nel caso questo venga modificato, o creato direttamente nel reparto di lavorazione, ed è particolarmente adatta per essere applicata alla fine del processo produttivo. La nostra proposta per l'emulazione si basa sulle applicazioni ICAM Control Emulator + Virtual Machine.
Si intende invece Simulazione Virtuale della Macchina Utensile la visualizzazione dei movimenti cinematici basata direttamente sul file APT di ingresso, elaborato durante la fase di Post-processing. Significa simulare i movimenti della macchina utensile basandosi sulle decisioni prese dal post processor subito prima del momento della creazione del blocco di programma macchina. E' importante non confondere questa funzionalità con la semplice emulazione dell'APT in quanto non si tratta della stessa cosa.
La simulazione virtuale si presta ad essere utilizzata in ambienti di creazione del percorso utensile, dagli operatori CAM, e presenta due vantaggi importanti nei confronti dell'Emulazione. Il primo è di accorciare la catena di verifica del percorso utensile. L'operatore può riconoscere il problema senza dover terminare e riprocessare il part-program e correggere nel CAM il problema in anticipo rispetto all'emulazione. Il secondo vantaggio, meno evidente ma altrettanto importante, è rappresentato dalla capacità della simulazione di interagire con il post-processor, ottimizzando il percorso utensile per esempio evitando una collisione.
La nostra proposta per la simulazione virtuale si basa sulle applicazioni ICAM Cam-Post + Virtual Machine.
E' evidente che in ambienti strutturati Simulazione ed Emulazione della macchina utensile possono e devono convivere in momenti diversi della produzione. In questo caso è possibile realizzare un ciclo virtuoso in cui tutte le informazioni necessarie per la verifica del percorso utensile vengono condivise tra la simulazione e l'emulazione. La nostra soluzione esclusiva si chiama PSE, Processing - Simulation - Emulation, ed è basata sui tre moduli della suite ICAM Cam-Post, Control Emulator e Virtual Machine.
La corretta impostazione dei processi
Disporre delle corrette metodologie di lavoro
Per ottenere risultati corretti è fondamentale utilizzare un'impostazione adeguata dell'ambiente di simulazione-emulazione. Significa in primo luogo disporre della corretta rappresentazione 3D di tutti gli elementi geometrici in gioco per il controllo delle collisioni e dell'asportazione del materiale. Per questo DueZero è in grado di supportare l'utente con soluzioni che comprendono le geometrie 3D delle macchine utensili più diffuse, oppure di ffornire servizi di conversione - modellazione per le macchine non fruibili in formato tridimensionale.
Un ruolo fondamentale è giocato inoltre dalla capacità del software di connettersi attraverso opportune interfacce ai sistemi CAM per recuperare automaticamente le informazioni 3D delle parti finite, grezzi, attrezzature e geometria degli utensili. Le soluzioni ICAM consentono di utilizzare appositi moduli, chiamati estrattori, per i più diffusi sistemi CAM presenti nel mercato oppure di configurare delle librerie di parti ed utensili da cui recuperare i dati necessari alla simulazione-emulazione.
Infine un corretto addestramento degli utenti risulta indispensabile per consentire una corretta impostazione generale dell'ambiente di lavoro ed un'esatta valutazione dei risultati derivanti dell'elaborazione. Per questo DueZero dispone di precisi piani di formazione per i suoi clienti.
Cosa attendersi dai processi di Simulazione ed Emulazione
Non disattendere le aspettative
In entrambe i casi lo scopo finale è validare il percorso utensile senza l'utilizzo della macchina utensile, che può nel contempo continuare a produrre. Il primo risultato importante è la garanzia di portare a termine la lavorazione senza interruzioni dovute ad extra corsa degli assi. In questo caso l'ambiente di simulazione-emulazione può essere molto utile per studiare il miglior collocamento di parte ed attrezzature in macchina, consentendone la macchinabilità. In secondo luogo la verifica delle collisioni tra la macchina e quanto viene piazzato per la lavorazione. Anche in questo caso tutti gli elementi in gioco possono essere controllati con adeguate tolleranze, garantendo che i movimenti della macchina, di solito non prevedibili durante la generazione CAM del percorso utensile, siano correttamente validati da collisioni. Un terzo passo verso il successo è rappresentato dal controllo dell'asportazione del materiale. In questo caso le verifiche più importanti sono sicuramente rappresentate dalla possibilità di monitorare dinamicamente i movimenti rapidi nel materiale residuo ed i tallonamenti con le parti non taglienti degli utensili.
Inoltre, a completamento della lavorazione, puo' risultare particolarmente utile l'esecuzione di una verifica del materiale non completamente asportato, o asportato in eccesso dalla parte, secondo una metodologia di tolleranza.
Ultima, ma non meno importante, la funzionalità intrinseca del sistema Virtual Machine che consente di muoversi con continuità temporale lungo la lavorazione consentendo di valutare possibili ottimizzazioni manuali dei movimenti rapidi, sempre molto difficili da eseguire di fronte alla macchina utensile.
Il futuro delle applicazioni di Simulazione-Emulazione delle Macchine Utensili
Maggiore efficenza dalle applicazioni virtuali
Vi sono molteplici fattori che porteranno ad un'ulteriore evoluzione nel corso del tempo di entrambi gli ambienti e ne determineranno una precisa caratterizzazione. Sicuramente l'ambiente di Simulazione, con la capacità di retroazione combinata con il post-processor, subirà maggiori evoluzioni nel tempo consentendo, per esempio, di utilizzare con maggiore efficenza le attrezzature dinamiche oggi disponibili per le macchine utensili, ed affiancando con efficacia i sistemi CAM nel pilotare macchine con cinematiche sempre più evolute.
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