четверг, 21 августа 2014 г.

Готовим файл DWG для передачи на станок с ЧПУ

Добрый день!

Рассмотрим как из AutoCAD передать данные на станок с ЧПУ для плоской обработки детали или заготовки - 2D-фрезерование, лазерная резка и лазерная гравировка и пр.


Управляющие программы для станков создаются в специальных CAM-программах, которые могут быть отдельными приложениями или встраиваться прямо в среду CAD-системы. При этом большинство CAM-программ поддерживают импорт векторной графики в формате DXF.


Наша задача - подготовить чертеж AutoCAD таким образом, чтобы при его интерпретации в CAM-системе не возникло проблем. За последние несколько лет приходится делать это практически каждый день, поэтому решил поделиться своим опытом.


Последовательность подготовки файла необязательна должна быть такая, как представлена здесь. Но будьте внимательны - если вы сначала удалите все ненужные слои и прочие объекты, а потом займетесь расчленением блоков, то можете получить лишние объекты в чертеже. Также всегда следует учитывать требования и технологические возможности/ограничения станка.

1. Почистите файл


Как очистить файл подробно описано мной в посте Как почистить пришедший к вам файл DWG?

2. Перенесите все из пространства листа в пространство модели


Описание:
Практически все CAM-системы воспринимают данные только из пространства модели. Если изображение вашей развертки создано в пространстве листа, то перенесите его в модель.

Решение: 
Для изображения, созданного изначально в пространстве листа используйте буфер обмена для переноса в модель. Также можно использовать команду СМЕНАПРОСТ (_CHSPACE), которая перемещает выбранные объекты между пространством модели и пространством листа. Находясь в пространстве листа создайте хотя бы один видовой экран с масштабом 1:1. Запустите команду СМЕНАПРОСТ, выделите объекты для переноса, объекты перенесутся в пространство модели с масштабом, который установлен для текущего видового экрана.

3. Удалите из чертежа неподходящие элементы


Описание:
CAM-программы и станки НЕ МОГУТ работать с точками, блоками, областями, OLE-объектами, 3D-полилиниями, формами и пр. Избавьтесь от них.

Решение:
  • Для нахождения в чертеже объектов используйте команду Быстрый выбор (БВЫБОР или _QSELECT)
  • Если в чертеже не видно точек, то смените их вид командой ДИАЛТТОЧ (_DDPTYPE), теперь можно их легко найти и удалить
  • Блоки и области разбейте командой Расчленить (РАСЧЛЕНИТЬ или _EXPLODE)
  • OLE-объекты, по возможности, преобразуйте в нативные объекты AutoCAD, используя команды Преобразовать (ОЛЕПРЕОБР или _OLECONVERT). При невозможности конвертации откройте OLE-объект в "родном" для него приложении (ОЛЕОТКРЫТЬ или _OLEOPEN), скопируйте в нем необходимые данные и вставьте в AutoCAD с помощью команды Специальная вставка (ВСТСПЕЦ или _PASTESPEC). Подробнее о специальной вставке писал здесь.
  • 3D-полилинию преобразовать в плоскую полилинию не так просто. Несмотря на то, что CAM-системы очень "любят" полилинии, в случае с 3D-полилинией ее лучше разбить на отрезки с помощью команды Расчленить (см. выше). Полученные отрезки сделать плоскими (см. пункт 4). Подробнее о преобразовании полилиний здесь.
  • Для избавления от форм используйте команду ОЧИСТИТЬ (_PURGE)

4. Сделайте чертеж плоским


Описание
Если вы проектируете развертку в 3D с помощью команд построения тел из листовых металлов, то чертеж развертки вы получите проецированием трехмерной развертки. Во избежание недоразумений проверьте, плоский ли ваш чертеж, повернув его с помощью трехмерной орбиты или видового куба. Если чертеж неплоский, то преобразуйте его в набор 2D-объектов.

Решение:
Используйте команду FLATTEN из состава пакета Express Tools. При использовании инструмента FLATTEN создается 2D-представление выбранных объектов, которые проецируются на текущую плоскость вида.
Кроме того, можно выбрать все геометрические объекты и с помощью окна Свойства задать значение координаты Z равным 0.

ВАЖНО! Если в чертеже присутствуют 3D-полилинии, то команда FLATTEN сделает их плоскими, но тип объекта не изменит. Именно поэтому 3D-полилинии нужно разбивать на отрезки, а отрезкам уже задавать значение координаты Z=0.

5. Избавьтесь от двойных и наложенных линий


Описание:
Если при черчении или конвертации в чертеже образуются двойные или наложенные друг на друга линии и дуги, то нужно избавиться от них. При обработке такой геометрии CAM-система воспримет все наложенные объекты и по каждому создаст траекторию обработки. Иными словами, если в чертеже будут два наложенных друг на друга отрезка, то станок прорежет лазером это место два раза, что неправильно и приведет к удорожанию изготовления.

Решение
Используйте команду ПОДЧИСТИТЬ (_OVERKILL) для удаления дублирующихся или перекрывающихся линий, дуг и полилиний. Кроме того, команда объединяет частично перекрывающиеся или смежные элементы.

ВАЖНО! Будьте внимательны с тем, как команда объединяет смежные объекты. С одной стороны, если объединить два касающихся коллинеарных отрезка, то станок сделает один рез, а не два с двумя стартами и остановками. С другой - если вы планируете резку на фрезерном станке, то, возможно, планируется фрезеровка коллинеарных отрезков с помощью разного инструмента или в разное время. В этом случае объединение объектов сделает геометрию непригодной для обработки.

6. Преобразуйте сплайны и эллипсы в полилинии


Описание:
Ни один станок не может корректно работать со сплайнами и эллипсами. CAM-программы превосходно работают с полилиниями, которые могут состоять из отрезков и дуг.

Решение:
Обратите внимание, что разные способы конвертации дают разную точность, выбирайте подходящий в каждом конкретном случае инструмент и способ.

7. Преобразуйте все текстовые надписи в кривые


Описание:
CAM-модули воспринимают каждый символ текста как единое целое, поэтому обработка таких объектов невозможна в принципе. Выход один - преобразовать текст в кривые (полилинии)

Решение:
Для преобразования текста в кривые используйте команду Explode Text из пакета Express Tools. Результат выполнения операции - надписи в виде 2D-полилиний


Обратите внимание на особенность преобразования текстов, выполненных шрифтам TrueType - при преобразовании могут образовываться лишние элементы (артефакты), удалите их вручную


8. Чертеж должен быть в реальном масштабе 1:1


Описание:
CAM-программа воспринимает геометрию в масштабе 1:1, поэтому если не хотите получить заготовки размером в несколько раз большим или меньшим, чем необходимо, то приведите изображение к реальному масштабу 1:1.

Решение:
Чтобы узнать масштаб изображения, замерьте длину одного объекта командой ИЗМЕРИТЬГЕОМ (_MEASUREGEOM) и сравните с той длиной, которая должна быть у объекта. Для масштабирования используйте команду МАСШТАБ (_SCALE). Внимание! НЕ замеряйте длину объекта командой нанесения размера РЗМЛИНЕЙНЫЙ, поскольку в размерном стиле может быть установлен масштаб измерений, отличный от 1.

9. Перенесите все в один слой


Описание:
Все распространенные CAM-системы способны работать только с одним слоем чертежа, другие слои просто игнорируются программой. Перенесите все изображение в один слой, пусть это будет "стандартный" слой с именем 0. Если по каким-то соображением использование 0-слоя невозможно, создайте слой с английским названием, например, CNC или flat_pattern.

Решение:
Для переноса объектов с одного слоя на другой выделите их и выберите целевой слой в списке доступных. Также можно объединить слои командой СЛОЙОБЪЕД (_LAYMRG). После переноса объектов не забудьте удалить лишние неиспользуемые слои.

10. Никаких других типов линий, кроме сплошной


Описание:
Все объекты должны быть созданы сплошной линией (CONTINIOUS). Если вы создадите отрезок пунктирной линией, то станок и вырежет ее с зазорами.

Решение:
Установите тип линий для всех объектов СПЛОШНАЯ (CONTINIOUS) или По Слою (By Layer).

11. Все примитивы должны быть нулевой толщиной линии


Графические примитивы, из которых построен ваш чертеж не должны быть разной толщины, они все должны иметь одинаковый вес линий, равный 0. Однако, большинство CAM-модулей способны работать с геометрией, имеющий вес линий По Слою. Также установите цвет линий Белый или Черный (зависит от фона чертежа) или По Слою.

12. Все контуры должны быть замкнуты


Описание:
Если вы передаете файл на гравировальный станок, то все контуры должны быть обязательно замкнуты, не допускается наличие разрывов и выступающих "хвостов". Для резки это требование необязательно. 


Решение:
Замкнуть отрезки в единую замкнутую полилинию можно с помощью команды редактирования полилиний ПОЛРЕД (_PEDIT). Для этого запустите команду, выберите опцию Несколько, укажите объекты, которые нужно объединить в единый контур, подтвердите, что их нужно преобразовать в полилинии, выберите опцию Добавить и введите значение допуска (допуск должен быть больше, чем максимальный размер разрыва или хвоста в контуре).

Для замыкания или подрезки единичных пар отрезков удобно использовать команду Сопряжение (_Fillet). Запустите команду, зажмите клавишу Shift и укажите два объекта - система их замкнет. При этом не важно, какое значение радиуса сопряжения установлено в команде - зажатая клавиша Shift временно переопределяет радиус на нулевое значение.

13. Избегайте острых углов


Описание:
Процесс лазерной резки определяется тремя параметрами (в грубом приближении) - мощность лазера, плотность потока излучения и скорость резки. В процессе резки при резкой смене траектории движения (например, два отрезка под острым углом) режущей головке приходится замедляться и останавливаться, только затем менять траекторию движения и снова ускоряться. Если в этот момент мощность и плотность потока останутся неизменными, то качестве реза ухудшится, материал "пережигается", возникают зарезы, оплавления материала и пр.

Все это относится к станкам, в которых лазер работает в постоянном режиме. Если станок работает с импульсным режимом резки, то технолог при создании стратегии обработки может уменьшать мощность лазера на "проблемных" участках, в этом случае избавляться от острых углов в траектории резки необязательно.

Решение:
Необходимо избегать острых углов. Скруглите все острые углы дугой малого радиуса, в этом случае режущей головке станка не придется останавливаться для смены направления движения, и в результате получится одинаковый по качеству рез на протяжении всей траектории. Радиус дуги должен быть не менее ширины реза, который для станков лазерной резки составляет 0,2...0,3 мм, но не слишком большим, чтобы не нарушить функциональные и геометрические характеристики детали.


14. Избегайте слишком мелких объектов


При разработке детали всегда учитывайте технологические требования и параметры, которые есть у каждого станка. Так, например, если вы планируете сделать гравировку, то помните, что минимальный размер символа текста – 1х1 мм. Толщина реза лазером составляет от 0,2...0,3 мм, это также нужно учитывать при построении разверток и контуров с мелкими элементами.

15. Экспортируйте файл в формат DXF


Для экспорта используйте команду Сохранить как. При выборе версии формата DXF необходимо руководствоваться требованиями, которые есть у CAM-модуля - какую версию он сможет импортировать


Обратите внимание, что файл DXF можно экспортировать в двоичном или ASCII формате (по умолчанию включен ASCII). Переключить формат можно в окне Параметры сохранения


Также для экспорта можно использовать команду ЭКСПОРТА (_DXFOUT)

Заключение


Хотел бы еще раз подчеркнуть, что выполнение всех пунктов совсем не является обязательным, в каждом случае нужно руководствоваться требованиями CAM-программы, в которой будет готовиться программа, технологическими возможностями станка и стойки его управления.

С уважением, Андрей

Если вы получили ответ на свой вопрос и хотите поддержать проект материально - внизу страницы для этого есть специальная форма.

8 комментариев:

  1. Есть такая программа для создания раскроя для плазменного станка называется pronest, она понимает сплайны, потом если контур сделан полилинией, она бывает визульно замкнутой, но на самом деле не замкнута, если её замкнуть средствами автокада, то в месте где не замкнуто образуется точка и контур замыкается - такие маленькие не замкнуторсти контура программа игнорирует и не обязателно подсовывать программе dxf, она прекрастно понимает dwg, также не обязательно объединять контур в полилинию, программа и так всё понимает.
    Также есть техтран у нас он старой версии и сплайны он не понимает, также все контуры должны быть замкнуты, причём замыкание средствами автокада не подходит, нельзя замыкать микроскопическую незамкнутость точкой - программа выдаст ошибку, замыкать нужно в ручную.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Спасибо за дополнение, очень интересно узнать про ваш опыт!

      Удалить
  2. я сам сделаю чертежи , программа и резка с лазерном станкам (FIBERMAK 2000.6X2 и TRULAZER1030)

    ОтветитьУдалить
  3. Имеются сложные сварные конструкции с большим кол-вом деталей получаемых лазерной резкой (1500 листовых деталей на сборку, визуально многие детали - неотличимы). Для последующей сборки требуется гравировать название деталей и помечать линии гиба (все детали разные, создание такого кол-ва чертежей - не оправдано), приходится создавать dxf файлы как минимум с 2 слоями (резка и гравировка).

    Сейчас раскладку на лазер производим в ProNeste (программа может работать со слоями файла, что весьма удобно).

    ОтветитьУдалить
  4. Андрей, выходит, что в атокаде мы делаем лишь чертеж детали, затем всё это дело отправляется на обработку в другую программу (CAM), а затем уже на сам станок? Или я что-те не так понял? Просто возникла необходимость подготовить файл для резки на станке, столкнулся с этим впервые. Думал, что просто сделаю чертеж по Вашей данной инструкции и этого будет достаточно. Объясните, пожалуйста.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Добрый день, Юрий! Совершенно верно, в AutoCAD мы делаем только контур детали для резки. Далее этот контур передается либо в CAM-программу для обработки и написания управляющей программы для ЧПУ, либо в сам станок, если у него есть свое приложение для этого. В большинстве современных станков есть свое приложение для подготовки, обработки контуров, их раскладки на листе и подготовке программы.
      Однако, если вы передаете деталь на изготовление на сторону, то для вас весь процесс кончится передачей файла DWG/DXF, дальше они сами. У нас есть исполнители, которым достаточно отдать трехмерную модель, далее они сами строят развертки, делают раскрой и пр.

      Удалить
  5. Добрый день.подскажите сколько стоит.создание и подготовка векторов для чпу станка

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Добрый день! Сложно ответить на такой вопрос не зная подробностей и объема работ. Напишите в почту mikhailov.andrey.s@gmail.com

      Удалить