Что такое Арткам
ArtCAM Pro — это программный пакет для пространственного моделирования механообработки, который позволяет автоматически генерировать пространственные модели из плоского рисунка и получать по ним изделия на станках с ЧПУ.
ArtCAM Pro предлагает мощный, легкий в использовании набор средств моделирования, который предоставляет дизайнеру свободу при создании сложных пространственных рельефов.
Дополнительные модули, входящие в состав ArtCAM Pro, позволяют:
- импортировать математические модели
- импортировать и использовать модели, полученные на лазерных и традиционных сканирующих устройствах
- использовать уникальную библиотеку пространственных элементов
- создавать 3D рельефы по плоской геометрии
- наносить объемную текстуру на детали
- создавать модели из полутоновых изображений
- создавать сборки, состоящие из различных моделей
- создавать УП для различных станков
- контролировать массу, объем изделия и время работы станка до непосредственного изготовления
Все это может быть объединено с рельефами, сгенерированными в ArtCAM Pro, чтобы получить более сложный дизайн. Такой набор модулей в ArtCAM Pro сочетает скорость и гибкость без ущерба для творчества.
Словарь понятий для новичков – ArtCam и другие CAM системы
На данной страничке я буду вести словарь ЧПУ понятий для новичков, и периодически буду его дополнять. Буду рад, если вы поделись моими трудами в соц.сетях.
Что такое постпроцессор — простыми словами
Чтобы прийти к понятию постпроцессор, для начала определим, что представляет из себя управляющая программа для станка с ЧПУ? Это код с координатами перемещения станка по осям и различными командами (запуск шпинделя, начало работы, возврат в нулевые координаты и проч). Пример на картинке снизу.
Так что же такое постпроцессор? В CAM-системе (например ArtCam) мы создаем траектории обработки, которые чаще всего отображаются в виде линий, который строятся относительно векторов и (или) 3D моделей. Эти линии являются перемещениями нашего инструмента. Для того, чтобы перевести эти перемещения фрезы на понятный станку язык нам и нужен постпроцессор.
Он содержит команды, которые необходимы конкретной системе управления (например, mach3 или nc studio). Часто, для разных систем управления эти команды разные. Постпроцессор определяет систему счисления (метрическая или дюймовая). Также могут быть нюансы – нужна ли нумерация строк и проч. (пример с нумерацией на картинке выше). Также он может содержать данные о киниматике станка, данные, необходимые для автоматической смены инструмента и проч. В общем, очень полезная вещь. Чем больше осей на вашем станке, тем более сложным становится постпроцессор. Поэтому, часто вопросы о постпроцессорах возникают у пользователей с 4-мя осями и более.
Что такое рабочая подача
В пределах программы ArtCam – рабочая подача – это скорость рабочих перемещений (т.е перемещений, когда инструмент обрабатывает материал), по осям Y и X. Т.е. вправо-влево и вперед-назад.
Что такое подача врезания
Подача врезания – это скорость погружения инструмента в материал по оси Z. Т.е. вверх – вниз.
Что такое траектория обработки
Траектория обработки – это такая особая последовательность перемещений нашего инструмента. Благодаря наличию нескольких видов траекторий обработки, мы можем подобрать для себя более приемлемый вариант перемещений фрезы, чтобы улучшить качество обработки.
Самый простой пример, это выбрать для обработки моделей гладкой формы (овальной, круглой и проч.) обработку по спирали из центра, т.к траекторию “смещение”. Таким образом, следы от фрезы будут менее заметны при финишной доводке изделия.
Что такое вектор
Вектор – это любой объект, создаваемый нами на плоскости. Это может быть отрезок, кривая, дуга, ломаная линия и проч. Вектора бывают замкнутые и незамкнутые. Важный момент, вектора, как и в математике, имеют направление. Начало – зеленая точка, конец – красная. Если вектор замкнут, то вы увидите только зеленую точку.
Это важно, при построении рельефов в программе ArtCam. Так, при использовании нескольких сечений на начале и конце направляющего вектора, мы определим внешний вид рельефа.
На картинке мы поменяли начало и конец направляющей дуги местами. Поменялся и рельеф профиля, который мы создали из двух векторов.
Что такое CAM — система
Фактически, это программа, которая позволяет нам подготавливать программы для станков с ЧПУ. Иногда это не отдельная программа, а плагин или модуль к CAD — системе.
Пример CAM — систем : ArtCam, PowerMill, Deskproto и другие.
Что такое CAD — система
Это программа, которая позволяет нам проектировать кривые и фигуры в двумерном (2D) пространстве; или кривые, поверхностей и твердые тела в трехмерном (3D) пространстве.
Также, эти программы позволяют нам задавать размерность созданных нами объектов и проч.
Пример CAD — систем : AutoCad, Компас, Rhinoceros и другие.
Обзор программы для фрезерных станков с ЧПУ ArtCAM
ArtCAM является программным пакетом для пространственного моделирования и механической обработки. Позволяет осуществлять автоматическую генерацию пространственных моделей из плоского рисунка и разрабатывать по ним изделия на станках с ЧПУ.
ArtCAM обладает мощным и легким в использовании набором средств моделирования, предоставляющим дизайнеру полную свободу при работе над сложными пространственными рельефами.
С данной программой можно осуществлять моделирование и обработку 2D и 3D моделей легко и просто
ArtCAM относится к системам начального уровня, поэтому ею можно пользоваться, не обладая большими знаниями, она идеально подходит для новичков.
Над разработкой единого инструментария этой программы работали лучшие специалисты, последовательно охватывая процесс от начальной разработки эскиза до момента, когда будет получено законченное изделие или штамп. ArtCAM позволяет выполнять работы по гравировке, обработке металлов, резьбе по дереву и др.
Тонкости работы в ArtCAM
ArtCAM это программа предназначенная для пространственного моделирования механической обработки, которая генерирует пространственные модели из плоского рисунка и создает управляющую программу для станка ЧПУ.
ArtCAM обычно использует двухмерные изображения, для создания моделей – рельефов. Имеются два способа сохранения двухмерных изображений на ПК – использование растра или вектора. Имеются плюсы и минусы, ArtCAM может использовать любой способ смотря какая ситуация. Современные средства программы ArtCAM способны преобразовать изображение в контурное. (Растровое изображение это, квадраты, в которых каждый квадрат красится в соответствии с рисунком.) Программа может читать форматы: .bmp, .tif, .pcx, .gif, .jpg.
Для создания модели необходимо создать вектора (плоский рисунок) используется либо система ArtCAM или программа CorelDRAW (рис.1). После создания векторов в программе CorelDRAW необходимо файл экспортировать в формате DXF-AutoCAD для дальнейшей работы в ArtCAM.
Рисунок 1 – Векторный плоский рисунок.
Далее открывает ArtCAM и создаем модель с размерами нашей заготовки (рис.2).
Рисунок 2 – Создание модели.
Для того чтобы программа генерировала программу необходимо задать инструмент с которым будет выполнятся обработка материала. Выбираем на панели траектории вкладку база инструментов и выбираем инструменты, при необходимости можно создать свой или редактировать выбранный инструмент, изменяя его геометрические и технические характеристики (рис.3).
Рисунок 3 – Панель создания инструментов
В нашем случае будем обрабатывать деталь концевой фрезой диаметром 3,175мм или 1/8 дюйма. В графе примечания пишем примечания понятные для оператора. Задаем диаметр режущей части фрезы D и указывает шаг по Z, это величина которая фреза будет снимать материал за один проход. Устанавливаем шаг в процентом содержании для того чтобы фреза в процессе обработки смещалась при выборке материала. Задаем частоту вращения шпинделя, рабочую подачу и подачу врезания в мм/сек (рис.4).
Рисунок 4 – Редактирование инструмента
Далее импортируем файл с плоским векторным рисунком, задаем расположение в рабочей зоне программы. Прежде чем работать с траекторией нужно задать высоту заготовки, для этого выбираем в панели операции с траекторией вкладку задание заготовки (рис.5)
Рисунок 5 – Задание параметров заготовки
Создадим траекторию обработки по профилю, выбираем как фреза будет обрабатывать контур относительно вектора внутри или снаружи (G41, G42), глубину обработки и инструмент, проделываем эту операцию для других контуров меняя глубину и инструмент. Красная линия является эквидистантой вектора, т.е. это траектория движения фрезы (рис.6).
Рисунок 6 – Сгенерированная траектория движения инструмента
Для фрезерования отверстий, карманов и пазов используется функция выборка. Указывается начальная и конечная глубина, припуск, конечный припуск и точность, а также инструмент, параметры подхода и отвода, стратегия обработки. После можно посмотреть все траектории движения инструмента в 3D виде (рис.7), но для проверки УП используется имитация траектории, можно имитировать все траектории сразу (рис.8).
Рисунок 7 — Траектории
Рисунок 8 – Имитация траектории
Далее после создания и проверки всех траекторий необходимо сохранить УП в формате G-Code (*tap).
Симуляция обработки позволяет проверить процесс обработки на экране, тем самым сохранить время, деньги и материал.
Есть четыре типа механической обработки в системе ArtCAM: Обработка змейкой, обработка области, обработка элемента и приподнятая обработка.
Обработка змейкой выполняется множествами проходами вперед/назад вдоль заданного угла, заданный угол является ось X.
По умолчанию, ArtCAM обрабатывает весь рельеф. Обработка может быть ограничена областью, определяемой контуром, если выбирается опция обработка области. Если использовать заданные по умолчанию опцию то будет создана УП со смещением на заданный шаг внутри заданной области.
Обработка элемента, является для создания управляющих программ для гравирования. Параметры задаются на странице Feature (Элемент) в окне диалога Toolpath (УП).
Поддерживаются шесть типов инструмента: закругленный, концевой, концевой с радиусом, 3 вида концевых фрез для фрезерования.
Параметры фрезерования имеет два вида, а именно способ обработки инструментами поверхности. Это касание фрезой и подьем фрезы.
Подача выбирается в мм/сек или мм/мин. Также в окне задания подачи можно задать частоту вращения (об/мин), рабочую подачу и подачу врезания (мм/сек). Возможность выбора: мм/сек, мм/мин, м/мин, дюймы/сек, дюймы/мин.
Проецирования управляющей программы, это когда геометрия инструмента не участвует в расчете траектории, но это минус, без учета геометрии инструмента возможны зарезы, для обработки торцов это не опасно, но для выборки карманов или обработки боковой поверхности по периферии возможны зарезы.
Функция сглаживания позволяет выравнивать некоторые неровности обрабатываемого обьекта.
В ходе обработки при сокращении УП есть функция отзеркаливания, т.е. симметричная модель может быть обработана на половину, а вторая часть в определенной системе координат быть зеркально отражена от первой обрабатываемой части.
Функция разграничения рельефов нужна для разделения нескольких элементов которые слились между собой.
Эффекты пятен, они появляются при сканировании, при простой обработке они практически не заметны, но эти пятна могут сильно влиять на качество рельефной поверхности. Пятна на модели являются как бы углублением, получились из за того, что на теле остались несколько пикселей которые попали в основной фон.
Редактирование вектора, используется для создания нового контура растрового изображения. Контур редактируется кривой бизье или тем самым сплайном по точкам контура.
Решение возникающих проблем. Для снижения всех проблем при работе в системе ArtCAM необходимо: сохранять файл с минимальным количеством некоторых опций, убрать цвет обьектов, заголовки, информацию полутоновую, формат фронтов. Завершить все операции с файлом. Конвертировать в кривые. Не включать трехмерные примитивы формата DXF.
Замечание при импортировании файлов записанные на языке Postscrip. Язык Postscrip сложный и имеет более 240 операторов, это нужно для векторных форматов. Так же может выполнять сложные вычисления, так же читать и запись файла формата txt. Этот язык напрямую не читается, а сразу проходит процедуру конвектирования. Каждая команда этого языка интерпретируется. Проблемы которые могут возникать потому проблемы в написании кода на языке BASIС могут сказываться на языке Postscrip.
Также есть функция моделирования в системе ArtCAM, функция сложного моделирования подразумевает в себя обьеденение, вычитание или пересечение обьектов, все это называется булевой операцией. Слияние по наименьшей высоте, при этой операции каждая точка сравнивается с текущим и новым обьектом рельефа. Остается при этом только низкие участки рельефов. По сути, все те же функции что и есть в любой CAD системе. Функции выдавливания, вырезания, создания контура в эскизе, выдавливание по траектории, фаски и тд.
Импорт сложных файлов. Если программа ArtCAM не может прочитать файл формата Postscrip, нужно прочитать его другим пакетом, программа CorelDRAW. После же нужно сохранить в формате EPS для того чтобы ArtCAM с легкостью открыла этот файл.
Для того чтобы импортировать файлы из программы Adobe Illustrator, необходимо: сохранить в этой программе файл с названием. Выбрать из списка Illustrator eps. Задать след. параметры: (Compatibility = 3/ Preview = none/ Do not select — include thumb/ nail Postscript level = 1).
Если работа предстоит с изображениями полученными сканированием, операция под названием Flood Fill т.е. заливка, может привести в неудовлетворяющим результатам. Это происходит из за того что контуры становятся не замкнутыми, а цвет заливки заполняет не только область которая находится внутри контура, но и соседние области. Чтобы это исправить нужно, в меню редактирования выбрать опцию отменить и увеличить изображение кнопкой. Нажать кнопку рисовать, выбрать черный в качестве первичного цвета и заполнить разрывы. После этих действий можно выполнить заливку обычным способом.
Постпроцессор программа имеет формат файла постпроцессора, который похож на DUSTpost. Постпроцессор имеет формат .con. Компания Delсam разработали постпроцессоры для основных систем с числовым программным управлением.
Существуют несколько пакетов программы ArtCAM. ArtCAM Express, это система для начинающих пользователей, программа требует минимальные знания в обработке и моделировании. Функционал содержит такой набор инструментов, которые позволяют реализовать проект с эскиза до изготовления самой продукции. Программа предназначена для гравировки, фрезерных операций, вырезки листового проката материалов. Используют в основном в учебных целях, а также наиболее эффективен в малом бизнесе, вырезки сувенирной продукции и т.д.
В линейке Delcam ArtCAM версия Insignia является средней версией между Express и Pro версий. Содержит в своем функционале весь набор инструментов для работы с векторной и растровой графикой, а также для создания объемных рельефов. Система может создать траектории инструментов для оборудования с числовым программным управлением, будь то фрезерный обрабатывающий центр или гравировальные станки. Так же есть возможность создавать траекторию обработки для лазерного оборудования.
Последней версией является Pro версия (профессиональная). Позволяет автоматически генерировать модели из эскиза и создавать изделия на станках с числовым программным управлением. Является мощной и легкой системой в средствах набора функционала для моделирования.
Вкратце, пакеты данной программы включают в себя: Инструменты для обработки растровых и векторных изображений, создания текстовых надписей и двухмерных эскизов. Средства для расчёта экономичного и оптимального раскроя заготовок. Программы для обработки контура заготовки и оптимизации траекторий движения фрезы. Алгоритмы расчёта оптимальных маршрутов фрезы (в частности при черновой обработке — возможность разбивки этапа на отдельные циклы с использованием разных фрез для сокращения времени цикла). Мастер автоматического создания дизайнерских вставок, накладок. Средства фигурного обвода кромок — для создания объёмных текстовых надписей.
Средства «экспресс гравировки» для оперативного создания уникальных изображений. Automatic Toolpath Panelling — технологию оптимизации (разбиения) маршрута движения фрезы для обработки массивных изделий с автоматической подстройкой к размерам станка (рабочего стола). Мощные средства визуализации и моделирования обработки — для оценки результата ещё до начала реального процесса. Генератор статистики — получение данные о времени каждого этапа для оценки и планирования процесса производства. Дружественный интерфейс и понятный алгоритм работы с программой.
Минусом является цена ПО. В отличии от Blender или Meshcam, то цена отличается почти в 2-3 раза. Всё зависит от версии программы, если необходима данная система в учебных целях цена достигает до 18 тысяч рублей, профессиональная версия стоит дороже, цена варьируется от 35 до 50 тысяч рублей. Цены представлены на текущий 2019 год. Blender же подойдет только для моделирования рельефа и поверхностей. Нет возможности генерировать управляющие программы для станков с ЧПУ. Цена достигает до 10 тысячи рублей. Meshcam аналогична ArtCam. Но представлен другой набор инструментов для создания поверхностных моделей, но набор траекторий и алгоритм обработки у данной программы различен с ArtCam. Цена варьируется от 10 до 15 тыс. руб.
ArtCAM используется в деревообрабатывающих предприятиях, где изготавливают рельефные части мебели или интерьера. В металлообработке используют для изготовления различных деталей, фрезерования листовых материалов. Используют для создания управляющих программ на гравировальные и лазерные станки.