VERICUT SIMULATION

NÂNG CAO HIỆU QUẢ GIA CÔNG CNC VỚI PHẦN MỀM VERICUT

Gia công cơ khí trên máy CNC ngày càng phổ biến và đem lại những lợi ích rất lớn về mặt kĩ thuật lẫn kinh tế. Tuy nhiên hầu hết các máy móc, thiết bị này đều hiện đại và đắt tiền, do đó nếu xảy ra sự cố trong quá trình gia công thì chi phí sửa chữa khắc phục sẽ rất lớn. Để giảm thiếu tối đa những rủi ro trong sản xuất cũng như nâng cao năng suất gia công thì việc sử dụng một phần mềm có thể dự đoán những sai hỏng và tối ưu hóa được thời gian gia công là rất cần thiết…

1. Giới thiệu về VERICUT

Được hình thành và phát triển trên một thập kỉ bởi hãng CGTech, Vericut (hiện đã có phiên bản 6.2.1) là phần mềm chuyên dùng trong việc mô phỏng, phân tích và tối ưu hóa quá trình gia công trên các máy CNC. Mặc dù tất cả các phần mềm CAM đều có thể mô phỏng được quá trình gia công nhưng việc sử dụng thêm Vericut vẫn mang lại hiệu quả cao hơn bởi những lí do sau đây :

– Chức năng mô phỏng, kiểm tra trong các phần mềm CAM thường được phát triển bởi một hãng phần mềm khác do đó các công việc hỗ trợ kĩ thuật khi sử dụng, phát hiện, xử lí lỗi, phát triển sản phẩm sẽ không thể hiệu quả bằng Vericut – một phần mềm độc lập được CGTech phát triển để ứng dụng trong lĩnh vực này.

 

– Vericut mô phỏng trung thực quá trình gia công trên các máy tiện, phay, trung tâm gia công CNC vì Vericut xem xét tất cả những yếu tố có liên quan : gia công một trục, nhiều trục, chuyển động chạy dao, thay dao, kiểm tra va chạm với đồ gá, đầu dao, hình dạng dao cụ phức tạp, động học máy CNC…

– Nếu như các phần mềm CAM chỉ có thể mô phỏng chương trình gia công trong lúc lập trình thì Vericut có khả năng làm được điều này ngay trên các file G-Codes (là file sẽ được đưa vào các máy CNC để gia công). Điều này có hai ưu điểm. Thứ nhất Vericut kiểm tra được chương trình gia công viết tay hoặc biên dịch từ các phần mềm CAM bất kì. Thứ hai, giúp việc kiểm tra các chương trình gia công chính xác hơn vì ngoài việc mô phỏng như các phần mềm CAM khác, nó còn phát hiện được những lỗi có thể phát sinh trong quá trình biên dịch.

– Ngoài mô phỏng, Vericut còn có những tính năng cao cấp khác để hỗ trợ tốt nhất công việc gia công CNC nói riêng và toàn bộ quá trình sản xuất nói chung như tối ưu hóa tốc độ chạy dao, so sánh chi tiết đã gia công với mẫu thiết kế, quản lí quá trình gia công …

– Cuối cùng trong trường hợp các doanh nghiệp muốn đào tạo nhân viên mới thì Vericut cũng là một lựa chọn thích hợp vì nó không làm ảnh hưởng đến tiến độ sản xuất mà vẫn đảm bảo được tính thực tế đồng thời giúp tránh được những hư hỏng đáng tiếc đối với thiết bị thật trong quá trình giảng dạy.

2. Các chức năng chính của VERICUT

2.1 Verification

Đây là module cơ bản có mặt trong tất cả các gói sản phẩm của Vericut. Chức năng chính của nó gồm :

– Phát hiện lỗi trong chương trình gia công và lỗi trong quá trình biên dịch

– Phát hiện những va chạm giữa dao với chi tiết và đồ gá

– Kiểm tra các kích thước của phôi và chi tiết sau gia công

– Cung cấp thư viện dụng cụ cắt và cho phép xây dựng thư viện dụng cụ cắt mới

– Biên dịch ngược chương trình gia công về ngôn ngữ APT hoặc ngôn ngữ của các phần mềm CAM khác

2.2 Machine simulation

Va chạm giữa các thiết bị trên máy CNC trong quá trình gia công là một lỗi rất nghiêm trọng vì chi phí sửa chữa lớn và làm ảnh hưởng đến tiến độ sản xuất của doanh nghiệp. Với những máy CNC 3 trục, việc dự đoán những lỗi dạng này khá đơn giản nhưng với những máy CNC điều khiển nhiều trục có sự phối hợp nhiều chuyển động phức tạp thì công việc này trở nên khó khăn rất nhiều. Trong trường hợp này, việc sử dụng thêm module Machine simulation sẽ mang lại hiệu quả rõ rệt.

Machine simulation mô phỏng 3D tất cả các chuyển động của bàn máy, đồ gá, dụng cụ cắt, phôi trong quá trình gia công trên các máy tiện, phay, mài, EDM để phát hiện va chạm giữa những thiết bị nói trên nhờ đó mà người lập trình có thể khắc phục những lỗi này ngay khi lập trình, tránh được những hư hỏng thiết bị khi gia công trên máy thực

Để thực hiện chức năng mô phỏng này trước tiên cần phải có 1 mô hình máy CNC hoàn toàn giống với máy CNC mà doanh nghiệp hiện có. Nếu như mô hình này không có sẵn trong thư viện máy CNC kèm theo thì chúng phải được mô hình hóa chính xác bằng các công cụ của Vericut hoặc import từ các phần mềm CAD khác vào.

2.3 OptiPath

Khi lập trình bằng các phần mềm CAM tốc độ chạy dao thường được giữ cố định trong một bước gia công. Điều này dẫn đến 2 hệ quả. Thứ nhất năng suất gia công không cao. Thứ hai, ảnh hưởng đến tuổi thọ dụng cụ cắt vì tải đặt lên dụng cụ cắt thay đổi liên tục trong quá trình gia công. Với module OptiPath, 2 hệ quả này được giải quyết một cách triệt để.

Nguyên tắc làm việc của OptiPath là đọc trước chương trình gia công, chia nhỏ và phân tích vùng gia công để xác định lượng vật liệu cần loại bỏ từ đó điều chỉnh lại tốc độ chạy dao cho phù hợp : chạy dao nhanh khi gia công ít vật liệu và ngược lại. Ngoài ra để có được tốc độ chạy dao hợp lí nhất, OptiPath còn căn cứ vào rất nhiều các yếu tố công nghệ khác như loại vật liệu gia công, công suất của máy, đặc điểm cấu tạo dụng cụ cắt, chiều sâu cắt, lượng dịch dao ngang…

OptiPath không thay thế đường chạy dao (toolpath) do các phần mềm CAM xây dựng. Nó chỉ thêm vào các mã lệnh F để điều chính tốc độ chạy dao cho phù hợp và toàn bộ kết quả sẽ được lưu trên 1 file mới để không ảnh hưởng đến file G-Codes nguyên bản.

2.4 Auto-DIFF

Auto-DIFF là module dùng để so sánh kết quả mô phỏng gia công bằng Vericut với mô hình CAD để tìm ra những sai khác giữa chúng. Chức năng này rất hữu ích vì thông thường một sản phẩm từ khi thiết kế đến lúc gia công xong sẽ qua nhiều bộ phận và hệ thống CAD/CAM khác nhau nên rất khó chắc chắn rằng sản phẩm nhận được sẽ hoàn toàn giống với thiết kế ban đầu

Auto-DIFF so sánh bằng cách “nhúng” mô hình CAD vào kết quả gia công, với 1 dung sai kích thước định trước, nó sẽ thể hiện bằng màu sắc những vị trí không trùng hợp giữa 2 mô hình này. Đây chính là những vị trí dụng cụ không cắt hết vật liệu hay ăn phạm vào chi tiết. Kết thúc quá trình so sánh, Auto-DIFF xuất ra 1 bảng kết quả cho biết dòng lệnh nào trong chương trình gia công gây ra sai lệch và chỉ rõ vị trí sai lệch đó trên mô hình chi tiết đã gia công xong để người lập trình có hướng giải quyết, khắc phục

2.5 CAD/CAM Interface

Ngoài phiên bản chạy độc lập, Vericut còn được tích hợp vào các phần mềm CAD/CAM thông dụng trên thế giới như MasterCAM, PowerMill, EdgeCAM, Catia, UGS NX, Pro/ENGINEER, TopSolid…Chính nhờ điều này mà Vericut có khả năng mô phỏng, kiểm tra từng bước của toàn bộ quá trình gia công ngay trên các dữ liệu lập trình của những phần mềm CAD/CAM mà không cần đợi biên dịch sang file G-Codes

Khi mô phỏng, tất cả những yếu tố của quá trình gia công như chi tiết gia cần gia công, phôi, đồ gá, dụng cụ cắt đều được chuyển nguyên vẹn từ phần mềm CAD/CAM sang Vericut và Vericut sẽ chạy độc lập do đó người lập trình có thể tiếp tục lập trình cho bước gia công tiếp theo mà không cần chờ đợi quá trình mô phỏng kết thúc.

Các tài liệu và video clip minh họa cho việc chạy tích hợp Vericut vào các phần mềm CAD/CAM có thể download từ trang http://www.cgtech.com

2.6 Model Interface & Model Export

Model Interface cho phép import những thiết kế từ các phần mềm CAD khác vào Vericut để tiếp tục xây dựng mô hình cần thiết cho quá trình mô phỏng. Điều này rất có lợi vì bản thân Vericut không phải là 1 phần mềm CAD đủ mạnh để mô hình hóa những chi tiết phức tạp. Các định dạng Model Interface hỗ trợ gồm STL, IGES, VDA-FS, DXF, STEP, ACIS…

Model Export xuất chi tiết đã được mô phỏng gia công dưới dạng các file CAD. Người lập trình có thể dùng chúng để so sánh với những thiết kế ban đầu hoặc lập trình cho những bước gia công tiếp theo. Ngoài ra , trong trường hợp mô hình thiết kế ban đầu bị mất thì đây là cách nhanh nhất để có lại những mô hình đó. Các định dạng Model Export hỗ trợ gồm STL, IGES, VDA-FS, DXF, STEP, ACIS…