ماشین کاری با کتیا (CATIA MACHINING) بخش اول

نرم افزار CATIA نامی شناخته شده در دنیای ساخت و تولید است که در زمینه های طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)، مهندسی (تحليل) به کمک کامپیوتر (CAE) و تولید به کمک کامپیوتر (CAM) از توانایی های بارزی برخوردار است. امروزه شرکت های بزرگ و کوچک بسیاری در سطح جهان و از جمله کشورمان ایران، مراحل طراحی و تولید قطعات و محصولات خود را با استفاده از این نرم افزار انجام داده و از قابلیت های منحصر بفرد آن در زمینه های مختلف طراحی و مدلسازی استفاده می کنند. . از آنجا که بسیاری از این شرکتها نیازمند تولید سریع قطعات و در عین حال استفاده بهینه از ابزارها و ماشین الات خود برای تولید قطعات با بهترین کیفیت هستند، وجود یک نرم افزار پیشرفته برنامه ریزی عملیات ماشین کاری نیز در کنار یک نرم افزار قدرتمند طراح ضروری به نظر می رسد؛ نرم افزاری که بتواند ضمن دراختیار داشتن محیطی کاربردی و ساده، مراحل مختلف در برنامه ریزی عملیات ماشینکاری را با سرعت و دقت بالا  انجام داده و در نهایت بهترین خروجی (G-code) را برای باماشین های CNC تهیه کند. علاوه بر محیطهای طراحی و مدلسازی پیشرفته ازنرم افزار CATIA، محیط های ماشینکاری این نرم افزار  نیز از امکانات و قابلیت های شایان توجهی برخوردارند.در چند سال اخیر نرم افزار CATIA در زمینه تولید به کمک کامپیوتر (CAM) از پیشرفت بسیاری برخورداربوده و هر روز بر تعداد کاربران آن در میان اپراتورهای وماشین های CNC و علاقه مندان به یادگیری برنامه نویسی عملیات ماشین کاری، افزوده میشود.

میزان محبوبیت نرم افزار های ماشینکاری در جهان

اما چه چیز باعث شده تا ماشین کاری با CATIA در مقایسه با سایر نرم افزارهای ماشین کاری تا این حد در سطح بین المللی مورد استقبال قرار گیرد؟ بی شک یکی از مهمترین دلایل آن وجود محیط های طراحی و ماشینکاری این نرم افزار در قالب یک مجموعه بهم پیوسته است. بطوری که کاربر می تواند در هر لحظه موقتا محیط ماشینکاری را ترک کرده و به محیط طراحی برود تا تغییرات مورد نظر را بر روی قطعه ایجاد کند، یا المان طراحی جدیدی (مانند نقطه، خط، سطح، صفحه و...)برای استفاده در محیط ماشینکاری ایجاد می کند. سپس براحتی به محیط ماشینکاری بازگشته وبا بروزرسانی پروسه ماشینکاری، تغییرات انجام شده را در برنامه ماشینکاری اعمال نماید. این نقطه ضعف بسیاری از نرم افزارهای ماشینکاری است که فاقد محیط طراحی بوده و کاربر را مجبور می سازند برای اعمال یک تغییر کوچک بر روی قطعه کار، زمان زیادی را صرف کرده و بعضا مراحل کاری خود را بارها تکرار کنند.

محیط ساده و کاربری آسان برخی نرم افزارهای ماشینکاری موجود در کشورمان باعث شده است تا عده زیادی از کاربران CNC از قابلیت های گسترده نرم افزار CATIA غافل شوند و سهولت استفاده از چنین نرم افزارهایی را بر مجموعه کاملی از امکانات و توانایی های CATIA ترجیح دهند. مروری اجمالی بر مزایا و قابلیت های این نرم افزار کمک می کند تا ضمن مقایسه آن با سایر نرم افزارهای ماشینکاری، تواناییهای CATIA در حوزه ماشینکاری را بهتر بشناسیم.

مزایای استفاده از نرم افزار CATIA در حوزه ماشینکاری

استفاده از آخرین نسخه بروزرسانی شده و کرک کردن اکثر نرم افزارهای ماشینکاری دشوار و بعضا غیر ممکن است، اما همیشه آخرین نسخه های نرم افزار CATIAبراحتی بر روی سیستم های PC با LAPTOP نصب و اجرا می شوند. همچنین سازگاری نسخه های جدید نرم افزار با سیستم عامل های ۶۴ بیتی موجب افزایش چشم گیر سرعت محاسبات مسیر حرکت ابزار و افزایش توانایی استخراج جی-کدهایی با حجم بسیار بالا شده است.

نرم افزار CATIA جزو معدود نرم افزارهایی در زمینه CAM است که تمامی محیط های تراشکاری، فرزکاری ۲٫۵ محور، ۳ محور، ۴محور، ۵محور، شبیه سازی، کنترل ابعادی و ... را بطور کامل دارا می باشند. در هر یک از این محیط ها مجموعه ای از ابزارهای کاربردی و متنوع قرار داد شده اند تا کاربر با در اختیار داشتن آنها بتواند براحتی و با صرف زمان کوتاه تر، به هدف خود دست یابد.

نرم افزار CATIA محيط طراحی و محیط ماشینکاری را همزمان در اختیار کاربر قرار می دهد و می توان در هر لحظه براحتی به درخت طراحی قطعه کار دسترسی داشته و در صورت نیاز تغییراتی در شکل و ابعاد قطعه کار ایجاد نمود. همچنین نمودار درختی در محیط ماشينکاری به ۳ قسمت مجزای پروسه ماشینکاری (Process List)، قطعات و المانهای ماشینکاری (Product List) و ابزارهای ماشینکاری (Resources List) تقسیم شده است که از سردرگمی کاربر حین انجام عملیات مختلف جلوگیری می کند. بروزرسانی سریع عملیات انجام شده بعد از اعمال تغییرات بر روی هر یک از قسمت های برنامه ماشینکاری، براحتی انجام می گیرد. در این مواقع نرم افزار بصورت اتوماتیک تاثیر آنرا بر روی سایر عملیات سنجیده، و در صورت نیاز تغییرات مورد نیاز را اعمال می کند. ایجاد مسیر حرکت ابزار به لطف محیط کاملا بشری نرم افزار براحتی انجام می گیرد. بطوری که کاربر می تواند پارامترهای مختلف عملیات ماشینکاری مورد نظر خود را به کمک پنجره ها و آیکون های گویا، براحتی شناسایی کند. وجود چراغ های راهنمایی در کنار هر یک از سربرگ ها از وضعیت پارامترهای تعریف شده برای تکمیل عملیات ماشینکاری اطلاع می دهد. همچنین وجود علامت سوال (؟)در کنار گزینه های هر ابزار کمک می کند تا با کلیک کردن روی آنها، تصویری شماتیک از تأثیر آن گزینه بر روند ماشینکاری مشاهده شود. عملیات ماشینکاری با ابزارهای متنوع بر روی کل قطعه کار یا سطوح تفکیک شده از كل قطعه کار انجام می شود و می توان مقادیر آفست متفاوت برای سطوح مختلف قلعه کار اعمال نمود. انجام عملیات ماشینکاری مجدد (Rework) بر روی قسمتهای ماشینکاری نشده از سطح قطعه کار به کمک استراتژی های متفاوت با ابزارهای متنوع بصورت اتوماتیک انجام می شود کنترل دقیق برخوردها بین ابزار یاهولدر با سطوح قطعه کار و فیکسچرها در هر لحظه ممکن است. بطوریکه نرم افزار بعد از شناسایی محل برخورد، کاربر را از بروز برخورد مطلع نموده و راهکاری مناسب برای جلوگیری از بروز برخورد در آن قست ارائه می دهد.

امکان ویرایش قسمت های مختلف مسیر حرکت ابزار (Toolpath editing) و انجام عملیات برش، چسباندن جابجایی، دوران، قرینه سازی و... (Toolpath modification) بر روی قسمت های مورد نظر وجود دارد. عملیات تعویض ابزار و تعویض محورهای ماشینکاری (در صورت نیاز)در هر مرحله از عملیات ماشینکاری به صورت اتوماتیک توسط نرم افزار برنامه ریزی می شوند. پس از پایان عملیات ماشینکاری مورد نظر، امکان آنالیز نتیجه عملیات از لحاظ مقدار ماده خام باقی مانده روی سطوح نهایی قطعه کار و مقدار ماده ماشینکاری شده بیش از حد مجاز وجود دارد. همچنین امکان ابعاد برداری و اندازه گیری قسمت های مختلف قطعه نهایی ماشینکاری شده وجود دارد تاضمن مقایسه آن با ابعاد قطعه کار مورد نظر، وضعیت تلرانسی قطعه نیز کنترل شود. تهیه خروجی دقیق از پروسه ماشینکاری در غالب استاندارد APT یا NC code برای ماشین های تراش يافرز بوسیله موتورهای پردازشگر (Post Processor) از پیش تعریف شده نرم افزار در قالب استاندارهای ICAM,IMS,CENITامکانپذیر است. می توان گفت CATIA بانک اطلاعاتی بسیار کاملی از انواع کنترلرهای صنعتی و تجاری رایج در دنیا را به صورت آماده در اختیار دارد. همچنین می توان کنترلرهای غیر استاندارد و مخصوص را با اعمال تغییراتی روی کنترلرهای پیش فرض مشابه آن ایجاد نموده، و برای گرفتن جی-کد از آنها استفاده کرد. کاربر می تواند براحتی از امکانات
Copy/Pasteبرای سازماندهی برنامه ماشینکاری روی نمودار درختی استفاده کند یا ترتیب عملیات انجام شده را با جابجا نمودن آنها روی نمودار درختی تنظیم نماید. 

امکان ساخت کاتالوگ برای مجموعه ابزارها و هولدرهای مورد نیاز کاربر در قالب یک فایل کاتالوگ در بانک اطلاعاتی نرم افزار وجود دارد و فراخوانی سریع ابزارها در زمان نیاز امکانپذیراست. محاسبه زمان های ماشینکاری، زمان های مرده ماشینکاری و تهیه فهرستی از عملیات ماشینکاری انجام شده و ابزارهای استفاده شده برای ماشینکاری قطعه کار، به همراه شرح مختصری از استراتژی های بکار رفته و پارامترهای ماشینکاری در قالب یک فایل مستند (Documentation) امکانپذیر است و کاربر می تواند بدین وسیله گزارش کاملی از روند ماشینکاری قطعه کار بصورت مستند در قالب یک فایل HTML در اختیار داشته باشد. در تمامی محیط های فرزکاری نرم افزار، امکان برنامه ریزی عملیات Probing برای کنترل ابعادی قطعه، آفست گیری و اندازه گیری مختصات نقاط مورد نظر وجود دارد و کاربر می تواند براحتی از ابزارهای مختلف و استراتژی های متنوع Probing برای این منظور استفاده کند.