Распаковка производственного расширения — почему круто и мелко?

Что такое расширение для производства?

Прежде чем я углублюсь в детали, которые делают Steep and Shallow больше, чем просто универсальная траектория для ленивых машинистов, я хочу быстро рассказать, что на самом деле представляет собой Fusion 360 Manufacturing Extension. Расширение для производства добавляет более глубокую функциональность для тех из нас, кто в этом нуждается. В настоящее время он включает в себя доступ к аддитивному производству, распознаванию отверстий, контролю поверхности и измерению геометрии, а также крутому и мелководному. В основном это автоматизация бурения, проверка в процессе и надежные стратегии чистовой обработки. Вы можете включить, то есть подписаться, расширение для производства непосредственно в Fusion 360. Узнайте больше о расширении для производства здесь.

Если вы подпишетесь на производственное расширение, выполните несколько операций с использованием этих стратегий, а затем решите не подписываться повторно, вы все равно сможете просматривать и публиковать выполненные вами операции. Вы просто не можете их редактировать. Цель расширения для производства — предоставить вам возможность доступа только к тем функциям, которые вам нужны, и тогда, когда они вам нужны. Никаких высоких первоначальных затрат, загрузок, дополнительных серийных номеров или ключей. Таким образом, базовая цена Fusion 360 остается низкой для тех, кому не всегда нужна эта более глубокая и сложная функция, при этом мы продолжаем работать и даем вам возможность публиковать устаревшие программы.

Хорошо, круто. Что такое крутой и мелкий?

Steep and Shallow — это траектория чистовой 3D-обработки, включенная в расширение «Производство». На высоком уровне он может обрабатывать целые детали со сложной геометрией поверхности за одну траекторию. Он имеет специальные параметры как для крутых, так и для пологих участков детали, содержащихся в одной операции. Я думаю, понятно, как он получил свое название!

Только с этой точки зрения высокого уровня включение крутого и мелководного в расширение производства не имеет особого смысла. Кажется, что объединение стратегий Scallop и Contour приведет к одному и тому же результату, верно? Вот что я подумал сначала. Но, как любит говорить Тим Пол, дьявол кроется в деталях. И вау, сколько деталей в Steep and Shallow!

Чтобы посмотреть поближе, я обработал 4 идентичные детали на станке Haas VF2SS, который есть у нас в Технологическом центре Сан-Франциско на пирсе 9. Я сравню некоторые мелкие детали и посмотрю, действительно ли стоит использовать Steep and Shallow.

Пороговый угол и расстояние перекрытия

Начнем с верхней части вкладки «Крутые и мелкие перевалы». Параметр Threshold Angle позволяет легко гарантировать, что крутые и пологие стратегии охватывают соответствующие области детали. Это «угол отсечки», при котором стратегия переключается с крутой на пологую. Итак, если я ввожу 30 градусов, ко всему, что меньше, будет применяться стратегия мелких проходов. Ко всему, что круче, будет применена стратегия крутых проходов. Параметр «Расстояние перекрытия» указывает расстояние, на котором стратегии смешиваются, чтобы уменьшить появление любых швов в конечном продукте.

Если вы используете комбинацию Scallop или Parallel и Contour, вы все равно можете заставить траектории покрывать большую часть детали, используя ограничение Slope, доступное в большинстве стратегий 3D-чистовой обработки. 0 градусов — плоскость, а 90 градусов — вертикаль относительно оси Z. Таким образом, для достижения того же результата, что и для порогового угла 45 градусов, вы должны использовать ограничение наклона от 0 до 45 градусов для гребешка или параллели и ограничение от 45 до 90 градусов для контура. Но это не влияет на какое-либо совпадение.

Имеет ли значение расстояние перекрытия?

Теперь, в зависимости от того, кого вы спросите и какие детали вы делаете, важность наложения варьируется. Некоторые говорят, что это не нужно и просто тратит драгоценное время цикла. Некоторые говорят, что крайне необходимо смешивать переходные поверхности для получения однородной поверхности. Здесь важно то, что Steep and Shallow имеет фактический параметр, который вы можете использовать для точного управления расстоянием перекрытия. Если вам нужно перекрытие, хорошим начальным значением будет установить расстояние перекрытия, равное удвоенному шагу, и отрегулировать его.

Чтобы отдельные стратегии перекрывались, вам необходимо убедиться, что ограничения на склоне также перекрываются. В этом случае я установил максимальный угол Scallop на 45,5 градусов и минимальный угол Contour на 44,5 градусов. Таким образом, траектории должны слегка перекрываться примерно на 1 градус. Однако я не знаю, что такое линейное расстояние. Преимущество Steep и Shallow в том, что я точно знаю, насколько они будут перекрываться, в то время как для отдельных стратегий это своего рода игра в догадки и проверки.

Захват крутого и мелкого

Теперь есть кое-что важное, что допускает пороговый угол крутого и мелкого. По сути, вы можете заставить его покрывать всю деталь как на крутых, так и на пологих проходах, установив пороговый угол на 0,1 градуса или 89,9 градуса соответственно. Объедините это с ограничениями наклона, и вы сможете использовать Крутой и Мелкий для создания оптимизированных траекторий Scallop, Parallel, Contour или Ramp. Это может быть особенно полезно для тех, у кого есть 5-осевые станки, которые могут использовать ориентацию инструмента для наклона инструмента, чтобы он отрезал кончик, сохраняя при этом то же движение резания. Кроме того, вы можете превратить Steep and Shallow в улучшенную версию Scallop или Parallel в зависимости от преимуществ, о которых я собираюсь рассказать.

Непрерывные проходы для гребешка

Перемещаясь вниз по диалоговому окну, вы найдете несколько параметров в разделе мелких проходов, специфичных для Scallop. В данном случае, для геометрии этой детали Scallop имел больше смысла, чем Parallel, поэтому я сосредоточусь на нем. Флажок «Непрерывный» превращает гребешок в непрерывную спираль, а не в отдельные проходы со смещением, которые требуют переходных движений. Это может помочь уменьшить следы на детали, так как инструмент постоянно находится в материале. Постоянное зацепление уменьшает изменения в отклонении инструмента, которые приводят к отметинам на части, где инструмент отклоняется при начале зацепления или выпрямляется при выходе из зацепления.

Непрерывные проходы также помогают машине двигаться более плавно. Обычно скорость подачи для движений входа/выхода и движений резания определена для инструмента и унаследована операцией. Есть много факторов, влияющих на наиболее оптимальное движение станка, которые выходят за рамки этого блога, но поддержание постоянной скорости подачи определенно может помочь. Это означает, что станку не нужно так часто ускоряться и замедляться, что может еще больше усугубить проблемы с отклонением инструмента.

Создание непрерывных проходов в настоящее время недоступно в траектории Scallop в Fusion 360. Поэтому, хотя вы можете использовать Steep и Shallow для создания улучшенного Scallop, вы не можете воспроизвести это с помощью обычного Scallop.

Сглаженные смещения для гребешка

Далее есть два варианта, которые помогают сгладить движение машины, а также уменьшить различия в шероховатости поверхности.

Фестончатые траектории имеют тенденцию «схлопываться», так как проходы продолжают смещаться к центру детали. Это может привести к острым углам на траектории. Эти острые углы означают, что инструмент и станок должны вращаться практически мгновенно, что приводит к сильному ускорению и замедлению по крайней мере по одной оси перемещения. Как я упоминал выше, это приводит к проблемам с отклонением инструмента, что может привести к оставлению следов на детали. Чтобы справиться с этим, в программе Steep and Shallow есть параметр Smooth Offsets, который сглаживает острые углы, чтобы сгладить движение машины.

К сожалению, даже Smooth Offsets не панацея. С внутренними углами все еще есть проблема:расстояние между каждым внутренним углом больше, чем запрограммированный шаг. Это может привести к более высокому выступу вдоль внутренних углов. К счастью, у Steep and Shallow есть еще один способ решить именно эту проблему! Удаление выступов на стыках добавляет проход вдоль внутренних углов, где расстояние больше, чем шаг, помогая сгладить высокие выступы и обеспечивая более однородную поверхность.

Опять же, эти параметры можно найти только в режимах «Крутой» и «Отмелый», поэтому, хотя вы можете использовать «Крутой» и «Отмелый» для создания гребешка с этими параметрами, вы не можете воспроизвести это с помощью стандартной траектории «Гребетик».

Равномерное сглаживание

Я определенно оставил лучшее напоследок, и это новая опция сглаживания, доступная в Steep и Shallow. Подгонка линий и дуг делает по сути то же, что и опция сглаживания в остальной части Fusion 360 — аппроксимирует линии и дуги, чтобы уменьшить общее количество точек на траектории. Тим отлично справляется с более подробными объяснениями здесь. Этот вариант отлично подходит для старых машин, где слишком много точек может привести к нехватке данных. Нехватка данных означает, что станок останавливается и ожидает обработки следующей строки кода. Это может привести к рывкам и проблемному движению машины. В то время как большие и сложные траектории могут вызвать проблемы со старыми элементами управления с меньшей вычислительной мощностью, новые элементы управления с современными процессорами с меньшей вероятностью столкнутся с этой проблемой.

Для более новых машин обработка данных больше не является проблемой. Теперь гораздо выгоднее добавить точек, чтобы расстояние между точками было как можно более равномерным. Это удерживает точки траектории инструмента ближе к исходной поверхности, сохраняя более жесткий общий допуск, а также сглаживая движение станка между точками. Я опробовал все три варианта сглаживания, и результаты части приведены ниже. К сожалению, результаты не так хорошо видны на фотографиях, как вживую. Тем не менее, явно наблюдается значительное улучшение качества поверхности. Вы даже можете увидеть, как неравномерное распределение точек на траектории приводит непосредственно к огранке или несоответствиям на готовой детали.

Что все это значит?

Итак, стоит ли вам использовать Steep and Shallow? Я думаю, вывод, как это часто бывает с выводами, заключается в том, что идеального ответа не существует. С технической точки зрения он предлагает функции, которые просто недоступны при комбинировании других траекторий. Непрерывные проходы, плавные смещения и точки с равномерным интервалом обеспечивают явные преимущества при рассмотрении того, как будет двигаться ваша машина, и получаемой в результате чистоты поверхности. Поэтому, если вы обрабатываете детали с жесткими допусками поверхности, которые требуют нетривиальной ручной обработки, возможно, вам стоит изучить эти усовершенствования. Если вы выполняете дробеструйную очистку после обработки, возможно, вам подойдет шаблон траектории, в котором используются Scallop и Contour.

С точки зрения бизнеса Steep and Shallow требует дополнительных затрат. Сокращения последующих отделочных операций может быть достаточно, чтобы полностью компенсировать стоимость подписки. Кроме того, расширение «Производство» включает в себя и другие функции. Следите за новостями, чтобы узнать, как функция проверки в процессе может значительно повысить надежность процесса.

Лично я считаю, что лучшая часть Manufacturing Extension заключается в том, что вам на самом деле не нужно «выбирать» способ, которым вы раньше выбирали, какие модули или какой уровень программного обеспечения покупать. Если вы попробуете и решите, что это не подходит для вашего процесса, просто не продлевайте подписку! Кроме того, вы по-прежнему можете получить доступ к любым траекториям, которые вы создали.

Если вы все же решите опробовать расширение «Производство», сообщите нам, как оно идет! Отметьте нас в социальных сетях (@adskFusion360), прокомментируйте здесь или, что еще лучше, создайте сообщение на форуме Fusion 360 Manufacture.