Corso di

Controllo Numerico

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1 INTRODUZIONE ......................................................................................................... 5 2 INTERFACCIA UTENTE ............................................................................................ 6

2.1 L’ambiente NC ...................................................................................................... 6 2.2 Relazioni tra parametri – formule.......................................................................... 9 2.3 Memorizzazione e personalizzazione dei parametri............................................ 11 2.4 Controllo visualizzazione parametri.................................................................... 12 2.5 Gestore processo NC ........................................................................................... 13 2.6 Anteprima ............................................................................................................ 17 2.7 Filtro globale ....................................................................................................... 20 2.8 Navigatore ........................................................................................................... 20

3 CARICA MODELLO - STAFFAGGIO ..................................................................... 22 3.1 Sistemi di riferimento .......................................................................................... 22 3.2 Nc setup ............................................................................................................... 25

4 PROCESSO................................................................................................................. 27 4.1 Utensili ................................................................................................................ 27 4.2 Esportazione in XML .......................................................................................... 31 4.3 Percorso utensile.................................................................................................. 32 4.4 Definizione della Parte ........................................................................................ 34 4.5 Definizione del grezzo......................................................................................... 35 4.6 Generazione di procedure – tecnologie ............................................................... 38 4.7 I contorni ............................................................................................................. 40 4.8 Le superfici .......................................................................................................... 42 4.9 Sgrossature .......................................................................................................... 44 4.10 Sgrossature – passo verticale............................................................................... 45 4.11 Sgrossature – modalità di ingresso ...................................................................... 49 4.12 Sgrossature – controllo grezzo sopra................................................................... 51 4.13 Sgrossature – Lavora tra i livelli.......................................................................... 53 4.14 Sgrossature – Ripresa tra le passate..................................................................... 55 4.15 Ri-sgrossature – (pre-finiture) ............................................................................. 56 4.16 Finiture ................................................................................................................ 58 4.17 Finitura singola strategia / passo 3D ................................................................... 63 4.18 Finiture – gestione del grezzo.............................................................................. 64 4.19 Finiture – riprese.................................................................................................. 66 4.20 Finiture – bitangenze ........................................................................................... 69 4.21 Finitura piani orizzontali ..................................................................................... 70 4.22 Simulazione e verifica (stato del grezzo/parte) ................................................... 72 4.23 Post processazione............................................................................................... 76

5 APPROFONDIMENTI ............................................................................................... 77 5.1 Lunghezza utensile .............................................................................................. 77 5.2 Lavorazione per livelli o per regioni ................................................................... 78 5.3 Superfici parte/controllo e gestione avanzata dell’offset .................................... 79 5.4 Finitura a passate parallele: ordine delle passate................................................. 82 5.5 Lavorazione elettrodi........................................................................................... 83 5.6 Fresatura per isoparametriche.............................................................................. 84 5.7 Opzioni per l’alta velocità ................................................................................... 88 5.8 Procedure a due assi e mezzo .............................................................................. 89 5.9 Foratura automatica ............................................................................................. 91

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5.10 Editor movimenti................................................................................................. 98 5.10 Nc setup report .................................................................................................. 106 5.12 Templates .......................................................................................................... 108

6 PROCEDURE TRADIZIONALI.............................................................................. 109 7 GUIDA IN LINEA.................................................................................................... 124

7.1 Uso della guida.................................................................................................. 124

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1 INTRODUZIONE Cimatron E è un software CAD CAM, vale a dire un sistema concepito per procedere dalla progettazione di un oggetto o, se vogliamo, dalla realizzazione del suo modello matematico (CAD: computer aided design – progettazione assistita dal computer) alla sua realizzazione fisica tramite la programmazione di macchine operatrici a controllo numerico (CAM: computer aided manufacturing – fabbricazione assistita dal computer). In pratica una volta generate le geometrie che definiscono l’oggetto in questione nello spazio, sulla base di queste è possibile calcolare gli spostamenti che un determinato utensile deve compiere per sottrarre ad un determinato blocco di materiale (grezzo) la quantità di materia eccedente l’oggetto stesso (isolamento di rilievi, svuotamento di cavità ecc.). Questo è reso possibile grazie ad una semplice osservazione: l’utensile di per se stesso è paragonabile ad una geometria ( nel caso di una fresa piatta, ad esempio, ad un cilindro ) che deve essere mossa nello spazio “attorno” alle geometrie che compongono un oggetto; il movimento di qualsiasi cosa nello spazio può essere quantificato una volta che sia stato stabilito un riferimento stabile. Nello specifico, se definiamo questo riferimento come punto di origine di un sistema di assi cartesiani (X,Y,Z), in ogni momento possiamo individuare con precisione la posizione dell’utensile grazie a dei semplici valori di coordinate; allo stesso modo al variare simultaneo di detti valori corrisponderà necessariamente uno spostamento dell’utensile stesso. Quindi i movimenti della fresa come, d’altro canto, la sua velocità di rotazione, il suo avanzamento durante la lavorazione ecc. sono informazioni codificabili tramite dei valori numerici e, conseguentemente, possono essere elaborati da un calcolatore. L’intero sviluppo dell’elenco di movimenti che una macchina operatrice a controllo numerico deve compiere per giungere al termine di una determinata lavorazione è oggetto del compito svolto da un software CAM e viene classicamente affrontato all’interno di un determinato ambiente di lavoro che prende il nome di NC (numeric control). Cimatron E, come detto all’inizio di questa introduzione, è un sistema caratterizzato dalla presenza simultanea di tutti e due gli ambienti di lavoro necessari alla progettazione e alla fabbricazione di un determinato oggetto con funzioni particolari dedicate all’analisi e alla realizzazione di stampi per la generazione dell’oggetto stesso a livello industriale. In questo manuale verrà presentato l’ambiente di lavoro NC di Cimatron E tramite l’analisi di un percorso “standard” di lavorazione. In questo si è favoriti dal tipo di interfaccia del programma che, come in altre funzioni, suggerisce con chiarezza il significato dell’operazione in corso dando la possibilità di verificare continuamente la correttezza delle istruzioni impartite al sistema tramite simulazioni grafiche delle lavorazioni stesse. Infine è opportuna quest’ultima constatazione: la buona realizzazione di un percorso NC (percorso utensile composto da una serie più o meno lunga di singole procedure) è in stretta correlazione con la qualità del lavoro compiuto della macchina e con il tempo impiegato dalla stessa per lo svolgimento della sua funzione; ciò predetto la correttezza delle scelte operative che vengono applicate in un percorso NC è direttamente proporzionale all’esperienza e alla competenza dell’operatore che riesce a sfruttare al meglio le caratteristiche e le potenzialità indubbiamente elevate che il sistema offre. In questo senso la programmazione NC di una macchina a controllo numerico si avvicina molto ad una sorta di lavoro “artigianale” dando la possibilità di raggiungere ottimi risultati sia in termini di qualità che in termini di competitività produttiva attraverso strade diverse e con una buona gratificazione da parte dell’operatore (obbiettivo che dovrebbe essere sempre perseguito).

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2 INTERFACCIA UTENTE 2.1 L’ambiente NC

Cimatron E dedica al lavoro di programmazione a controllo numerico una tipologia precisa di documento e un’interfaccia dedicata; questo significa che i documenti di Cimatron E che contengono i processi di fresatura sono separati dagli altri e si presentano contraddistinti dall’icona visibile a lato.

Si consideri che l’intero insieme di “istruzioni” (procedure) elaborate all’interno di detto tipo di documenti che dovranno essere trasmesse alle macchine operatrici (post processazione) può essere immaginato come un “elenco” di voci ognuna delle quali si riferisce ad una determinata fase della lavorazione (si faccia riferimento al “processo tipo” mostrato più avanti nel presente manuale. Con questa premessa è lecito aspettarsi che l’interfaccia utente di E proponga barre di comandi adatte all’impostazione e alla realizzazione di dette procedure e uno strumento in grado di visualizzare l’elenco di istruzioni realizzate.

Per una prima occhiata a tale interfaccia si può procedere alla creazione di un nuovo documento di tipo NC mediante il menù file-nuovo documento selezionando l’icona di cui sopra.

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Il sistema visualizza un ambiente di lavoro personalizzabile che mostra in modo evidente alcuni elementi particolari: La guida NC che mostra, in una sequenza di riferimento, le fasi necessarie allo svolgimento del processo che va dall’acquisizione delle geometrie (carica modello – staffaggio) alla traduzione in linguaggio adatto al controllo della macchina operatrice delle procedure calcolate (post). Si notano:

Carica modello: funzione di acquisizione e posizionamento delle geometrie all’interno del file di controllo numerico. Utensili: funzione di indicazione al sistema della tipologia degli utensili di cui si dispone e di cui ci si intende avvalere (vengono indicati diametri, raggi di taglio, eventuali conicità, presenza e ingombro di pinze, parametri tecnologici – velocità di taglio, avanzamento ecc.-). Percorso Utensile: comando di generazione di una cartella percorso utensile nella quale racchiudere una o più procedure. La cartella p.u. contiene informazioni quali la tipologia di fresa utilizzata (a 2.5 o 3 o più assi) per le procedure in essa contenute e il valore iniziale di posizione dell’utensile. Crea parte: funzione di triangolazione delle superfici del modello per le eventuali operazioni di verifica con confronto dello stato del grezzo. Crea grezzo: indispensabile funzione di indicazione al sistema del grezzo cui le procedure dovranno fare riferimento per il calcolo dei movimenti (le procedure di sgrossatura non possono operare in assenza di questa operazione). Crea procedura: accesso all’ambiente di impostazione della singola procedura che provvede alla comparsa di altri tasti funzione che verranno presentati più avanti. Esegui: operazione di calcolo effettivo dei movimenti impostati con il comando precedente. Filtro globale: visualizzatore dei movimenti calcolati suddivisi per categoria. Navigatore: programma di verifica dei movimenti con un avanzato controllo della visualizzazione e con funzioni di simulazione in dettaglio. Simulazione avanzata: accesso agli strumenti di simulazione e verifica dei movimenti calcolati. Grezzo residuo: visualizzazione delle condizioni del grezzo a valle della lavorazione selezionata. Editor movimenti: programma per la modifica manuale in dettaglio dei movimenti calcolati dalla procedura. Post processa: generazione del file o dei files di post processazione che dovranno poi essere materialmente inviati alla macchina operatrice. Nc setup report: generazione del documento riepilogativo delle lavorazioni svolte.

Il gestore di processo NC che, come previsto, mostra l’elenco di procedure presenti nel documento (in figura, come è logico, appare vuoto) evidenziandone lo stato e la cartella p.u. (percorso utensile) di appartenenza. Oltre a questi strumenti particolari sono presenti le consuete barre dei comandi il cui funzionamento è il medesimo degli altri ambienti di lavoro di Cimatron E e le cui funzioni principali verranno illustrate durante lo sviluppo del manuale.

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Tra queste si noti la barra di commutazione in modalità CAD che accede all’interfaccia classica di modellazione comunque presente nei documenti NC per la generazione di geometrie di controllo o di interi modelli da elaborare (la barra visualizza anche il sistema di riferimento attualmente attivo nel documento).

Il gestore di processo NC si disattiva automaticamente una volta avviata la funzione di impostazione di una procedura e compare la finestra di dialogo mostrata in figura che racchiude le 5 fasi in cui è suddivisa tale operazione. Selezione – sub selezione per determinare il tipo di procedura che si intende sviluppare (sgrossatura, finitura ecc.); le altre fasi sono attivabili mediante il gruppo di tasti a sinistra sotto il tasto selezione e sono:

Geometria: indicazione al sistema delle geometrie del modello da processare per la lavorazione (superfici e contorni per la determinazione delle aree di lavoro). Utensile: comando per la scelta o la definizione dell’utensile da associare alla lavorazione in corso di completamento (si accede all’elenco degli utensili contenuto nel file NC attualmente aperto o a una libreria esterna). Parametri movimento: comparsa dell’elenco di parametri relativi al movimento dell’utensile (impostazione dei valori di passo in Z e laterale, dei controlli di ingresso dell’utensile ai piani di lavoro ecc.). Parametri macchina: regolazione delle velocità di avanzamento e di taglio dell’utensile durante lo svolgimento della lavorazione in oggetto, controllo delle percentuali di variazioni di tali velocità in relazione alle caratteristiche geometriche del percorso. Salva e chiudi/calcola (evidenziato): salvataggio delle impostazioni correnti con uscita dal comando o con conseguente calcolo dei movimenti (in figura salva e calcola non è attivo). La selezione di una delle funzioni sopra elencate comporta la comparsa di finestre di dialogo di facile interpretazione e interazione; di seguito viene proposta quella relativa ai parametri di movimento che è di utilizzo più frequente. Si nota la suddivisione dei parametri in gruppi per una facile consultazione; l’espansione dei vari gruppi avviene mediante la selezione del simbolo “+” a sinistra del nome di categoria (figura a pagina seguente) e il passaggio da un parametro e l’altro con un click del 1° tasto del mouse e con l’utilizzo dei tasti di direzione della tastiera. E’ possibile passare alla categoria di parametri successiva a quella attualmente espansa tramite i tasti “pag. su/giù” della tastiera.

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I parametri mostrati all’interno di una categoria espansa possono presentare valori numerici, valori modali (opzioni di funzionamento) o valori dati dal risultato di formule e relazioni tra parametri. Questi ultimi sono segnalati dal programma con la presenza del simbolo evidenziato in figura: il simbolo di colore verde indica che il valore attualmente impostato per il parametro è il risultato di una funzione, mentre il simbolo di colore blu (attualmente non mostrato in figura) indica che il valore del parametro può essere regolato da una funzione, ma attualmente non si trova in questa condizione (il valore è espresso in modo assoluto).

2.2 Relazioni tra parametri – formule Una pressione del 3° tasto del mouse nella finestra dei parametri mostra un menù a tendina in cui è presente l’opzione vis. nomi corti che, se attivata, provoca la comparsa di un’ulteriore colonna di voci relativa alle abbreviazioni che alcuni valori hanno; tali nomi corti possono essere utilizzati per la generazione di formule o relazioni tra parametri che ne permettono l’impostazione automatica. Si tratta di un vero e proprio nome di parametro il cui elenco è mostrato nella guida in linea di Cimatron E alla pagina parameter short names che si può trovare facilmente scrivendo “parameter” nella casella del testo di ricerca della scheda indice della guida.

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In questo modo, se l’utente lo desidera, può fare in modo che la regolazione di certi parametri avvenga in modo automatico. Ne è un classico esempio il valore di passo in Z da associare ad un determinato utensile in sgrossatura: si supponga che il valore da impostare, in relazione al tipo di materiale che si sta fresando, permetta un passo in Z pari a ¼ del diametro dell’utensile; per una fresa da 10 di diametro tale valore potrebbe essere 2.5, mentre per una fresa da 12 dovrebbe essere 3. Il parametro del passo in Z di una sgrossatura si presenta in questo modo:

dal suo aspetto si evince che il valore attuale potrebbe essere regolato da una funzione, ma attualmente è espresso in modo numerico assoluto (4); selezionando la casella del valore si accede alla sua modifica e scrivendo la formula mostrata in figura

si ottiene che il valore del passo in Z sarà calcolato dal sistema dividendo per 4 il diametro dell’utensile attualmente associato alla procedura (tldi, infatti, è il nome della variabile relativa al diametro dell’utensile in uso). Variando l’utensile si otterrà l’adeguamento automatico del passo in Z impostato; confermando l’immissione della formula, Cimatron E mostra il simbolo di funzione in verde come esposto più sopra.

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2.3 Memorizzazione e personalizzazione dei parametri Cimatron E mantiene memorizzati i valori impostati in una procedura in modo che, quando questa viene richiamata, si presenti in modo simile alla volta precedente agevolando così la sua compilazione nel caso in cui buona parte dei parametri possa mantenere il valore esistente. In questo modo anche le formule e le relazioni tra parametri vengono mantenute dal sistema fino ad una loro successiva modifica.

Esistono diversi gradi di intervento per la personalizzazione delle regolazioni dei parametri in NC; è facile immaginare che, a seguito di una certa pratica di utilizzo e per effetto della memorizzazione continua da parte del programma dei valori impostati, lo “stato “ dei parametri delle varie procedure si trovi ad essere globalmente in una condizione abbastanza vicina alle più frequenti necessità dell’utente. Egli, a questo punto, può ricorrere alla voce salva parametri presente in strumenti – preferenze – NC che premette l’attivazione della funzione di salvataggio automatico dei parametri descritta all’inizio del paragrafo, la memorizzazione manuale dello stato dei valori attuale e l’eventuale sua applicazione come default.

Si tratta solo di uno degli strumenti che il programma mette a disposizione. Se, durante la prima impostazione dei parametri di una procedura o durante una loro modifica, si accede alla voce del menù edita – valori e aspetto predefiniti Cimatron E mostra una tendina di 3 opzioni:

si tratta di funzioni relative al caricamento dei parametri associati ad una stessa tipologia di procedura salvati in precedenza mediante l’opzione salva evidenziata in figura.

In pratica l’utente ha la possibilità di salvare in modo manuale i parametri della lavorazione in corso di impostazione o di modifica per poterli ricaricare ogniqualvolta lo desideri dall’interno di una procedura dello stesso tipo (es.: sgrossatura a spirale, fresatura per angolo limite ecc.). Il salvataggio dei parametri attuali sovrascriverà quello precedente aggiornandolo. L’opzione aspetto si riferisce alle impostazioni di visualizzazione dei parametri della procedura che, come si vedrà nel paragrafo successivo, possono essere modificati dall’utente in modo indipendente l’uno dall’altro; carica solo l’aspetto permette di ripristinare tali regolazioni sempre associate alla procedura in corso e salvate in precedenza senza recuperare i valori dei parametri. La finestra dei parametri delle procedure presenta due tasti funzione che si riferiscono ai comandi appena esposti:

Il tasto a sinistra carica il solo aspetto dei parametri (impostazioni di visualizzazione), il tasto a destra anche i loro valori; la funzione di salvataggio è disponibile solo da menù.

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Nota: Un ulteriore strumento di personalizzazione del lavoro in NC è senza dubbio rappresentato dai templates che sono files contenenti singole procedure, cartelle di percorso o intere programmazioni NC definiti dall’utente secondo le sue esigenze e disponibili per qualsiasi lavorazione futura. Essi contengono l’intero insieme di selezioni e scelte operative (utensili inclusi) utilizzate che possono velocizzare in modo molto significativo l’impostazione di una lavorazione in modo particolare in caso di percorsi in qualche modo simili tra di loro (materiale fresato, tipologie di pezzi, utensili ecc.). I templates verranno commentati più avanti nel manuale 2.4 Controllo visualizzazione parametri Come accennato in precedenza, Cimatron E permette il controllo della visualizzazione dei parametri mostrati nella finestra delle procedure; in pratica è possibile impostare il sistema in modo che alcuni di essi non siano visibili semplificando in tal modo l’elenco dei valori ed impedendone la variazione accidentale. Il controllo avviene semplicemente intervenendo sul simbolo della lampadina presente a sinistra del

parametro in oggetto. Un click con il 1° tasto del mouse varia ciclicamente lo stato della lampadina da accesa a spenta; si contrassegnano

così i parametri che si desiderano mantenere nascosti e si completa l’operazione mediante il 3° tasto del mouse come mostrato nell’immagine successiva.

Il 3° tasto del mouse in area parametri mostra una tendina le cui prime voci sono le seguenti:

Vis. preferiti: agisce su tutta la finestra dei parametri e su tutte le categorie mostrando solamente i valori contraddistinti dalla lampadina accesa. Visualizza tutto: ripristina la condizione di totale visibilità dei parametri

indipendentemente dallo stato del contrassegno. Le categorie che contengono elementi nascosti presentano il simbolo “+” come mostrato nell’immagine sotto. Con un click su tale simbolo si ottiene la visualizzazione immediata di tutti i parametri nascosti anche se è attiva la funzione vis.preferiti spiegata sopra. Lo stato delle impostazioni di visualizzazione di una procedura può essere associato permanentemente ad essa mediante la funzione salva del menù edita – valori e aspetto predefiniti esposta nel paragrafo precedente e recuperato in ogni momento con carica solo l’aspetto.

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2.5 Gestore processo NC Elemento degno di particolare nota nell’interfaccia utente di Cimatron E per NC è, senza dubbio, il gestore processo NC che racchiude l’intero elenco di lavorazioni eseguite mostrandone lo stato, controllandone l’aspetto grafico di rappresentazione a video, permettendo le operazioni di normale gestione delle procedure quali modifiche, spostamenti, copiature, eliminazioni, creazioni ecc. La presenza o meno del gestore in area grafica viene controllata dal tasto

che può essere selezionato in qualunque momento, anche durante l’impostazione o la modifica di una procedura. L’immagine mostra un esempio di esposizione di un elenco di procedure con classica sequenza di lavorazioni.

Si notano i simboli posti a sinistra del nome delle procedure che indicano lo “stato” delle stesse (possono essere eseguite, sospese, nascoste, incomplete, interrotte ecc.), il nome attribuito dal sistema (si tratta di un nome automatico, non modificabile che riporta il nome della tecnologia applicata dalla lavorazione e il numero progressivo di creazione; in questo modo Cimatron E impedisce la generazione di due procedure con lo stesso nome), la condizione di visibilità rappresentata dalla lampadina accesa o spenta, il commento eventualmente impostato dall’utente per una rapida distinzione del compito eseguito dalle procedure, il colore e la penna con cui Cimatron E rappresenta a video i movimenti della lavorazione, l’utensile e il sistema di riferimento associati alla procedura in oggetto. Di particolare importanza sono i simboli di stato delle lavorazioni con i quali il programma denuncia l’attuale condizione delle stesse; si tratta di contrassegni di facile interpretazione.

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Un elenco di tali simboli e del loro significato è mostrato dalla guida in linea alla pagina status flags rapidamente rintracciabile mediante la funzione indice scrivendo semplicemente “sta”.

La pagina riporta l’aspetto e il significato dei simboli come mostrato nella figura successiva che ne evidenzia il gruppo di più frequente utilizzo:

1 procedura non completa e non pronta per l’esecuzione (calcolo dei movimenti); con la funzione

edita sarà possibile controllare quali parametri risultano problematici o quali elementi mancano al sistema per il calcolo.

2 procedura sospesa ovvero impostata, ma non calcolata; la sospensione può avvenire per effetto di una modifica apportata dopo il calcolo senza che si sia provveduto immediatamente alla nuova elaborazione dei movimenti oppure nei casi in cui si sia ricorsi al comando salva e chiudi che mantiene le impostazioni effettuate senza procedere all’esecuzione (utile nel caso di calcoli onerosi e lunghi da elaborare)

3 procedura corretta e pronta per la post processazione 4 procedura calcolata, ma di cui è raccomandata la rielaborazione (ad esempio a seguito di interruzioni

nella fase di sviluppo 5 procedura attualmente nascosta (non sono visibili i movimenti a video) 6 procedura di tipo grezzo o parte

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La variazione delle caratteristiche grafiche (visibilità, colore, penna), l’inserimento di commenti, l’accesso alla sostituzione dell’utensile e del sistema di riferimento associato ad una procedura avviene mediante la semplice pressione del 1° tasto del mouse sul simbolo o sulla voce corrispondente presentata dal gestore di processo.

Un doppio click sul nome della procedura accede alla sua diretta modifica.

Nota: Il tipo di colonne presenti nel gestore NC può essere modificato mediante il 3° tasto del mouse premuto su una di esse; esso provoca la comparsa del menù proposto a lato con il quale è possibile stabilire quali informazioni il gestore deve fornire riguardo le procedure in esso elencate:

Le voci aggiorna grezzo e limita per pinza, se selezionate, comportano la comparsa nel gestore NC di caselle di spunta che denunciano lo stato della procedura cui sono associate e che, nel contempo, permettono una modifica particolarmente rapida di questa loro condizione.

La casella alla colonna “U” evidenzia il fatto che la procedura di finitura “F-Inclin._4” aggiorna lo stato del grezzo residuo (in altri termini: la richiesta di visualizzazione del grezzo residuo dopo questa procedura terrà conto del lavoro da essa svolto sul pezzo e tale condizione del grezzo influirà sul calcolo delle eventuali procedure successive che dovessero operare in base ad esso). La casella “Limita x Pinza” denuncia che i movimenti della procedura “F-Inclin._4” tengono conto della pinza definita con l’utensile associato alla procedura stessa (vale a dire che sono stati calcolati verificando che essa non collida con il materiale in lavorazione).

La selezione del segno di spunta su ognuna delle due caselle provoca la richiesta, da parte del sistema, di una conferma di sicurezza e di un eventuale ricalcolo o sospensione della procedura in oggetto.

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La pressione del 3° tasto del mouse su una procedura in elenco mostra un significativo elenco di funzioni disponibili; si tratta della duplicazione di alcuni comandi rintracciabili nella barra degli strumenti messi rapidamente a disposizione dell’utente. La maggior parte di loro non richiede spiegazioni in quanto facilmente intuibile; tuttavia si noti la presenza delle funzioni taglia – copia – incolla che agiscono in modo del tutto simile a quello utilizzato da windows (sono attivabili anche con i classici tasti ctrl+x, ctrl+c e ctrl+v) molto utili per lo spostamento o la copia di una o più procedura in altra parte dell’elenco. Sono disponibili anche i comandi di accesso al navigatore (strumento di controllo dei singoli blocchi o movimenti della lavorazione) e ai software di simulazione e verifica dinamica delle procedure. Di particolare importanza è la funzione di visualizzazione del grezzo residuo che permette di controllare, anche se in modo approssimativo, lo stato del grezzo al termine della lavorazione selezionata; si tenga conto che la quasi totalità delle procedure calcola i movimenti dell’utensile in funzione del grezzo consegnato loro dalle lavorazioni precedenti (caratteristica non modificabile per le sgrossature e opzionale per le lavorazioni di finitura); risulta piuttosto importante, sotto tale aspetto, la possibilità di averne un controllo visivo. La funzione esegui permette la selezione e il calcolo delle procedure sospese in seguito a modifiche o in seguito al cambio delle condizioni delle lavorazioni precedenti qualora sia attiva la gestione del grezzo residuo.

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2.6 Anteprima Presente nel wizard di impostazione delle procedure di lavorazione, la funzione di anteprima viene attivata mediante il tasto posizionato sotto la casella di sub selezione

. Se attivata, l’anteprima provoca la comparsa del seguente settore nella parte inferiore del wizard: In essa è possibile richiedere la visualizzazione di una serie di informazioni che il programma elabora in relazione alle impostazioni fatte nella procedura in corso di realizzazione. Alcune di esse sono ottenibili con effetto immediato, altre richiedono qualche secondo di attesa per il calcolo, ma in questo modo è possibile (in particolar modo per tutte le funzioni di sgrossatura) farsi un’idea precisa dell’esito che determinate lavorazioni potrebbero avere se eseguite sul pezzo. In dettaglio: Contenimento: visualizzazione dell’area di lavoro stabilita dai contorni (sia quelli eventualmente forniti dall’utente, sia quelli stabiliti implicitamente da Cimatron E, come in questo caso).

Ripristina colori originali: sostituzione del colore verde associato temporaneamente alle facce selezionate del modello con quello che esse hanno normalmente. Utensile / Pinza: controlli indipendenti della visualizzazione dell’utensile e della pinza associati alla procedura in corso.

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Z superiore / Z inferiore: controlli singoli della visualizzazione dei contorni identificativi dello Z superiore e inferiore rinvenuti dal programma nella procedura in corso di elaborazione. Svuotamento: visualizzazione del tipo di andamento che il sistema tenderà ad eseguire per ognuno dei singoli piani in cui verrà suddivisa la lavorazione (parallelo / spirale). Livelli di Z: visualizzazione del numero di piani di Z in cui la procedura di sgrossatura suddividerà il volume da asportare (sgrossature). Grezzo precedente: controllo della visualizzazione della condizione del grezzo di partenza per l’intervento della procedura in corso. Grezzo residuo: distribuzione del materiale residuo al termine della lavorazione in corso di elaborazione nel caso in cui venga eseguita.

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Materiale in eccesso: distribuzione del materiale non asportato dalla procedura per ragioni quali il diametro della fresa, la lunghezza fuori pinza ecc. Minima lunghezza Fuori Pinza stimata: finestra informativa della lunghezza minima dell’utensile necessaria per l’esecuzione della procedura alle condizioni impostate. La funzione di anteprima può essere richiamata in qualunque momento e offre via via una visione aggiornata relativa alle variazioni di impostazione dei parametri che l’utente sta operando. Alcune voci non sono presenti nelle anteprime relative alle operazioni di finitura in quanto agganciate alla gestione del grezzo. Nel caso di modelli molto grandi è possibile realizzare un’anteprima locale che operi solamente all’interno di un box definito dall’utente.

La funzione viene gestita dai tasti che , rispettivamente, la attivano e ridimensionano il box proposto dal programma che racchiude inizialmente l’intero modello; dopo aver trascinato gli angoli e i lati del box nel modo voluto e dopo aver disattivato la funzione di dimensionamento, si può proceder alla normale interazione di anteprima che avverrà solamente nell’area indicata.

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2.7 Filtro globale

Le procedure calcolate possono essere controllate visivamente mediante due strumenti di verifica che sono il filtro globale e il navigatore. Il filtro globale, una volta richiamato con il tasto in figura presente nella barra NC, genera una

finestra di dialogo che elenca le diverse categorie di movimenti presenti in una procedura calcolata.

In questa finestra è possibile filtrare la visualizzazione dei movimenti della fresa rendendo più leggibile l’immagine a video per un più facile controllo visivo dell’intero percorso utensile. Di alcuni movimenti è anche possibile modificare il colore e, in seguito, ripristinare quello originale. Sono presenti due categorie fondamentali di movimenti: quelli in lavoro e quelli in aria; in ciascuna di esse sono elencate le diverse

tipologie che possono essere visualizzate indipendentemente (non possono essere nascosti i movimenti principali che sono quelli strettamente di lavorazione). Nei movimenti in aria si distinguono i movimenti in avanzamento (avanzamento in Z o sul piano di lavoro) e quelli di massimo avanzamento (movimenti eseguiti alla velocità massima di avanzamento del rapido). Le impostazioni di visualizzazione rimangono permanenti e si rivolgono a tutte le procedure presenti nel documento. 2.8 Navigatore Il navigatore sostituisce il vecchio strumento di controllo simulatore wire frame ampliandone in modo considerevole le caratteristiche. Si tratta di una funzione che permette di visualizzare i movimenti della fresa verificandone in modo particolarmente accurato il comportamento; in relazione al tipo di procedura controllata (sgrossatura, finitura o foratura) saranno presenti diverse modalità di controllo che potranno procede per blocco, livello di Z, passata, utensile ecc. Una volta avviato, il navigatore genera la finestra di dialogo mostrata in figura che comprende un settore superiore nel quale sono contenuti i controlli di simulazione ed uno inferiore che riprende l’elenco delle categorie dei movimenti già viste nel filtro globale. E’ disponibile l’utilità moviola per simulare il movimento della fresa dal blocco selezionato in avanti o all’indietro con differenti velocità.

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La procedura selezionata per il controllo è una sgrossatura, pertanto, sono disponibili i seguenti modi di controllo. per blocco, livelli, passate e procedura. Nel settore superiore del navigatore si distinguono i tasti di gestione della simulazione:

andare al primo elemento (blocco, livello, passata o procedura)

andare all’elemento precedente

andare all’elemento successivo

andare all’ultimo elemento

spostarsi al blocco precedente o a quello successivo (blocco = istruzione singola di spostamento)

uscita dal navigatore Caselle di visualizzazione del numero di blocco sul quale l’utensile si trova in questo momento, del livello di Z corrispondente, del tipo di movimento attuale (lineare o ad arco) e del filtro di movimenti che permette di isolare i movimenti modificati con l’editor dagli altri (l’editor

movimenti verrà commentato in seguito).

La casella con la freccia che si riferisce alla selezione di un punto qualsiasi del percorso per portarvi l’utensile risulta attiva di default e, quindi, è sufficiente selezionare il punto desiderato (è attivo il punto notevole prossimità a curva) per ottenere lo spostamento della fresa. Il sistema segnala l’attivazione del navigatore mediante l’icona

posta in alto a destra della finestra grafica.

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3 CARICA MODELLO - STAFFAGGIO 3.1 Sistemi di riferimento Un metodo semplice e intuitivo per affrontare il primo problema che si pone nello sviluppo di una programmazione NC è quello di immaginare l’ipotetico trasferimento di un grezzo da un banco al piano di lavoro della macchina operatrice; in effetti, l’operazione richiede che la posizione che il grezzo assume, una volta ancorato, sia coerente con i movimenti che la macchina effettuerà per il raggiungimento dello scopo finale. In altre parole bisognerà preoccuparsi che un qualsiasi movimento della fresa programmato in NC si rivolga al grezzo in macchina allo stesso modo in cui lo si vede rivolgersi al pezzo a video in fase di programmazione. A tale scopo si tenga conto che qualsiasi macchina a controllo numerico possiede un suo sistema di riferimento X,Y,Z orientato in modo permanente; allo stesso modo si consideri la modalità con cui un nuovo documento NC viene mostrato dal programma una volta aperto: esso presenta un sistema di riferimento nominato model attivo di colore rosso.

Si può idealmente sovrapporre tale sistema di riferimento a quello della macchina operatrice e occuparsi di posizionare il modello da elaborare in modo corretto rispetto all’orientamento dei suoi assi anche per facilitare le operazioni di azzeramento. Nell’introduzione del manuale si è fatto cenno al concetto fondamentale che permette di tradurre in valori numerici (valori di coordinata) la posizione di un determinato utensile nello spazio; l’espressione di tali valori è, ovviamente, resa possibile dalla presenza di due distinti elementi: un sistema di riferimento e un punto di coordinate note.

La macchina operatrice presenta un orientamento fisso di assi nello spazio, ma consente l’indicazione di un punto di coordinate note diverso per ogni processo in considerazione del fatto che le dimensioni degli oggetti da ottenere varia di volta in volta. Si procede, pertanto, allo spostamento manuale dell’utensile di azzeramento in un preciso punto del grezzo staffato (posizionato) e si comunicano le coordinate della sua posizione alla macchina operatrice (ciò equivale, in effetti, a comunicare allo strumento qual è la posizione nello spazio del punto da considerare come X=0, Y=0, Z=0).

Si immagini, ad esempio, un parallelepipedo di dimensioni 100,60,30. Una volta staffato come mostrato in figura si potrebbe procedere all’azzeramento portando l’utensile sullo spigolo evidenziato e comunicare alla macchina che esso, attualmente, si trova in posizione X=0, Y=0, Z=30. La macchina ricava di conseguenza la posizione dello 0 ed esegue correttamente i movimenti dei percorsi utensile che saranno stati calcolati con un sistema di riferimento coerente con quello utilizzato per lo staffaggio.

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Considerata immutabile la posizione del sistema di riferimento model di NC un po’ come si può considerare immutabile la posizione del sistema di riferimento della macchina operatrice, si tratta di orientare il pezzo da elaborare in modo corretto. L’elaborazione Cad di un oggetto può richiedere la realizzazione di diversi sistemi di riferimento in ragione delle diverse difficoltà e caratteristiche di modellazione; non è detto che, tra questi, ve ne sia uno adatto al piazzamento in macchina e, quindi, al caricamento delle matematiche in ambiente NC. Lo staffaggio del pezzo avviene mediante la sovrapposizione di uno dei suoi UCS al model di NC ed è quindi piuttosto comodo ricorrere alla creazione in ambiente CAD del sistema di riferimento ritenuto adatto all’elaborazione delle procedure.

Si consideri il modello riportato in figura. Si tratta di un file esportato da un progetto di divisione e successivamente predisposto per la lavorazione. Per esigenze di azzeramento si ritiene, ad esempio, che lo staffaggio di tale modello in NC dovrebbe avvenire mediante un sistema di riferimento con l’origine al centro del foro in alto a sinistra, la direzione X verso il vertice in basso a sinistra e la Y verso il vertice in alto a destra. Si provvede alla generazione dell’Ucs desiderato con riferimento – sistema di riferimento – per geometria.

Una volta esportato in ambiente NC, il pezzo si dovrebbe presentare in questo modo. L’esportazione avviene con file- esporta – in NC oppure con la creazione di un nuovo documento NC e l’avvio della funzione carica modello (primo tasto della guida NC).

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Altro esempio è rappresentato dal modello successivo: si ponga il caso in cui si disponga di una macchina operatrice a 3 assi e si debba elaborare la programmazione NC necessaria. Il modello è stato predisposto con la generazione di tutti gli UCS necessari e produrrà, forzatamente, un totale di 3 documenti NC per essere elaborato. In sostanza vale la regola che, in caso di fresature a 3 assi, ad ogni piazzamento corrisponde un documento diverso.

Le fresatrici a più di 3 assi permettono un unico staffaggio per un modello di questo tipo ed è quindi possibile generare un unico file NC che contenga tutte le lavorazioni necessarie. Nonostante vi siano altri metodi per l’operazione di caricamento delle matematiche che prevedono la roto-traslazione dei modelli mediante valori di coordinata fino ad ottenere il posizionamento corretto in relazione al model, si ritiene che la generazione di appropriati UCS prima dell’inizio del lavoro sia particolarmente semplice e chiara e, quindi, consigliabile. Si tenga conto che per modelli semplici o in caso di non possesso del modulo di modellazione CAD (NC solution), è possibile modellare direttamente l’oggetto nell’ambiente CAD del file NC già correttamente orientato rispetto al model e quindi, per così dire, già staffato.

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3.2 Nc setup Lo staffaggio del modello determina l’Nc setup del documento in fase di elaborazione che consiste in una sorta di cuore del calcolo dei movimenti che verranno eseguiti; di norma, come già accennato in precedenza, le macchine operatrici a 3 assi richiedono un diverso setup per ogni staffaggio in quanto il pezzo viene fisicamente riposizionato sulla tavola di lavoro della macchina e si procede necessariamente ad un nuovo azzeramento.

Nel menù processo Nc si trova la voce setup Nc che permette di visualizzare lo stato delle impostazioni attive nel documento corrente; in buona parte dei casi e per effetto delle operazioni di staffaggio suggerite in precedenza, l’impostazione del setup del documento è associata a model.

In un documento ancora privo di cartelle percorso utensile che utilizzino il setup impostato è possibile variare il sistema di riferimento di setup semplicemente premendo il tasto evidenziato in figura e selezionando l’UCS desiderato nel menù a tendina che compare o direttamente in area grafica. In questo modo si ottiene che il sistema di riferimento indicato svolga, a tutti gli effetti, la funzione di model. La variazione di setup è particolarmente utile nel caso in cui non si disponga di un sistema di riferimento adatto al posizionamento già presente nel modello e si sia costretti a caricare le geometrie con uno “staffaggio provvisorio” che dovrà essere necessariamente modificato. In questo caso si può procedere all’acquisizione delle geometrie utilizzando l’unico UCS di cui si dispone e concludendo con esso la funzione di carica modello.

Ovviamente lo staffaggio così ottenuto non è corretto, ma in questo modo sarà possibile accedere ai comandi classici di generazione dei sistemi di riferimento per realizzare l’UCS desiderato che potrebbe essere quello mostrato in dettaglio generato mediante la funzione centro geometrico.

A questo punto è possibile ricorre alla funzione setup NC contenuta nel menù processo NC per selezionare il sistema di riferimento appena creato come nuovo sistema di riferimento di setup.

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Una volta completata l’operazione il pezzo si presenterà orientato nel modo rappresentato in figura richiamando la vista isometrica.

Quello descritto è un procedimento importante da conoscere in particolare per i possessori della sola licenza NC di Cimatron E che non hanno la possibilità di accedere direttamente ai documenti parte nei quali potrebbero procurare il sistema di riferimento necessario a monte del caricamento delle geometrie nel file di controllo numerico. Il sistema di riferimento selezionato, di fatto, sostituisce model agli occhi del sistema e permette la realizzazione del lavoro.

Nota importante: Il setup NC identifica la posizione del modello sulla tavola di lavoro della macchina a controllo ed è unico per ciascun documento NC di Cimatron. In altre parole non è possibile utilizzare più di un setup nello stesso documento. Qualora si sia in possesso di frese a più di 3 assi o a macchine operatrici a 3 assi di posizionamento sarà ovviamente possibile utilizzare diversi sistemi di riferimento per il calcolo delle procedure che si rivolgono alle diverse parti del modello. Tali sistemi di riferimento dovranno essere resi attivi man a mano che si procede con il lavoro in modo da ottenere i movimenti corretti (le procedure possono utilizzare UCS diversi da quello di setup) e dovranno essere creati prestando attenzione ai movimenti che la macchina è in grado di fare: ad esempio con una fresa che ruoti la tavola di lavoro attorno all’asse delle Y per orientare il pezzo diversamente, sarà indispensabile realizzare i diversi UCS in modo che essi siano sempre rotazioni attorno all’asse delle Y del sistema di riferimento di setup. In questo modo il programma di post processazione viene messo in condizioni di calcolare la matrice di rototraslazione che parte dall’orientamento di base e arriva al nuovo posizionamento in modo corretto e ottenibile con la macchina cui esso è destinato. Di fatto si potrebbe presentare il caso (senza dubbio più frequente in caso di macchine con più di 3 assi, per non dire esclusivo di queste) in cui il sistema di riferimento di setup non viene mai utilizzato per il calcolo dei movimenti, ma esso svolge il solo ruolo di posizionamento sul banco di lavoro della macchina operatrice.

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4 PROCESSO 4.1 Utensili Per definizione degli utensili si intende la fase di trasmissione al programma delle caratteristiche geometriche e tecnologiche degli utensili a disposizione dell’utente. Cimatron E suggerisce tale operazione come immediatamente successiva al caricamento delle geometrie da lavorare, ma la finestra di dialogo di generazione degli utensili può essere richiamata in qualunque momento anche durante la fase di impostazione o modifica di una qualsiasi procedura. Gli utensili definiti all’interno di un documento NC sono ad esso vincolati e non appartengono, quindi, di default, a tutti i nuovi processi; tuttavia è possibile ricorrere ad una libreria generica presente dal momento dell’installazione del software, ad un qualsiasi altro file NC di Cimatron E oppure ai file XML eventualmente generati in una precedente sessione di lavoro per ricavare utensili già definiti in precedenza.

Altro file ELT: riferimento ad altri documenti NC di Cimatron E File XML: riferimento ad un file formato XML precedentemente generato in un’altra sessione di lavoro che può contenere un singolo utensile o più utensili. Libreria utensili: riferimento alla libreria interna di Cimatron.

Una volta selezionata la fonte preferita, il programma visualizzerà una finestra che mostrerà l’elenco degli utensili disponibili permettendo la scelta di una parte di essi o di tutti per procedere alla fase di importazione nel documento attuale. In relazione al fatto che la libreria di Cimatron E non permette aggiunte o cancellazioni di utensili, è consigliabile definire in modo accurato gli utensili fisicamente acquistati e a disposizione dell’officina e memorizzarli in un singolo documento personale che diverrà, in tal modo, una sorta di “libreria personale” modificabile in ogni momento. La definizione di tale libreria potrebbe partire da zero oppure avvalersi di alcuni dati già presenti in quella di Cimatron E. La libreria poterebbe essere realizzata sia in formato ELT (normale documento NC di E) oppure in formato XML (senza la generazione di documento NC dedicati); il formato XML permette inoltre di generare una libreria di pinze cui fare riferimento durante la definizione di nuovi utensili o durante l’aggiornamento della libreria personalizzata. Il ricorso a queste due soluzioni dà, inoltre, la possibilità di generare un numero indefinito di librerie che potrebbero essere associate alle macchine a controllo qualora se ne possedesse più di una.

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Il comando utensili mostra la finestra di dialogo visualizzata di seguito che è di interpretazione piuttosto semplice.

Di particolare importanza sono i tre tasti funzione presenti sotto l’elenco degli utensili:

il primo a sinistra accede alla modifica dei parametri dell’utensile attualmente selezionato in elenco, il secondo ne crea uno nuovo e il terzo cancella quello indicato. La cancellazione è possibile solo nel caso in cui non vi siano procedure che utilizzano

l’utensile che si vuole eliminare (in uso), Cimatron E distingue tali utensili dagli altri mediante un punto esclamativo a destra del nome ed è in grado di visualizzare in elenco i soli utensili utilizzati mediante il

ricorso al tasto . Il settore alla base della finestra di dialogo contiene tre schede che racchiudono l’intero insieme dei campi compilabili per la completa definizione di un nuovo strumento; alcuni di essi sono di importanza fondamentale per il corretto funzionamento del programma e altri, invece, sono di utilizzo facoltativo.

Cimatron E permette la definizione di 6 categorie di utensili suddivise in tre tipi: piatti, sferici e toroidali che possono essere cilindrici o conici, più eventuali utensili speciali quali le frese a palla e quelle a T.

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La prima scheda (nella figura precedente) è quella mostrata di default e contiene campi essenziali quali il diametro, il raggio di base (toroidali), l’angolo di conicità, la lunghezza dei taglienti lungo il gambo, la lunghezza fuori pinza e il numero utensile che indica la sua posizione nel magazzino interno della macchina operatrice e che è essenziale al corretto svolgimento dei cambi utensile automatici. E’ presente anche il settore geometria stelo che compare solo nel caso in cui sia attivata la casellina corrispondente e che contiene i parametri relativi alla definizione dell’eventuale cono di rinforzo dell’utensile tipico di certe frese dedicate più frequentemente alla finitura. Si notino inoltre i campi relativi ai valori compensazione diametro e compensazione lunghezza. Prima della versione 8 di E tali valori dovevano essere necessariamente uguali, mentre adesso possono essere impostati in modo indipendente e la relazione tra i due viene regolata dalla voce delle preferenze presente in strumenti / preferenze / NC / valori di default.

La seconda e la terza scheda si rivolgono ai parametri di rotazione, velocità di avanzamento e taglio, percentuali di variazione di tali velocità in relazione alle caratteristiche geometriche del percorso o alla tipologia di movimento e vari passi impostati nel gruppo parametri movimento già descritto nel paragrafo riguardante la finestra di dialogo di compilazione delle procedure. In effetti, si tratta di un’effettiva duplicazione di tali valori che possono essere regolati singolarmente nelle procedure oppure essere ricavati da quelli inseriti nella scheda dell’utensile in uso.

La pressione del 3° tasto del mouse dalla finestra delle procedure mostra i comandi relativi alla compilazione dei parametri mediante i valori della scheda utensile.

Nella quasi totalità delle procedure disponibili, Cimatron E controlla costantemente i movimenti della fresa per evitare che la pinza o il mandrino collidano con il materiale in corso di lavorazione; è cura dell’utente definire con precisione l’aspetto e l’ingombro della pinza e del mandrino della sua macchina operatrice per poter sfruttare appieno questa preziosa caratteristica del sistema.

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A questo scopo si riferisce la terza scheda utensile che viene attivata dal segno di spunta posto alla voce usa pinza della finestra di dialogo.

La definizione della pinza e del mandrino avviene mediante la definizione di una sequenza di moduli che concorrono alla formazione dell’intero gruppo dato dall’utensile e dai suoi dispositivi di fissaggio. In relazione alla complessità della forma di tale gruppo, l’utente ha la facoltà di utilizzare le due voci proposte dal programma, di aggiungerne di nuove o di eliminarne qualcuna; ognuna di tali voci definisce un “modulo” a parte costituito da un diametro inferiore, da uno superiore, da un’altezza del cono (distanza tra i due diametri) e da un’altezza totale che può essere maggiore di quella del cono e che determinerà la realizzazione di una parte cilindrica a partire dal diametro superiore.

Durante l’immissione dei dati si ha la possibilità di controllare visivamente l’aspetto della pinza e del mandrino per controllare la correttezza dei valori inseriti semplicemente premendo il tasto applica nella finestra di dialogo e impostando la vista frontale. Nota: La definizione della pinza può essere inizialmente laboriosa; in caso di aggiunta di un nuovo utensile è consigliabile selezionare dall’elenco quello la cui definizione della pinza è più vicina alle caratteristiche desiderate e poi procedere con la selezione del comando di realizzazione di un nuovo strumento. In questo modo Cimatron E caricherà automaticamente la pinza rilevata al nuovo utensile è sarà sufficiente inserire le eventuali modifiche presenti.

Si noti la presenza del tasto che accede ad un browser con il filtro per la sola lettura dei file XML con il quale raggiungere e selezionare un file precedentemente salvato e contenente un certo numero di pinze (associate ad altrettanti utensili) tra le quali selezionare quella desiderata per la definizione della nuova fresa. Di tale utensile verrà importata la sola geometria relativa alla pinza.

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4.2 Esportazione in XML Come più volte accennato, è possibile esportare uno o più utensili (e relative pinze se esse sono presenti) in un file di riferimento in formato XML che può essere utilizzato per future importazioni in altri documenti di lavoro.

Tale funzione è avviata dai due tasti che avviano il processo di esportazione per il solo utensile selezionato (tasto a sinistra) o per tutti gli utensili del documento attivo (tasto a destra) in ambedue i casi il programma visualizza una finestra di dialogo dove stabilire la posizione su disco e il nome da associare al file in questione.

La selezione di uno di questi file in fase di importazione visualizzerà la normale finestra di dialogo contenente gli utensili rinvenuti dal sistema nel file XML e disponibili per il caricamento nel documento di lavoro attivo.

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4.3 Percorso utensile Per percorso utensile. si intende un insieme composto da una o più procedure con la caratteristica comune di appartenere allo stesso tipo di fresatura (a 2.5, a 3 o a più assi). Le fresatrici possono essere a 2 assi e mezzo (macchine in grado di eseguire lavorazioni con variazione simultanea delle sole coordinate X e Y mentre il valore Z rimane costante) o a 3 e più assi (macchine in grado di eseguire procedure che prevedono la variazione contemporanea di tutti e tre i valori di coordinata). Com’è intuibile, le lavorazioni operate dalle fresatrici a 2.5 assi sono adatte alla realizzazione di pezzi caratterizzati dalla presenza di sole superfici piane orizzontali o verticali, mentre le altre macchine operano anche su superfici inclinate o curve. Nota: E’ interessante puntualizzare che, comunque, la caratteristica lavorazione a Z costante tipica dei 2 assi e mezzo è presente in moltissime fasi della lavorazione a 3 assi; in sostanza solamente due sono i tipi di movimento che la fresa può compiere; quello a Z costante e quello a Z variabile. La combinazione di queste tecniche esegue la totalità delle operazioni necessarie alle lavorazioni a controllo numerico.

Cimatron E propone, dopo aver acquisito le geometrie e dopo aver definito gli utensili a disposizione, la creazione del primo percorso utensile. Un intero programma NC può essere costituito da uno o da più percorsi in relazione alle esigenze e alle preferenze dell’utente.

Ad esempio, una lavorazione classica a 3 assi costituita da una sgrossatura, una prefinitura, una finitura e una ripresa può trovare una archiviazione efficace e chiara in un solo percorso, mentre lavorazioni più complesse che richiedono molte più procedure possono essere organizzate in più cartelle per una più facile consultazione e controllo. .

La funzione genera la seguente finestra di dialogo: Il nome della cartella è facoltativo, ma non può superare gli 8 caratteri e non può contenere spazi; Cimatron E applica la sigla TP (toolpath – percorso utensile) in modo automatico associandovi il nome del sistema di riferimento attivo che, nella maggior parte dei casi, coincide con model (vedi le considerazioni fatte riguardo il setup NC). La casella tipo permette la selezione del tipo di fresatrice utilizzata. Micro fresatura provoca la creazione di un percorso utensile con procedure e strategie specifiche per pezzi di piccole dimensioni che devono essere lavorati con tolleranze di calcolo particolarmente piccole. Sis.rif. associa un sistema di riferimento alla cartella che verrà mantenuto per tutte le procedure in essa contenute salvo modifiche locali alle singole lavorazioni. Punto stabilisce le coordinate del punto iniziale dell’utensile e determina l’azzeramento. I valori proposti sono regolati dalle preferenze NC e si riferiscono al sistema di riferimento attivo.

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Di rilievo è il controllo del valore sicurezza che sarà il riferimento di default per tutti i movimenti in rapido che la macchina dovrà compiere; Cimatron E permette un controllo visivo del valore impostato mediante la comparsa di un piano semi-trasparente sul modello posto all’altezza indicata dal campo. Alla voce strumenti / preferenze / NC / valori di default sono presenti dei parametri che controllano il comportamento del programma per l’autodeterminazione della Z di sicurezza; Cimatron è sensibile alle geometrie del modello visibili in area grafica al momento della generazione del percorso utensile e si comporta di conseguenza.

Nell’immagine si vede un esempio di impostazione che forza il sistema a determinare il piano di sicurezza ad un valore di Z 10mm al disopra del punto di massima Z del modello; è possibile aggiungere un ulteriore margine di controllo.

In considerazione del fatto che una caratteristica essenziale di una buona programmazione è, senza dubbio, la rapidità di esecuzione, è interessante cercare di regolare la sicurezza non molto al di sopra del massimo valore di Z raggiunto dal modello per evitare che la fresa debba percorre molta strada ad ogni movimento in rapido (movimento di trasferimento in zone diverse del modello non a contatto con il materiale). Il valore inserito potrà comunque essere modificato in qualunque momento semplicemente modificando la voce relativa al percorso che compare nel gestore di processo una volta chiusa l’operazione.

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4.4 Definizione della Parte Nella presentazione dell’interfaccia del sistema si è accennato al fatto che Cimatron E permette la visualizzazione dello stato del grezzo a valle delle lavorazioni eseguite; il calcolo viene effettuato generando un file STL (triangolazione) di partenza (definizione del grezzo – paragrafo seguente -) al quale viene sottratto il volume della fresa nelle varie posizioni che essa assume per effetto dei movimenti. Lo stato del grezzo così ottenuto presenta la condizione finale del materiale, ma non permette un’eventuale verifica della correttezza delle lavorazioni in quanto il motore di calcolo CAM di E non è mai a conoscenza del modello CAD elaborato.

Il calcolo dei movimenti della fresa viene infatti eseguito su un’approssimazione per triangoli delle sole superfici associate alla lavorazione e limitatamente ai contorni eventualmente selezionati come limite. Inoltre va già fatto presente, e verrà ribadito più avanti, che il file STL di visualizzazione del grezzo residuo è piuttosto approssimativo e rappresenta un compromesso tra il livello di precisione e i tempi di attesa per la sua elaborazione.

Se fosse possibile disporre di un file STL modellato sulle superfici reali del modello di partenza si potrebbe pensare di confrontarlo con lo stato del grezzo residuo e stabilire la correttezza delle lavorazioni eseguite in termini di distribuzione residua di materiale. Il programma di simulazione e verifica che verrà commentato più avanti nel manuale, si incarica appunto di questo confronto e necessita della conoscenza del modello nello stesso formato con cui viene elaborato il grezzo: il formato STL, per generare il quale viene attivata la procedura parte che compare immediatamente dopo il comando percorso utensile visto in precedenza.

La funzione seleziona in modo automatico tutte le superfici visibili in area grafica (è comunque possibile pulire la selezione effettuata – tasto reset selezione – e procedere in modo manuale per eludere eventuali geometrie estranee al pezzo).

Tenuto conto che il file STL generato dalla funzione non viene utilizzato mai se non durante l’eventuale esecuzione della verifica finale, la realizzazione effettiva del calcolo a questo punto del processo risulta piuttosto superflua e può essere tranquillamente evitata selezionando il tasto salva e chiudi presente nella finestra di dialogo.

In questo modo il programma rileva il numero di ID di ciascuna superficie del modello e lo memorizza senza passare alla generazione della triangolazione che, nel caso di modelli di una certa dimensione, richiede comunque un certo tempo di attesa.

La procedura parte verrà visualizzata nel gestore processo NC nel modo seguente.

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4.5 Definizione del grezzo

La definizione del grezzo è un momento importante della programmazione in quanto le procedure di sgrossatura e pre-finitura vi faranno costantemente riferimento; si tratta di indicare al sistema le dimensioni e l’aspetto del materiale che si desidera porre alla fresa come condizione di partenza. Il programma realizzerà un file STL corrispondente e lo inserirà come elemento di calcolo nelle procedure di lavorazione IMPORTANTE: Senza la preventiva definizione del grezzo le procedure di sgrossatura non possono essere eseguite in nessun caso. In buona parte dei casi il grezzo consiste in un blocco di materiale opportunamente dimensionato in grado di contenere il pezzo da ottenere in ogni sua parte e in grado di essere ancorato stabilmente al piano di lavoro; spesso tale blocco è in forma di parallelepipedo e può essere emulato dal sistema con l’opzione box di contenimento o box. L’opzione box di contenimento (in figura) riprende esattamente le dimensioni di un parallelepipedo con le 6 facce poste ai valori di massimo ingombro del modello nelle 6 direzioni degli assi (positivi e negativi); è possibile indicare un valore globale di offset che il programma applicherà a tutte le facce del grezzo in modo uniforme. L’opzione box parte da una situazione identica, ma definisce il grezzo mediante i valori di coordinata di due punti diagonalmente opposti (vertice in basso a sinistra e in alto a destra del solido risultante); le variazioni di coordinata permettono l’ottenimento di offset diversificati delle facce.

Le condizioni di partenza per un percorso di lavorazione possono essere molto diversificate e, senza dubbio, non sempre la forma del blocco di materiale è rappresentabile con un parallelepipedo delle dimensioni adattate a quelle del modello che “contiene”; spesso si è in presenza di grezzi irregolari o di forma e dimensioni predefinite oppure di grezzi sagomati (processi di lavorazione su pezzi di fusione) o altro. Per questa ragione Cimatron dispone di diverse tecniche per la determinazione del grezzo di partenza:

Il grezzo può essere anche definito per superfici mediante la selezione delle facce di un oggetto modellato appositamente a tale scopo cui potrebbe essere stato dedicato un set particolare per controllarne la visualizzazione.

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Anche in questo caso il sistema offre la possibilità di impostare un offset globale delle superfici del grezzo. In considerazione di questo, è possibile selezionare direttamente le facce del modello e imporre un valore offset adeguato nel caso si operi con grezzi sagomati.

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Il grezzo può essere definito anche da un contorno specificando i valori di Z inferiore e superiore che ne delimitano l’ingombro. Anche in questo caso può essere indicato un valore di offset che il programma applica al contorno selezionato ( 3° tasto del mouse per avere aiuto alla selezione dei contorni).

Nota: L’opzione da file presente nella tendina di tecniche di realizzazione del grezzo, permette di utilizzare come grezzo un file STL salvato precedentemente dal programma di simulazione a patto che esso sia stato calcolato con un sistema di riferimento coerente con quello attivo al momento. La funzione multi asse è rivolta agli utenti in possesso di macchine a più di 3 assi di posizionamento che hanno così la possibilità di generare il grezzo in un percorso utensile relativo ad un certo staffaggio sulla base del grezzo residuo dalle lavorazioni già eseguite su uno staffaggio diverso.

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4.6 Generazione di procedure – tecnologie A questo punto si è giunti all’acquisizione degli elementi minimi necessari per l’avvio del processo vero e proprio di programmazione: la generazione di procedure. Il lavoro di programmazione NC segue molto da vicino la sequenza logica delle operazioni necessarie al conseguimento del risultato finale che verrebbero affrontate operando in modo manuale: si parte cioè da una prima lavorazione che tende ad asportare in modo efficace e veloce la maggior parte di materiale possibile (sgrossatura) procedendo via via con operazioni successive che portano gradualmente il pezzo verso la condizione ideale per le procedure di finitura, ovvero lavorazioni caratterizzate dall’asportazione di piccole quantità di materiale distribuito in modo tendenzialmente uniforme sulle superfici da processare. E’ compito delle sgrossature e delle pre-finiture portare il materiale alle condizioni giuste per poter essere lavorato in finitura, arrivare ad avere cioè una quantità di sovrametallo sufficientemente costante per garantire uno sforzo uniforme all’utensile incaricato delle ultime lavorazioni. Nonostante valga la regola generale secondo cui l’utensile di diametro maggiore opera meglio (più stabile, consente incrementi maggiori influenzando in modo positivo il tempo macchina finale, meno soggetto ad usura ecc.) spesso gli utensili di finitura sono necessariamente piuttosto piccoli per poter assecondare le caratteristiche geometriche del modello ( raccordi, classicamente). Portare l’oggetto ad avere un sovrametallo costante permette a questi utensili di lavorare in modo ottimale a vantaggio della qualità finale del prodotto. Cimatron E è fornito di un motore di calcolo progettato per ottenere lavorazioni con una gestione dei movimenti ottimale per un rapido raggiungimento del risultato nel pieno rispetto della qualità di esercizio. Come introdotto in testa al paragrafo, l’intero flusso di operazioni necessarie ad una programmazione NC si riduce a non molte fasi che rappresentano una sequenza tipica in grado di soddisfare una larghissima maggioranza di programmazioni; è compito di questo manuale illustrare, con diversi gradi di approfondimento, il processo in esame.

L’impostazione di una procedura si avvia mediante il tasto funzione presente in guida NC riportato in figura o, ad esempio, con la semplice pressione del 3° tasto del mouse selezionando crea procedura.

Come primo passo si impone la scelta della tecnologia adeguata alla fase di lavorazione in corso; l’elenco delle tecnologie presenti nel sistema riporta in modo evidente le considerazioni fatte riguardo la sequenza di operazioni necessarie.

Si noti, infatti, la successione delle prime 3 voci: sgrossatura – finitura – ripresa che ripercorrono idealmente la lavorazione classica esposta in precedenza (nel gruppo di procedure sgrossatura sono comprese le sgrossature vere e proprie e le operazioni di pre-finitura - o ri-sgrossatura -, mentre nel gruppo finitura si trovano le procedure di fresatura diretta di superfici). La combinazione della tecnologia scelta e della sua modalità di esecuzione (sub selezione) determina il tipo di calcolo che il programma dovrà eseguire e la conseguente comparsa dei parametri necessari che si mostreranno secondo le modalità descritte in interfaccia utente.

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In immagine un esempio di impostazione della tecnologia che seleziona una sgrossatura a spirale, sicuramente una delle più frequenti tipologie utilizzate per iniziare il lavoro. Nota: In generale si può affermare che le sgrossature e le ri-sgrossature sono dedicate all’asportazione di volumi più o meno significativi e procedono sempre per movimento a Z costante, mentre le finiture spesso sono caratterizzate da movimenti a Z variabile in quanto dedicate all’asportazione di piccole quantità di materiale lungo il percorso suggerito dalla forma stessa delle superfici del modello. Determinata la tecnologia si procede al passo che, seguendo le impostazioni di Cimatron E, consiste nella selezione delle geometrie da associare alla procedura (il programma apre la finestra di dialogo già in questa fase).

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4.7 I contorni

Il contenuto della finestra di selezione delle geometrie cambia in relazione alla tecnologia indicata; in qualche caso si può presentare come in figura (sgrossatura) in qualche altro le voci possono essere diverse. E’ importante sottolineare che la logica con cui l’indicazione di geometrie è impostata risponde alla frase: lavora queste superfici limitatamente a questi contorni, ovvero vengono indicate al sistema le superfici da lavorare (superfici parte) e uno o più contorni che limitano la zona dell’intervento. Una parola va spesa in relazione al corretto utilizzo dei contorni; un click sul contatore dei contorni (evidenziato dalla freccia in figura) provoca la comparsa della finestra di selezione.

Le voci su – dentro e fuori indicano la posizione relativa al contorno che l’utensile assumerà nel suo movimento estremo (ad esempio: la spirale più esterna in una lavorazione a spirale o la fine corsa di una passata in una fresatura a passate parallele).

Con la pressione del 3° tasto del mouse si accede alla tendina di appoggio alla selezione dei contorni che presenta le medesime voci incontrate nella modellazione CAD di curve composte; Cimatron E tende in modo automatico a preferire i concatenamenti globalmente perpendicolari alla direzione di discesa della fresa (asse Z). Nota: I contorni sono sempre visti dal programma in proiezione sul piano di lavoro indipendentemente dalla loro posizione in Z e possono quindi essere eventualmente modellati sul piano attivo o su un piano di riferimento esterno al modello. Nelle operazioni di contornatura o profilatura a 3 assi le geometrie 2d dei contorni sono proiettate sulle facce del modello fornendo in tal modo le curve 3d necessarie al calcolo dei movimenti. Nel menù a tendina visualizzato in figura si notano due accessi diretti alle feature di modellazione di sketch e curve composte che permettono di generare tali geometrie senza uscire dalla fase di impostazione della procedura. Le feature relative verranno normalmente aggiunte all’albero delle feature del documento attivo visibile nel modo cad del file.

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Il termine su determina che l’utensile si porta, nel suo movimento estremo, ad avere l’asse di rotazione sovrapposto al contorno. La presenza di eventuali valori di offset positivo o negativo rispettivamente limiteranno o aumenteranno l’area di intervento della fresa.

I termini dentro o fuori nelle tecnologie di sgrossatura, e in parte di quelle di finitura, sono riferiti sempre ed esclusivamente all’area da lavorare che viene identificata dal sistema e controllano la posizione dell’utensile in modo da porlo in tangenza con il contorno fornito. La presenza di eventuali valori di offset positivo o negativo rispettivamente limitano o aumentano l’area di intervento della fresa.

Nell’immagine la procedura è stata eseguita fornendo a Cimatron E una coppia di contorni che identificano, naturalmente, come area da lavorare quella compresa tra i due. Per questa ragione per ambedue le geometrie è necessario impostare l’utensile con il valore dentro. Se, infatti, il secondo contorno della figura (il cerchio centrale) fosse stato inserito con il parametro fuori l’utensile avrebbe comunque lavorato l’area compresa tra i due contorni (l’area di lavoro è in ogni caso quella), ma lo avrebbe fatto portandosi, nel suo movimento estremo, completamente al di fuori di essa, cioè dentro il cerchio centrale. La selezione del concatenamento desiderato implica una prima colorazione in evidenza del medesimo, ma questo non significa che esso è acquisito dal sistema: è necessario premere il 2° tasto del mouse al termine della selezione e verificare che il contorno indicato appaia di colore viola e con penna grossa e che il contatore della finestra indichi che Cimatron E è pronto alla selezione del contorno successivo (in figura il contorno viola è confermato come primo e il programma è in attesa del secondo).

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La modifica dei parametri relativi al contorno (posizione utensile, offset) avviene mediante lo scorrimento delle freccette poste sopra il contatore della finestra di selezione (verso sinistra per il precedente, verso destra per il successivo) fino all’evidenziazione del contorno desiderato in colore verde.

A questo punto è possibile modificare il valore dei parametri o, all’occorrenza, rimuovere il contorno evidenziato mediante il 3° tasto del mouse e la scelta del comando deseleziona il contorno. Nota: La funzione reset selezione del medesimo menù a tendina comporta l’annullamento di tutte le selezioni eseguite.

4.8 Le superfici Le superfici rappresentano un elemento essenziale per il calcolo dei movimenti della fresa e, come già accennato a proposito della definizione della parte, le sole superfici che il motore di calcolo tiene in considerazione sono quelle associate alla procedura; solo su di esse, infatti, verrà avviata l’approssimazione per triangoli. Le procedure di sgrossatura richiedono, nella finestra relativa alle geometrie, la selezione delle superfici parte che sono quelle che verranno lavorate; tali superfici possono essere, se necessario, suddivise fino a 6 gruppi per un’eventuale gestione diversificata della quantità di sovrametallo da mantenere su di esse (la gestione avanzata dell’offset verrà illustrata più avanti nel manuale).

La selezione delle superfici procede in modo assolutamente tradizionale (ricorso alla selezione singola, alle finestre di selezione nelle diverse modalità di funzionamento – menù edita / modo selezione - ) con l’aggiunta dell’opzione tutto visibile che seleziona tutte le geometrie completamente o parzialmente comprese in area grafica; le diverse opzioni sono disponibili con la pressione del 3° tasto del mouse. L’immagine mostra anche la presenza di un filtro di selezione per criteri con il quale è possibile ricorrere alla selezione delle superfici in relazione a loro specifiche caratteristiche quali il colore, il set di appartenenza ecc. Le geometrie selezionate diventano di colore rosso, ma NON SONO ancora associate alla procedura; per completare la selezione delle entità è necessario premere il 2° tasto del mouse oppure selezionare la voce termina selezione visibile nel menù di cui sopra. Le geometrie selezionate assumono il colore verde scuro, il programma esce dalla modalità di selezione e il contatore delle geometrie presenta un valore diverso da 0.

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Nota: A proposito della selezione delle superfici è opportuno tenere presente che l’opzione tutto visibile tiene conto delle sole geometrie “visibili”, vale a dire delle geometrie presenti in area grafica anche solo parzialmente; per questa ragione è necessario prestare attenzione nel portare l’intero modello (o la parte che di esso interessa) all’interno del video prima di attivare il comando per evitare l’esclusione accidentale di qualche geometria che risulterebbe potenzialmente molto dannosa: le geometrie non associate alla procedura non esistono per Cimatron e la loro assenza potrebbe portare a lavorazioni non corrette se non addirittura dannose.

E’ raccomandabile controllare sempre la corretta selezione delle geometrie prestando attenzione al colore esse assumono una volta selezionate. In figura un esempio di selezione non corretta effettuata con tutto visibile durante uno zoom troppo vicino al modello.

Nelle procedure di sgrossatura, nella maggior parte dei casi, la selezione di tutte le superfici del modello si rende indispensabile, ma è bene tenere presente che il programma lancia il calcolo di approssimazione su tutte le geometrie selezionate indipendentemente dal fatto che esse rientrino o no nell’area di lavoro (area indicata al programma con dei contorni, ad esempio).

In questo caso il calcolo di triangolazione delle facce esterne all’area di lavoro risulta superfluo e, se in presenza di modelli molto grandi, rappresenta una perdita di tempo. La selezione delle sole superfici “locali” incluse nei contorni limite, in modo particolare per le procedure di finitura, è sicuramente consigliabile; ferme restando le considerazioni fatte in precedenza per qual che riguarda l’attenzione da porre in questa fase.

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4.9 Sgrossature La procedura di sgrossatura consiste nella suddivisione, da parte del sistema, del volume da rimuovere in tanti piani paralleli quanti sono i multipli del passo in Z fornito dall’utente all’interno dell’intervallo di Z superiore ed inferiore stabilito dalle selezioni. Ad ogni piano verrà identificata un’area o più aree di intervento all’interno delle quali saranno calcolati i movimenti della fresa adatti alla completa rimozione del materiale prima del passaggio al piano successivo. In mancanza di indicazioni (l’inserimento di contorni, in sgrossatura, è opzionale) il programma identifica come limite estremo quello costituito dal contorno del grezzo e accede alla lavorazione di ogni singolo piano dall’esterno in virtù del fatto che riconosce come grezzo (quindi privo di materiale intorno) il concatenamento rinvenuto.

La figura mostra chiaramente come l’utensile si sia mosso a Z costante in ogni singolo piano e come parte dei movimenti sia stata eseguita all’esterno del contorno del grezzo. Comunicare a Cimatron E la presenza di uno o più contorni significa identificare aree di intervento alle quali il programma accederà solamente dall’interno proprio perché non riconosciute come “grezzo”. Uno sguardo ai parametri impostati per la sgrossatura mostrata in figura è possibile nell’immagine di seguito.

L’offest sup. parte indica la quantità di sovrametallo che la lavorazione lascerà sulle superfici lavorate; la sua asportazione potrà avvenire con successive ri-sgrossature (pre- finiture) o, nei casi che lo consentono, direttamente con finiture. La tolleranza superfici controlla l’approssimazione con cui il sistema elabora le geometrie associate alla procedura; si tratta di una triangolazione (le geometrie vengono idealmente suddivise in tanti triangoli – piccole superfici piane – e su di essi verrà poi effettivamente calcolato il movimento dell’utensile) che approssima la forma del modello in modo più o meno accurato in diretta relazione con il valore indicato. Il valore esprime la massima distanza che ogni singolo triangolo può avere rispetto alla faccia da approssimare. Il metodo approssimazione (parametro visibile nella gestione avanzata)

stabilisce i vincoli cui la triangolazione dovrà soggiacere: per tolleranza (commentata sopra), per tolleranza più lunghezza in cui i triangoli oltre ad avere una massima distanza dalle superfici non potranno avere una lunghezza maggiore di quella indicata. Questo secondo metodo è da tener presente nei casi un cui la curvatura delle facce sia molto ampia e, pur mantenendosi entro il valore di tolleranza espresso, il programma genera dei triangoli troppo grandi che comportano una lavorazione di aspetto “sfaccettato”.

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La tolleranza influenza in modo determinante il tempo di calcolo della procedura e, nel caso di sgrossature o ri-sgrossature che dovessero lasciare più di 0.1 di offset dalle superfici, è consigliabile impostare un valore di 0.1, mentre nel caso in cui si operi con offset inferiore a 0.1 o uguale a 0 (finiture), il valore deve essere impostato a 0.01 (si consideri che il parametro si potrebbe esprimere come errore massimo tollerato nel calcolo dei movimenti).

La strategia ottimizzata affida al motore di calcolo della procedura la scelta dei movimenti da eseguire livello per livello (piani in Z) in base alle condizioni trovate; l’utente, ha la facoltà di operare delle scelte selezionando la casella del

parametro e scegliendo l’altra opzione fornita dal sistema. Sarà possibile, togliendo il segno di spunta alla voce desiderata, impedire il ricorso a quella strategia. Nella sgrossatura a spirale di punzoni (rilievi) ed in assenza di contorni limite, il sistema è ovviamente portato ad eseguire gli ingressi nel materiale dall’esterno del grezzo evitando piantate ed ingressi in rampa (sezione punti entrata e uscita); in certi casi questo può voler significare la presenza di un certo numero di brevi passate prima che sia possibile eseguire una spirale completa attorno alle geometrie; ciascuna di queste passate determina un movimento in rapido in caso sia selezionata la lavorazione per concordanza o discordanza (la fresa lavora solo con il materiale a destra o a sinistra rispetto al verso di avanzamento.

Per ovviare a questo comportamento è possibile ricorre al controllo limite il numero delle passate / cambia strategia SE#pass. che genera un movimento di regione locale (spirale locale) se il numero delle passate calcolate risulta maggiore del valore immesso.

4.10 Sgrossature – passo verticale Per passo verticale si intende il passo in Z ovvero l’incremento o la distanza in Z che i livelli di intervento hanno tra loro; come da definizione di sgrossatura, la profondità del volume che la procedura deve rimuovere (distanza dal valore più alto di Z a quello più basso) viene suddivisa in multipli del passo verticale impostato. Nel caso mostrato in figura, il tipo di passo verticale è fisso, in sostanza il calcolo avviene strettamente come definito e questo comporta che alcuni piani orizzontali che si trovano ad una profondità incompatibile con il valore di passo verticale non vengano correttamente lavorati (risultino avere uno spessore di sovrametallo maggiore di quello richiesto). L’utente ha la possibilità di impostare il sistema in modo che il passo verticale si adatti dinamicamente alle condizioni rinvenute sul modello in modo da lavorare correttamente tutti i piani incontrati dal programma secondo l’offset desiderato.

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Un click sul campo tipo passo verticale propone le opzioni: fisso, variabile, fisso + piani orizzontali e finitura piani orizzontali. La voce variabile introduce i parametri massimo passo in Z e minimo passo in Z che esprimo il primo il valore più alto consentito al programma per il calcolo dei movimenti e il secondo il passo in Z sotto il quale non si intende lavorare. Il programma controlla la presenza di superfici orizzontali e suddivide gli intervalli tra uno e l’altro con un certo numero di piani distanti tra loro un sottomultiplo di tale distanza tendendo ad utilizzare come valore quello indicato come max. passo in Z ed evitando il valore min. passo in Z.

In figura è visibile un modello in cui sono presenti dei piani orizzontali rispettivamente ad una profondità di 16mm il primo (linea bianca) e 10mm il secondo (linea nera). L’immagine riporta una lavorazione di sgrossatura con passo in Z fisso a 4mm e offset 0 sulle superfici. Ovviamente il primo dei due piani viene correttamente lavorato, mentre il secondo si trova ad avere un sovrametallo pari a 2mm.

La stessa lavorazione con passo in Z variabile, invece, induce il programma ad applicare un passo in Z di 3.2 per il primo tratto della sgrossatura ed un passo in Z di 3.33 per il secondo tratto garantendo in questo modo la corretta lavorazione di tutte le facce del modello.

Con questo accorgimento si può ottenere il risultato mostrato in figura per quel che riguarda la sgrossatura iniziale del modello. Per un più agile confronto si ripropone la

sgrossatura precedente.

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PASSO IN Z FISSO + PIANI ORIZZONTALI L’opzione si aggiunge a quelle di passo fisso e variabile; permette di impostare un passo in Z fisso per la lavorazione di sgrossatura imponendo contemporaneamente al programma di lavorare tutti i piani orizzontali rinvenuti nel modello indipendentemente dalla loro posizione in Z rispettando, naturalmente, l’offset impostato per le superfici. Nel caso in cui viene selezionata, l’opzione determina la comparsa dei due parametri

che controllano il comportamento della fresa per quei piani orizzontali che dovessero trovarsi ad un valore di Z vicino a quello dei piani in Z fissi calcolati dal sistema (se i due piani sono particolarmente vicini non vale la pena di lavorarli separatamente; la logica è la stessa del valore di passo in Z minimo visto per il passo variabile).

Oltre ad avere una maggiore velocità in termini di calcolo, la procedura con questa impostazione permette di lavorare i piani limitatamente all’area che occupano senza costringere il sistema a realizzare un intero livello di Z per poterli processare. Si consideri l’immagine a lato dove è visibile il risultato della sgrossatura a spirale con passo in Z 10 cui è stata attivata l’opzione di passo variabile. La gola laterale del pezzo possiede una superficie

piana orizzontale che si trova ad un valore di Z pari a 55, mentre il pezzo parte da un’altezza di 130. Lavorare a passo fisso + piani orizzontali porta al risultato mostra di seguito dove si vede l’intervento fatto sulla sola superficie orizzontale rinvenuta dal sistema senza la realizzazione di un ulteriore livello di Z che si estenderebbe a tutto il pezzo.

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FINITURA PIANI ORIZZONTALI Opzione aggiuntiva alle sgrossature dedicata alla lavorazione dei soli piani orizzontali con passata unica. L’opzione deve essere attivata dal menù delle preferenze perché risulti disponibile in area di lavoro strumenti-preferenze-generale NC.

Nel caso in cui viene selezionata l’opzione nei parametri punti di entrata e uscita è visualizzato il delta z.

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4.11 Sgrossature – modalità di ingresso Per modalità di ingresso si intende l’accesso che l’utensile opera ai vari livelli di lavoro in relazione alle condizioni trovate. Il modello rappresentato in figura è caratterizzato da una superficie inclinata che, nella parte inferiore del pezzo, forma una tasca racchiusa da una parete verticale.

Immaginando la suddivisione in piani paralleli si può facilmente rilevare come i primi individueranno, con le superfici, dei contorni aperti, mentre gli ultimi dei contorni chiusi. I livelli più alti permetteranno alla fresa l’accesso dall’esterno, mentre i più bassi lo forzeranno dall’interno. Un esempio nella procedura mostrata di seguito.

L’ingresso dei livelli più in alto è eseguito dall’esterno. (visualizzazione ottenuta con il simulatore wire frame in modalità di controllo dei livelli di Z).

L’ingresso dei livelli più in basso è eseguito dall’interno. Nota: La procedura è eseguita secondo la strategia interno - esterno della lavorazione a spirale impostata nel parametro di strategia descritto in precedenza.

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Gli utensili di tipo piatto o sferico hanno la possibilità di entrare verticalmente nel materiale da lavorare in quanto i loro taglienti alla base arrivano fino al centro dell’utensile; questo non è vero per quelli toroidali o a inserti poiché gli inserti sono disposti a corona attorno al gambo dell’utensile stesso e, quindi, non raggiungono il centro che è invece caratterizzato da una zona “cieca” che non può venire a contatto con il materiale da fresare. Gli utensili di questo tipo (una rappresentazione schematica è proposta in figura) sono vincolati ad entrare nel materiale descrivendo una “rampa di accesso” di forma elicoidale che abbia le spire inclinate di un angolo minore di quello mostrato nell’immagine in modo da non collidere in nessun caso con il metallo. Cimatron E dispone di parametri di controllo

della modalità di accesso nella categoria di controlli punti di entrata e uscita.

La procedura mostrata in precedenza è stata calcolata con modo di entrata – ottimizzato e il sistema si è comportato di conseguenza variando la modalità di accesso in base allo stato dei contorni formati livello per livello con le superfici.

Si tenga conto che la lavorazione è eseguita con un utensile piatto da 10 che può entrare verticalmente (in piantata) nel metallo del grezzo; infatti, il valore di angolo discesa è impostato a 90°. Il classico valore di angolo da inserire per la realizzazione di ingressi di utensili toroidali in rampa elicoidale è intorno ai 5°. In questa condizione il sistema entra in tutti i livelli superiori dall’esterno contravvenendo, in qualche modo, alle impostazioni fornite che richiederebbero movimenti a spirale dall’interno all’esterno per ogni livello. La riesecuzione della procedura con attiva la modalità senza piantata determinerebbe che i livelli più bassi di lavoro non vengano processati in quanto, in questo caso, il sistema impedisce all’utensile qualsiasi ingresso verticale nel materiale e, quindi, la fresa può portarsi al valore di Z corretto solamente in aria, ovvero all’esterno del pezzo. E’ possibile imporre a Cimatron E il calcolo della modalità di ingresso secondo l’opzione per lunghezza che comporta l’ingresso in piantata in relazione alla distanza che il punto iniziale di lavoro della tasca ha rispetto all’area esterna.

Impostando i valori come riportato in figura e rieseguendo la procedura si perviene al risultato commentato più avanti.

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Nei livelli superiori, quando la distanza tra il centro della tasca e l’esterno del pezzo è superiore al valore impostato come lunghezza, l’utensile entra in piantata (descrivendo la rampa richiesta, facoltativa in questo caso data la natura dell’utensile) dall’interno come impostato nella strategia. Quando la distanza tra il centro della tasca e l’esterno diventa inferiore al valore imposto, l’utensile descrive un movimento che, partendo da fuori, si porta al centro dell’area da lavorare allineandosi alla strategia interno esterno richiesta alla procedura.

Nota: La ragione per cui Cimatron E, in modalità ottimizzata, ha preferito eseguire gli accessi come mostrato nella prima delle ipotesi di fatto procedendo dall’esterno in tutti i livelli superiori, risiede nel fatto che il programma compara i tempi macchina necessari alle due modalità di lavoro e sceglie automaticamente quelli che, nel caso in fase di elaborazione, restituiscono il risultato migliore. 4.12 Sgrossature – controllo grezzo sopra In taluni casi e per esigenze diverse, l’utente ha necessità di imporre alle lavorazioni di sgrossatura dei limiti in Z per limitare i volumi di intervento (normalmente i valori di Z superiore e inferiore vengono ricavati da

Cimatron E in base alle selezioni fatte in geometrie). Nel caso in cui non si applicano i corrispondenti segni di spunta, il sistema considera i valori stabiliti in modo automatico dal modello.

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L’esempio seguente riporta il caso di una sgrossatura cui è imposto un limite di Z inferiore, vale a dire che il programma dovrà interrompere la lavorazione una volta raggiunto il livello corrispondente a tale valore (24, nell’esempio).

La lavorazione è stata eseguita con una fresa toroidale da 6, con raggio di taglio 0.8 e con lunghezza fuori pinza 12. Non sono stati dati contorni alla procedura e, infatti, la fresa ha considerato come limite massimo di lavoro il contorno del grezzo che, in questo modello, è stato definito come box di contenimento.

La selezione del 3° tasto del mouse sulla procedura eseguita riporta, tra le altre, la funzione di visualizzazione del grezzo residuo.

In accordo con la lunghezza dell’utensile, il grezzo residuo presenta un’area non lavorata in cui la fresa non è potuta arrivare. Dovendo proseguire nella lavorazione del pezzo verso i livelli di Z inferiori a 24 sarà necessario tenere conto dello stato del grezzo superiore rimasto dalla procedura precedente.

Cimatron E, nel caso si proceda alla realizzazione di una sgrossatura con limite in Z superiore, aggiunge ai parametri esistenti controlla grezzo sopra a Z superiore che ha lo scopo di impedire tallonamenti e collisioni della pinza con il materiale rimasto.

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I movimenti tendono ad evitare la zona nella quale è rimasto il grezzo della lavorazione precedente. Il controllo del grezzo sopra può essere disattivato dall’utente che, in questo caso si assume la responsabilità di eventuali collisioni della pinza con il materiale. 4.13 Sgrossature – Lavora tra i livelli Caratteristica evidente delle lavorazioni di sgrossatura che procedono per piani in Z paralleli è la presenza dei “gradini” di materiale che rimangono al termine della lavorazione stessa.

Come è intuibile e come è confermato dall’immagine a fianco, l’ampiezza di questi gradini è in stretta

dipendenza all’inclinazione che le superfici hanno rispetto al piano orizzontale. La sgrossatura di cui si vede il risultato è eseguita con una fresa piana da 10 di diametro che lavora con un passo in Z fisso di 6mm.

In un modello come questo, che non presenta piani orizzontali, ma solo superfici inclinate, è logico pensare che una drastica riduzione del valore di passo in Z possa portare ad un miglioramento significativo; è appunto quello che succede se si osserva il risultato restituito dalla stessa sgrossatura cui è stato variato il solo valore di

passo in Z portandolo da 6 a 2.

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Il punto è che questa soluzione ha aumentato di 3 volte il numero di livelli di Z necessari per il completamento della sgrossatura con conseguente aumento molto significativo del tempo macchina impiegato; un provvedimento più oculato dovrebbe poter intervenire senza ridurre il passo in Z iniziale e dovrebbe poter individuare le zone da lavorare in relazione all’ampiezza del gradino residuo visto che essa varia con il variare dell’inclinazione che le superfici hanno rispetto al piano orizzontale.

E’, appunto, il tipo di intervento di cui si occupa la funzione lavora tra i livelli.

Essa può intervenire in modalità base o avanzata; la prima modalità opera in modo completamente automatico chiedendo all’utente la sola indicazione della minima grandezza che il gradino residuo deve avere per poter essere considerato “da lavorare”.

Tale grandezza è misurata dal sistema come proiezione del gradino stesso sul piano orizzontale e, perciò, è indicata come max.distanza 2d; nel caso in cui Cimatron E rinvenga un gradino maggiore della distanza indicata esso procederà alla lavorazione del volume identificato dal gradino stesso prima di

passare al livello di Z successivo restituendo, al termine, una sgrossatura come quella mostrata nell’immagine. Il lavoro di eliminazione dei gradini viene svolto dal programma sempre con strategia a 2 assi, vale a dire con Z costante; esiste la possibilità di ottenere risultati di ancora maggiore accuratezza forzando il programma ad operare per l’eliminazione o la riduzione del fenomeno dei gradini in gestione avanzata potendo scegliere tra le modalità di sgrossatura (impostando i parametri di movimento necessari) e finitura (non si tratta, in questo secondo caso, di una lavorazione a Z variabile quanto piuttosto della riduzione del numero di movimenti operati dalla fresa nei singoli piani in cui i gradini vengono suddivisi: con finitura l’utensile esegue una semplice “contornatura” delle superfici portandosi direttamente su di esse senza passate laterali successive). L’operazione viene impostata con l’opzione avanzato del lavoro tra i livelli; una volta selezionata essa espone i seguenti parametri:

Si nota il parametro strategia tra i livelli che determina il tipo di lavorazione che il programma utilizzerà per l’intervento; i valori richiesti dal programma variano in relazione al tipo di lavorazione scelto.

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Nota: Nell’utilizzo di queste particolari strategie è bene considerare di volta in volta le condizioni in cui ci si trova ad operare: se, ad esempio, il materiale da lavorare non permette l’utilizzo di passi in Z significativi, è probabile che l’intervento tra i livelli sia inutile in quanto il fenomeno dei “gradini” risulta di rilevanza trascurabile; allo stesso modo, se si prevede di utilizzare le funzioni di ri-sgrossatura per operare delle pre- finiture, è probabile che un’accuratezza eccessiva della sgrossatura iniziale del pezzo rappresenti un aumento evitabile dei tempi di calcolo e di macchina. 4.14 Sgrossature – Ripresa tra le passate Nelle lavorazioni a spirale, per effetto di un’azione combinata del passo laterale impostato e del contorno rilevato dal sistema, si possono formare delle piccole aree di materiale non lavorato; in modo particolare presso le punte (o creste) del percorso e presso le anse dello stesso. La procedura di sgrossatura mostrata in immagine è stata realizzata con una fresa piana da 10 e con passo laterale = 8 (il passo laterale impostato è volutamente esagerato per forzare la comparsa del problema). La visualizzazione del grezzo residuo al termine della sgrossatura appare come di seguito.

Sono molto visibili le isole di materiale non lavorato. Cimatron E possiede un algoritmo di calcolo che è in grado di intervenire in queste aree per evitare il sorgere del problema. Esso interviene in modalità base o avanzata. In modalità base il nuovo percorso della fresa è gestito in modo completamente automatico e il controllo delle aree non lavorate è eseguito con

accuratezza sufficiente a risolvere la grande maggioranza dei casi, ma non particolarmente accurata. In modalità avanzata, Cimatron E permette di specificare se si desidera intervenire sulle isole generate presso le sole creste del percorso o anche su quelle eventualmente generate presso le anse (TLP, in figura) del medesimo.

Il parametro raggio di copertura determina la distanza dal percorso della fresa all’interno della quale non verrà effettuata l’operazione di controllo e ripresa delle isole di materiale; impostando un valore inferiore alla metà del passo laterale della procedura si ottiene un numero maggiore di

aree considerate non lavorate dal sistema, in questo modo il numero di riprese eseguito sarà progressivamente maggiore. Impostando, al contrario, un valore maggiore della metà del passo laterale della procedura, si ridurrà progressivamente il numero di interventi di ripresa in quanto le aree giudicate non lavorate dal sistema saranno in numero minore. Il parametro minima larghezza aree filtra le aree da riprendere in base alle loro dimensioni evitando la generazione di movimenti inutili (si tenga presente che il controllo delle aree viene eseguito in base ad un calcolo sul percorso dell’utensile, sul passo laterale impostato e sul parametro di raggio di copertura, non sull’effettiva condizione del grezzo residuo al termine della procedura).

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4.15 Ri-sgrossature – (pre-finiture) Le ri-sgrossature, in Cimatron E, sono le procedure di pre-finitura per eccellenza. E’ facile supporre che la sgrossatura iniziale di un pezzo, procedendo per piani paralleli ed essendo eseguita, nella maggior parte dei casi, con un utensile significativamente grande, non sia in grado, in effetti, di portare il grezzo alle condizioni richieste in modo uniforme (nel caso in esame al paragrafo delle sgrossature, offset superfici parte = 0.5). Ciò è in relazione molto stretta al valore che l’utente ha imposto come passo verticale: un passo verticale molto piccolo aumenta in modo importante il numero di livelli di Z in cui il modello viene diviso, di conseguenza, aumenta anche il tempo materiale di esecuzione alla macchina (tempo macchina); d’altro canto è vero che un passo verticale piccolo concorre all’ottenimento di una sgrossatura più accurata. La lavorazione dei metalli in genere impone frequentemente l’utilizzo di valori piuttosto bassi di passo verticale diversamente dalla lavorazione di materiali più teneri che, invece, permette l’utilizzo di valori più alti contribuendo significativamente alla rapidità di lavoro della fresatrice. In modo particolare in questo secondo caso sarebbe senza dubbio un grave vincolo dover ricorrere ad un abbassamento del passo verticale per poter ottenere una sgrossatura corretta. Cimatron E, a tale scopo, ha sviluppato un procedimento di calcolo che interviene in modo “intelligente” sullo stato del grezzo consegnato dalla sgrossatura iniziale nominato, appunto, ri-sgrossatura. Le ri-sgrossature possono essere eseguite classicamente dopo la prima o, in taluni casi, dopo le prime operazioni di sgrossatura iniziale e, in base allo stato del grezzo residuo, intervengono solo nelle zone dove il grezzo risulta sovrabbondante rispetto all’impostazione fornita. Un’immagine efficace della distribuzione del materiale in eccesso rispetto alle impostazioni di offset fornite alla sgrossatura iniziale è fornita dall’anteprima della sgrossatura stessa come la figura seguente mostra per il modello in oggetto.

Ad esempio, se si procede ad una ri-sgrossatura del pezzo in esame con lo stesso utensile (fresa da 12 piana) e con lo stesso offset (0.5) della sgrossatura iniziale si ottiene un risultato del tipo mostrato nell’immagine. Si può affermare che la combinazione della sgrossatura iniziale e della ri-sgrossatura ha effettivamente portato il pezzo alla condizione richiesta di offset dalle superfici in tutte le sue parti.

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La ri-sgrossatura provvede in modo autonomo alla scelta dei movimenti più adatta in base alla quantità di metallo che si trova a dover asportare; in questo modo, al termine della lavorazione, si ottiene una condizione del pezzo adatta al passaggio alle operazioni di finitura senza essere dovuti ricorrere alla modifica dei parametri della sgrossatura iniziale alterandone i tempi macchina. La somma dei tempi della sgrossatura e della ri-sgrossatura restituisce, a parità di risultato, un tempo macchina inferiore a quello necessario a una sgrossatura iniziale modificata.

Naturalmente è possibile richiedere al sistema l’esecuzione di una ri-sgrossatura che abbassi la quantità di sovrametallo e che sia calcolata con l’utilizzo di una fresa di diametro minore in grado di adattarsi meglio alle geometrie del modello. Si consideri, ad esempio, la seguente immagine che mostra una ri-sgrossatura con fresa più piccola (10R1) e con offset 0.3.

Come è logico aspettarsi, la procedura interviene un po’ su tutto il pezzo essendo la sgrossatura iniziale impostata ad un offset 0.5.

Un’ adeguata regolazione dei passi verticali e laterali in funzione dell’utensile prescelto consegna il grezzo ad una condizione visualizzata nell’immagine di seguito.

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4.16 Finiture Le fresature di finitura rappresentano, in buona parte dei casi, la fase finale della programmazione NC di un modello e rientrano nella categoria delle fresature di superfici a Z variabile con alcuni distinguo:

A differenza delle sgrossature che guidano la fresa lungo i contorni rilevati dall’intersezione del livello di Z in cui stanno operando con le superfici del modello, le fresature di superfici calcolano i movimenti dell’utensile sulla base della tangenza che esso ha con i triangoli di approssimazione delle geometrie. Questo implica necessariamente un problema: mano a mano che l’inclinazione della

superficie da lavorare si approssima alla condizione limite di verticalità (parete verticale rispetto al piano di lavoro della macchina), il calcolo di tale tangenza diventa più problematico per il sistema e la fresa tende ad adottare un movimento piuttosto irregolare che genera una lavorazione di qualità scadente quando

semplicemente non possibile. In figura è rappresentato un dettaglio di questo problema su una parete sformata di 3°. Inoltre è abbastanza intuitivo che la lavorazione di superfici verticali è controllabile più efficacemente con l’impostazione di un passo verticale (lavorazione a Z costante) piuttosto di un passo orizzontale che, invece, risulta ottimale con le superfici orizzontali o, quanto meno, prossime a tale condizione.

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Più in generale le procedure di finitura suddividono idealmente le facce di un modello in due grandi aree: quella verticale (processabile con tecniche di lavoro a Z costante) e quella orizzontale (lavorabile in modo corretto a Z variabile); in qualche modo si ritorna alla considerazione fatta alla nota di paragrafo 4.3 che sostiene che le tipologie di movimento che la fresa può realizzare sono semplicemente queste due e che la combinazione di esse esegue correttamente qualsiasi lavorazione. La procedura di finitura di Cimatron E sicuramente di maggiore utilizzo è finitura-q strategia per angolo limite che, appunto, distingue analizzandola, la natura delle facce da lavorare variando opportunamente la tecnica operativa per il miglior risultato finale. Nel pezzo in esame una finitura di questo tipo, eseguita con una fresa sferica da 10, si presenta come mostrato in figura.

Si tratta necessariamente di una vista in dettaglio in quanto i valori di passo verticale e orizzontale sono bassi e determinano un consistente numero di passate per l’elaborazione del pezzo.

I parametri per l’ottenimento della lavorazione sono impostati come mostrato a lato. Si noti la possibilità, in tale calcolo, di includere o escludere le lavorazioni sulle aree verticali e orizzontali (segni di spunta sui campi adeguati) e la presenza del parametro angolo limite che rappresenta il limite di inclinazione che i triangoli di approssimazione devono avere per appartenere ad una o all’altra delle due categorie. Il metodo lavorazione orizzontale può essere impostato a spirale, parallelo o passo 3d (O) (il passo 3d è il calcolo di incremento laterale delle passate calcolato come distanza assoluta nello spazio di una dall’altra, diversamente dal passo 2d che, invece, è ottenuto dalla proiezione sulle superfici da lavorare di una sequenza di passate calcolate su un piano).

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Il metodo di lavorazione verticale può essere livello Z (in figura), lavorazione verticale in giù, in su, bidirezionale e a livelli variabili. Le lavorazioni a livello di Z mantengono l’andamento a spirale, mentre le lavorazioni verticali in giù, su e bidirezionali si trasformano in una sorta di passate parallele o radiali a seconda delle geometrie trovate.

In figura una lavorazione per angolo limite con strategia bidirezionale per le aree verticali. Cimatron E permette, oltre alla procedura per angolo limite, anche la singola strategia (spirale, parallela o z costante per tutte le superfici), aree orizzontali (individuazione e lavorazione delle sole superfici piane orizzontali).

NOTA IMPORTANTE: Un elemento fondamentale delle lavorazioni di finitura è rappresentato senza dubbio dalla scelta dei valori da attribuire ai parametri di controllo dei passi orizzontali (incremento laterale delle passate sulle superfici orizzontali) e dei passi verticali (distanza in Z delle passate per le lavorazioni delle superfici verticali); è facile rendersi conto che, trattandosi di finiture, piccole variazioni di tali valori possono comportare incrementi o decrementi molto significativi al numero di passate necessarie a portare a termine la lavorazione. Un esempio a sostegno di tale osservazione potrebbe essere quello in cui si desidera operare una finitura di una superficie orizzontale con una fresa sferica da 10; dall’osservazione geometrica si evince come un qualsiasi valore di passo orizzontale applicato ad una fresa di tale tipo generi una cresta di materiale residua più o meno rilevante.

Questa cresta di materiale (scallop) è geometricamente inevitabile, ma può essere ridotta al punto da essere totalmente trascurabile (in buona parte dei casi si considera correttamente finita una superficie che presenta uno scallop di 0.01mm di altezza). Per ottenere un abbassamento della cresta è possibile aumentare il diametro dell’utensile mantenendo uguale il passo laterale, oppure diminuire il passo laterale mantenendo costante il diametro della fresa.

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Considerato l’elevato numero di passate necessarie conviene cercare un valore corretto da impostare per evitare da una parte lavorazioni scadenti e dall’altra un’inutile dilatazione dei tempi macchina. In questo Cimatron E può essere di rapido aiuto in due modi: uno prevede l’utilizzo di uno skecth parametrico di facile realizzazione che imiti le condizioni di lavoro reali presenti un po’ come rappresentato

in figura: Lo schema rappresenta una fresa da 10 su superficie orizzontale alla quale è stato imposto il valore 60 di passo laterale; con lo strumento di misura di Cimatron E è possibile ricavare lo scallop lasciato dalla lavorazione a queste condizioni. Variando opportunamente i valori di quota dello sketch, si possono verificare le condizioni fino ad ottenere una valutazione precisa del passo laterale che conviene applicare.

Allo stesso modo è possibile procedere per una valutazione del corretto passo verticale per le lavorazioni delle pareti del modello (si intendono sempre le superfici “verticali” cioè quelle che presentano un’inclinazione superiore all’angolo limite impostato, ad esempio, in una procedura di finitura per angolo limite). Si consideri anche il comodo strumento rappresentato dalla procedura “passo 3d” presente nel gruppo di funzioni procedure tradizionali della categoria di procedura di finitura.

Si tratta di una procedura di finitura appartenente al vecchio motore di calcolo che presenta la caratteristica interessante di aver costantemente relazionati i parametri passo 3d e massimo scallop.

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Caricando la funzione e associando l’utensile che si intende adoperare per la finitura, si possono impostare valori di passo laterale valutando immediatamente la corrispondente altezza di cresta risultante. E’ possibile anche inserire un’altezza di cresta tollerata e verificare il corrispondente passo laterale a parità di utensile.

In questo modo si arriva, ad esempio, alla generazione di una propria tabella che potrebbe rappresentare i valori da applicare come passo orizzontale (spesso abbastanza validi anche come passo in Z) per ottenere uno scallop considerato soddisfacente di 0.01mm di altezza al variare dell’utensile utilizzato Fresa da 10 = 0.63 Fresa da 12 =0.69 Fresa da 16 =0.79 Fresa da 20 =0.89 Si tenga conto che, considerati i passi laterali descritti, una piccola variazione comporta spesso una forte differenza in termini di numero di passate e in tempo necessario alla realizzazione del lavoro. Nota: L’esempio di utilizzo dello sketch per una valutazione degli incrementi potrebbe essere meno schematico e più aderente alla realtà del pezzo se modellato sulle curve risultanti dall’intersezione delle superfici da lavorare con un piano sul quale poi realizzare lo sketch vero e proprio.

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4.17 Finitura singola strategia / passo 3D Con la versione 8 di Cimatron E è stato completamente rivisto il calcolo del movimento a spirale passo 3D che si trova presente come strategia di lavorazione disponibile nella finitura Q singola strategia insieme a spirale, parallelo, livelli di Z e livelli variabili. Come accennato in precedenza, il passo 3D consiste nel calcolo della distanza tra una passata e quella successiva eseguito direttamente sulle superfici di lavoro diversamente dal passo 2D normalmente impostato che esegue gli incrementi sul piano orizzontale per poi proiettarli sulle superfici del modello. Si tratta di una distanza tra le passate misurata nello spazio e non sul piano.

La lavorazione per passo 3D permette una qualità costante di finitura delle superfici indipendentemente dalla loro inclinazione rispetto al piano orizzontale e risulta senza dubbio un’ottima tecnica di fresatura nei modelli dove la presenza di piani orizzontali non è consistente (sulle superfici orizzontali risulta vantaggioso l’utilizzo di frese piane o toriche che adottano passi laterali più consistenti senza lasciare alcuna cresta di materiale).

In figura un dettaglio della lavorazione a passo 3D in presenza di aree orizzontali e verticali. Sotto un’immagine che evidenzia il metodo di lavoro di passo 3D (passo a 6mm).

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4.18 Finiture – gestione del grezzo La definizione del grezzo come prima procedura all’interno di un percorso utensile è fondamentale e indispensabile per l’esecuzione delle procedure di sgrossatura e ri-sgrossatura; in modo particolare le ri-sgrossature basano il loro intervento sullo stato del grezzo come si presenta al termine delle sgrossature precedenti. Per questa considerazione diventa evidente come la presenza di un grezzo definito sia parte integrante del calcolo vero e proprio caratteristico della funzione. E’ il caso di puntualizzare che, dato il rapporto di stretta relazione delle procedure di sgrossatura e ri-sgrossatura, al variare di alcuni parametri in seguito ad operazioni di modifica corrisponderà, da parte del sistema, una richiesta di ricalcolo delle procedure dipendenti (le procedure presentano il contrassegno di procedura sospesa – gestore processo NC - ).

La categoria di parametri gestione grezzo e pinza e stelo della finestra delle procedure mostra, nelle operazioni di sgrossatura, le sole voci limita la lavorazione per pinza e stelo con il grezzo (determina se il calcolo dei movimenti dovrà essere eseguito in base al controllo del tallonamento dei componenti della pinza e dello stelo eventualmente presenti nell’utensile selezionato), controllo tallonamento con parte fino a utensile / pinza#1 / pinza#2 ecc. (stabilisce con quale componente del gruppo utensile-pinza il sistema debba controllare il tallonamento con le superfici della parte – e non con il grezzo residuo-)

/ aggiorna grezzo residuo (stabilisce se l’elaborazione dei movimenti debba o no includere un aggiornamento del grezzo residuo al termine dell’operazione). Il segno di spunta al parametro può essere tolto nel caso in cui si desideri che la procedura non abbia influenza sulle successive (questo implica, ad esempio, che i parametri ad essa associati potrebbero subire delle modifiche senza che queste comportino alcuna sospensione delle procedure seguenti).

Le funzioni di finitura aggiungono una voce al gruppo di gestione del grezzo: usa grezzo residuo per connessioni stabilisce il calcolo dei movimenti, l’attacco alle superfici, il controllo dei

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tallonamenti e i movimenti in aria dell’utensile in base alle dimensioni assunte dal grezzo al termine delle procedure precedenti. Lega, in altre parole, la lavorazione in corso a quelle che vengono prima con la conseguenza che, al variare di queste ultime, si rende necessaria una sua riesecuzione. L’opzione no permette di ignorare lo stato del grezzo e il controllo dei movimenti e dei tallonamenti viene effettuato direttamente sulle superfici associate alla procedura in corso. Non viene ammesso lo sfioramento della pinza, ma il programma opera con un margine di sicurezza aggiuntivo calcolato in funzione del suo diametro e modificabile qualora si imposti il controllo tallonamenti fino a pinza#x (Cimatron E visualizza i parametri come in figura). NOTA: Il calcolo del controllo del tallonamento con le superfici della parte viene solitamente eseguito con il solo utensile (settore descritto come lunghezza fuori pinza); per questo settore il sistema ammette contatto (offset = 0) in virtù del fatto che le superfici parte devono essere lavorate. Normalmente il settore dell’utensile definito come pinza controlla il tallonamento sulla base del grezzo residuo utilizzando un margine di sicurezza non modificabile. Come si è visto è possibile estendere il controllo del tallonamento con la parte anche a uno o più moduli della pinza con la possibilità di intervenire sui margini di sicurezza; allo stato attuale di messa a punto del complesso algoritmo necessario allo svolgimento di questa funzione i tempi di attesa per il completamento del calcolo possono essere anche decuplicati. Si raccomanda l’utilizzo di tale opzione in casi di effettiva necessità.

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Con offset facce il programma opera il calcolo dei movimenti e il controllo dei tallonamenti sulla base di un valore di offset applicato alle geometrie selezionate (il campo corrispondente compare in caso di selezione di questa opzione).

Limita la lavorazione per pinza e stelo con il grezzo offre i controlli mostrati a fianco: utilizzando utensili in cui sia stata definita la pinza, si permette al programma di eseguire il calcolo della minima lunghezza della fresa necessaria per effettuare la lavorazione (funzione presente nelle sole finiture

il cui risultato è visualizzato nel pannello di output al termine del calcolo dei movimenti). Cimatron E permette di ottenere comunque il calcolo dei movimenti anche in presenza di utensile corto (No. Ignora Pinza) ed, eventualmente, di stimare anche in questo caso la lunghezza minima necessaria (No. Calcolo Min.Lungh.). Un’ accurata gestione di queste opzioni permette di: calcolare la procedura indipendentemente dalla definizione di un grezzo iniziale o senza tener conto della sua condizione al momento dell’esecuzione, evitare di procedere al calcolo del grezzo residuo nel caso in cui esso non abbia rilevanza nella generazione di movimenti (ad esempio: quantità minime di sovrametallo da rimuovere), utilizzare direttamente le geometrie della procedura come elementi di controllo dei movimenti e dei tallonamenti dell’utensile, mantenere la procedura indipendente dalle altre. Di norma, una buona regola operativa suggerisce che le operazioni di finitura prevedano l’impostazione del valore NO per l’utilizzo del grezzo residuo nel controllo dei tallonamenti (la procedura si mantiene indipendente dalle precedenti) e l’attivazione del calcolo di aggiornamento del grezzo (eventualmente disponibile per procedure successive). 4.19 Finiture – riprese

Per ripresa si intende il calcolo di una procedura in grado di individuare geometricamente le parti di modello non lavorate dalla finitura in relazione al diametro e al raggio di taglio dell’utensile utilizzato. Molto semplicemente: un utensile sferico di raggio 5 non potrà in

nessun caso eseguire una finitura su una superficie di raccordo con curvatura pari a 3; la procedura ripresa, una volta selezionata la fresa adatta (ad esempio, una sferica di raggio 2.5), individuerà, lavorandole, le sole

zone necessarie al completamento del lavoro. La ripresa mostrata in figura è stata eseguita con una fresa da 6 sferica dopo il completamento di una finitura per angolo limite con utensile sferico da 10. Il parametro ri-sgrossatura-q attiva una modalità di intervento di tipo ri-sgrossatura nel caso il sistema rinvenga quantità significative di materiale (grezzo residuo attivo).

Il rinvenimento delle zone da elaborare è, ovviamente, automatico e non si basa sul calcolo del grezzo residuo e ne è perciò indipendente (la procedura di ripresa dispone, comunque, dei parametri di gestione del grezzo spiegati più sopra). Il calcolo dei movimenti è effettuato in base ad un confronto geometrico tra le superfici associate alla procedura e le caratteristiche degli utensili utilizzati.

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Si noti la presenza del parametro fondamentale utensile precedente nel quale va segnalata al sistema la fresa con la quale operare il confronto. Non è necessario che la funzione di ripresa segua immediatamente quella di finitura e non è strettamente necessario che venga indicato al programma il reale utensile precedente utilizzato: spesso selezionare un utensile precedente un po’ più grande o un po’ più piccolo può servire ad ottenere variazioni nell’intervento della procedura di ripresa. Particolare attenzione merita il parametro offset utensile precedente che, mantenendo inalterata la selezione della fresa

precedente, permette di introdurre delle variazioni al raggio di taglio considerato per prevenire lavorazioni eccessive o insufficienti nel caso, ad esempio, in cui il raggio di taglio della fresa sia molto vicino alla curvatura reale della superficie da lavorare.

Si consideri il modello mostrato in figura che ha appena subito una finitura per angolo limite con una fresa sferica da 6 con sola lavorazione delle facce verticali (angolo limite = 45°). Una verifica della curvatura delle superfici di raccordo mostra un valore di 3 mm. Viene eseguita una ripresa con una fresa sferica da 4 secondo i parametri mostrati nell’immagine.

Il risultato mostra chiaramente che la fresa da 4 utilizzata per la ripresa non elabora le superfici di raccordo in quanto rileva che esse sono di curvatura pari al raggio di taglio dell’utensile precedente. In questo modo le superfici di raccordo non sono state processate in finitura.

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E’ possibile, in questo caso, introdurre un valore al parametro offset utensile precedente che altera il raggio di taglio considerato dal sistema per indurre il programma a lavorare le superfici desiderate. L’immagine mostra il risultato della medesima ripresa cui è stato applicato un valore di offset 0.25 portando idealmente il raggio di taglio della fresa precedente da 6 a 6.5.

Allo stesso modo, introducendo valori di offset negativi, si può indurre Cimatron E a ritenere leggermente inferiore il raggio di taglio precedente in modo da ridurre la zona di intervento di ripresa qualora fosse necessario.

Parametro molto interessante della procedura di ripresa è senza dubbio quello relativo all’attivazione o meno della risgrossatura che forza il sistema a controllare lo stato del grezzo residuo prima di iniziare i calcoli dei movimenti veri e propri di finitura. Se il controllo del grezzo rinviene zone in cui il materiale residuo è incompatibile con la lavorazione diretta delle superfici con quel determinato utensile, Cimatron E esegue una risgrossatura localmente per portare anche quelle zone nelle condizioni di poter essere finita.

Il modello di cui è rappresentato un dettaglio in figura ha subito una finitura per passate parallele con una fresa sferica di diametro 12, il raccordo alla base del cono è da 2.5 e si pensa di eseguire una ripresa con una fresa da 4 per completare la lavorazione. Per effetto dell’utensile utilizzato in finitura, il modello presenta una considerevole quantità di materiale nella zona in alto a lato del cono come mostrato nell’immagine successiva.

Se la fresa da 4 finisse direttamente le superfici del modello si spezzerebbe dato il notevole incremento di sforzo nella zona in questione; attivando l’opzione relativa alla risgrossatura in ripresa si ottiene una preventiva sgrossatura locale e un movimento di finitura delle superfici solo dopo il completamento di essa.

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4.20 Finiture – bitangenze La funzione di bitangenza è, classicamente, l’ultima ad essere processata e consiste nella ricerca e nello sviluppo di movimenti dell’utensile nelle sole zone dove esso risulta tangente a due superfici; si tratta, come è ovvio, di una funzione dedicata alla fresatura degli spigoli del modello con utensile di diametro adatto frequentemente piccolo e in grado di sostenere lavorazioni che non comportano asportazione significativa di materiale. Con l’opzione di multi passata bitangenza diventa una procedura interessante anche come sostituta di ripresa in quanto diventa agevole realizzare delle bitangenze “preparative” della ripresa finale che asportino il materiale in eccesso negli spigoli del modello con un movimento semplice e continuo.

I parametri della funzione sono piuttosto semplici e prevedono la lavorazione delle aree orizzontali in concordanza o discordanza, l’impostazione dell’angolo limite che determina il passaggio alla lavorazione verticale che può avvenire solo giù, solo su o in entrambe le direzioni.

Si noti la presenza dell’opzione metodo multi passata che permette di eseguire la bitangenza in passate successive rendendola decisamente più flessibile e di più frequente utilizzo; attivando l’opzione si accede alla scelta della strategia da utilizzare per la realizzazione delle multi passate.

Incremento Z: passate successive calcolate mediante un loro sfasamento lungo l’asse delle Z (figura centrale). Offset superfici: passate successive calcolate su

un offset delle superfici di lavoro associate alla procedura (figura a destra).

Nota: L’applicazione della bitangenza su uno spigolo raccordato del modello con raggio pari o superiore a quello di taglio dell’utensile non produrrà alcun movimento; bitangenza ha coma condizione il costante contatto della fresa con le due superfici che concorrono alla generazione dello spigolo e che, quindi, non sono in tangenza tra loro.

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4.21 Finitura piani orizzontali Le superfici orizzontali di un modello sono una tipologia a parte di entità geometriche in quanto la loro lavorazione risulta migliore se effettuata con frese piatte o toroidali. Le frese sferiche, tipiche della grande maggioranza delle operazioni di finitura, presentano l’inconveniente dello scallop “altezza di cresta” che per essere ridotto a dimensioni accettabili impone un passo laterale 2D o 3D molto ridotto con un conseguente innalzamento del numero delle passate e del tempo macchina impiegato. In ogni caso la fresa sferica non può in nessun caso non produrre dette creste proprio per la natura geometrica della sua forma. Cimatron E dispone di una procedura dedicata alle superfici orizzontali in grado di individuare quali entità corrispondono a questa condizione e di lavorarle indipendentemente generando spontaneamente i contorni necessari a completare tali lavorazioni senza correre il rischio di danneggiare le superfici limitrofe non piane. A tale scopo nel menù analizza è contenuta la funzione set delle facce orizzontali che, una volta attivata, crea automaticamente un set contenente le superfici identificate come tali dal sistema.

Per accedere comodamente alla scheda dei set dall’ambiente NC di Cimatron si può ricorrere al tasto presente nella barra dei comandi di NC riportata in figura.

Una volta spento il set delle facce orizzontali un possibile modello si presenterebbe come mostrato di seguito.

La generazione del set delle facce orizzontali non è necessaria per il calcolo della procedura di lavorazione perché il sistema rinviene automaticamente tali geometrie indipendentemente dalla presenza o meno del set dedicato; esso può essere utile per isolare facilmente questo tipo di entità geometrica qualora si intendesse, ad esempio, eseguire una finitura che escluda i piani orizzontali senza ricorrere ai contorni limite, ma avvalendosi dello strumento superfici di controllo che verrà commentato più avanti nel manuale. La selezione, in questo caso, si presenterebbe come mostrato a lato.

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L’interazione con la funzione è piuttosto semplice e la categoria di parametri traiettoria utensile prevede i soli controlli mostrati a lato; la strategia di lavorazione può essere a spirale oppure parallela ed è disponibile il controllo di spirale continua che tende a generare movimenti a spirale con allargamento progressivo e senza singoli movimenti di

passaggio tra una passata e l’altra.

E’ interessante notare come la procedura tenga conto delle superfici confinanti con i piani orizzontali e generi dei movimenti che oltrepassano i bordi delle superfici nel caso essi siano liberi, mentre, nel caso essi combacino con altri bordi, tendano a fermarsi tangenti all’estremità della superficie.

Il dettaglio in figura mostra questo effetto; i lati liberi del piano orizzontale vengono gestiti con “utensile su”, mentre il lato in comune con la superficie di raccordo viene considerato come “utensile dentro”.

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4.22 Simulazione e verifica (stato del grezzo/parte) I processi di simulazione dei percorsi eseguiti e di verifica dei sovrametallo eventualmente presenti si affidano ad un programma esterno che viene attivato direttamente dal documento NC di Cimatron E. Si procede alla selezione della o delle procedure da simulare e si accede al comando mediante il tasto presente nella barra NC mostrato in immagine.

Il medesimo tasto permette l’accesso anche alle operazioni di verifica. Il programma mostra la seguente finestra di dialogo che permette la conferma della selezione effettuata o l’indicazione di nuove procedure da simulare secondo l’interfaccia mostrata in seguito.

La finestra mostra attualmente la selezione dell’intero percorso utensile sviluppato nel processo; è possibile indicare a Cimatron E quali procedure si vogliono simulare singolarmente o in gruppo (il simulatore provvederà alla loro esecuzione in ordine di elencazione nel percorso aggiornando di volta in volta il grezzo residuo). La singola freccia verde importa nel simulatore le sole procedure selezionate, mentre la doppia freccia verde importa l’intero processo NC presente nel documento. Le frecce rosse operano in senso inverso. Una volta confermate le selezioni con il consueto tasto OK Cimatron E avvia il programma di simulazione e, dopo un calcolo dello stato del grezzo in testa alle selezioni effettuate, l’animazione può procedere con la

pressione del tasto

di avvio della simulazione; sono presenti i tasti di arresto e di controllo di visualizzazione dell’utensile e del modello. Nell’ordine: wire frame (bordi nascosti) / wire frame (tutto visibile) / ombreggiato

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In ogni momento è possibile interrompere la simulazione, uscire regolarmente dal programma e, tornando in Cimatron E, procedere alla selezione di altre procedure da visionare. Selezionando direttamente la finitura per angolo limite, ad esempio, il grezzo mostrato dal programma di simulazione sarà direttamente quello consegnato alla finitura dalle procedure che la precedono nel percorso. Mediante la barra del controllo della simulazione è possibile aumentare la velocità dell’animazione stessa, procedere blocco per blocco, oppure tornare all’inizio per riprendere l’esame delle lavorazioni.

Lo stesso programma permette di controllare la correttezza del grezzo ottenuto confrontandolo con il modello iniziale a patto che sia stata definita la procedura parte all’inizio del percorso utensile. Si tratta, questa, dell’operazione nominata verifica.

IDENTIFICAZIONE DELLA PARTE In modo simile a quanto visto per la simulazione si può procedere alla verifica che, invece, consiste in un sostanziale controllo dello stato del grezzo al termine delle lavorazioni in rapporto al modello vero e proprio identificato con la realizzazione della procedura parte che può essere eseguita, assieme al grezzo all’inizio del percorso. La definizione della parte è essenziale per il processo di verifica e consiste in una triangolazione delle superfici selezionate (di default l’intero modello caricato in NC) cui si accede mediante il tasto funzione

presente nella barra di guida. Non è strettamente necessario completare l’effettivo calcolo della procedura parte, per il processo di verifica è sufficiente che essa sia impostata e mantenuta sospesa poiché il programma stesso che opererà il confronto provvede alla sua definitiva realizzazione. Ciò è significativo per i modelli molto complessi che richiedono un calcolo di approssimazione piuttosto oneroso e lungo per il sistema che risulterebbe inutile qualora si decidesse di non ricorrere alle operazioni di controllo. Verifica si attiva in base alle selezioni e procede, se è confermata l’opzione corrispondente nella finestra di dialogo principale, alla comparazione automatica della parte con il grezzo restituendo una sorta di “mappa cromatica” del modello che evidenzia, mediante diverse colorazioni, le quantità di sovrametallo eventualmente presenti sul pezzo e i punti in cui la fresa si fosse eventualmente portata al di sotto delle superfici del modello.

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Alla voce di analisi - comparazione presente nei menù del programma, si può provvedere alla visualizzazione della mappa colori che denuncia la quantificazione delle condizioni rinvenute; la mappa può subire delle personalizzazioni da parte dell’utente che potrà procedere, mediante ricalcolo della comparazione, a misurazioni mirate. Nota: In caso di manipolazione della mappa dovrà essere cura dell’utente preoccuparsi di inserire valori di misurazione in ordine crescente, pena il malfunzionamento della funzione. Il programma di verifica dispone del menù di analisi che permette la visualizzazione del lavoro sotto diversi aspetti:

Lavorato: visualizzazione del grezzo residuo. Finito: visualizzazione della parte così come impostata nella procedura corrispondente. Entrambi: sovrapposizione dei due file STL di cui sopra. Differenze: realizzazione della mappatura cromatica classica della comparazione.

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Richiedendo al sistema la sola visualizzazione del lavorato è possibile utilizzare lo strumento di misura dal programma di verifica in una modalità particolarmente utile quale la quantificazione della differenza tra lavorato e finito nel punto selezionato.

Nota importante: La visualizzazione del grezzo residuo all’interno di Cimatron E è, per le ragioni esposte nel paragrafo riguardante la definizione del grezzo, volutamente approssimativa e pertanto inadatta al confronto con l’STL della parte per il processo di verifica. Avviando la verifica di una sola procedura di finitura, ad esempio, si consegna al simulatore un file STL molto approssimativo in cui, in relazione all’offset sulle superfici lasciato in prefinitura, potrebbero esserci molti triangoli che “entrano” nelle superfici del pezzo e che verrebbero per questa ragione evidenziati in rosso nella comparazione. Per una corretta valutazione del lavoro svolto, è opportuno far eseguire al programma di verifica l’intero percorso utensile in modo che il file STL del lavorato venga generato con la tolleranza di calcolo molto più accurata che il simulatore adotta.

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4.23 Post processazione La fase di post processazione è l’ultima dell’intero processo e consiste nella scrittura di files contenenti l’insieme di istruzioni da trasmettere al controllo numerico della macchina operatrice secondo linguaggi standard compatibili. L’operazione è automatica ed è realizzata dal sistema CAM che si incarica di memorizzare su disco i files in questione.

Si selezionano le procedure da post - processare; eventualmente anche il percorso utensile completo che

genererà un unico documento globale che conterrà tutti i movimenti. Nella parte centrale della finestra si sceglie il post processor da utilizzare: in relazione al tipo di post selezionato comparirà una tabella di parametri specifici. Si indica la cartella di destinazione, ovvero la cartella dove verrà salvato il file con il codice che viene creato dal post . Si può anche rinominare il file in uscita (per esempio per esigenze di protocollo di trasmissione o di controllo). Selezionando la casella “visualizza file di output dopo completamento” al termine del calcolo si avvia automaticamente un editor di testo che visualizza il file generato.

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5 APPROFONDIMENTI 5.1 Lunghezza utensile Nelle operazioni di finitura e nel caso l’utensile in uso sia stato definito con uso della pinza, Cimatron E fornisce informazioni riguardo la lunghezza dell’utensile; questo informazioni sono mostrate nella finestra di output la cui presenza è controllata dalla voce corrispondente nel menù visualizza – pannelli – output.

Il pannello di output fornisce diverse informazioni relative alle procedure in corso di calcolo e comunica all’utente la presenza di eventuali condizioni di errore che dovessero verificarsi durante la programmazione. Qualora l’utensile selezionato per la procedura fosse privo di pinza, la finestra output restituirebbe il messaggio le informazioni di lunghezza fuori pinza non sono rilevanti, mentre nel caso in cui l’utensile risulti accorciabile per l’esecuzione della lavorazione il sistema lo segnala quantificando la lunghezza di possibile riduzione.

Un terzo messaggio comunica che la lunghezza dell’utensile non può essere ridotta.

Per le procedure di sgrossatura la stima della lunghezza necessaria dell’utensile è disponibile in una voce dell’anteprima.

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5.2 Lavorazione per livelli o per regioni In alcune procedure come sgrossature e la maggior parte delle finiture si incontra il parametro lavora per regioni/per livelli. Si tratta del controllo dei movimenti che si attiva nel caso in cui il modello presenti delle “zone distinte” di lavorazione durante il processo di fresatura come nell’esempio dell’elettrodo mostrato in figura.

La lavorazione per regione tende a completare un’area prima di proseguire con la successiva eseguendo quindi un unico rapido di trasferimento ed è frequentemente preferibile in termini di economia di tempo. La lavorazione per livelli, invece, tende a completare la fresatura di un determinato livello di Z in tutte le sue parti prima di passare al successivo eseguendo, di conseguenza, tutti i movimenti in rapido necessari.

La procedura mostrata in figura è una fresatura per singola strategia eseguita con una fresa toroidale di diametro 20R3 con un limite in Z inferiore uguale a –5.

In questo particolare caso la modifica di strategia da regione a livelli non comporta aumenti nel numero di rapidi eseguiti dalla fresa in ragione del fatto che la distanza tra le due aree di lavoro è inferiore al doppio del diametro dell’utensile in uso. L’esempio è mostrato a fianco. Utilizzando una fresa più piccola che altera questa condizione il risultato dell’operazione si presenterebbe profondamente modificato come è visibile nell’immagine successiva.

E’ chiaramente visibile il consistente aumento di movimenti in rapido.

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5.3 Superfici parte/controllo e gestione avanzata dell’offset Si tratta di due distinte categorie di superfici che vengono trattate in modo diverso per quel che riguarda la lavorazione; in modo particolare le superfici parte sono quelle processate dal sistema con l’offset e la tolleranza di calcolo impostate in procedura (le uniche limitazioni nella loro lavorazione sono eventualmente affidate alla presenza di contorni), mentre le superfici di controllo non vengono in nessun caso lavorate dal programma, ma i movimenti della fresa ne sono influenzati comunque. Inoltre la versione 8 di Cimatron E introduce fino a 6 gruppi di selezione diversi per le superfici parte e 4 gruppi per quelle di controllo; ognuno di questi gruppi potrà essere considerato in modo differente nell’impostazione dell’offset in procedura per ottenere lavorazioni con livelli di dettaglio particolari. Le categorie parte e controllo sono presenti solo nelle sole operazioni di finitura; le sgrossature dispongono delle sole superfici parte.

Non è possibile selezionare come controllo una superficie già identificata come parte e viceversa.

I parametri presenti di default suggeriscono un utilizzo delle superfici di controllo impostate con un offset negativo pari al doppio della tolleranza di calcolo; tale valore che può apparire sorprendente è necessario per compensare l’errore di approssimazione delle geometrie al fine di evitare che l’offset impostato sulle superfici di controllo sottragga lavorazione alle superfici parte nel caso esse siano confinanti.

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Si osservi il caso della lavorazione di finitura proposta. Il contenimento dei movimenti della fresa è stato effettuato con la selezione della superficie gialla come controllo e delle blu come parte.

Una vista in dettaglio della lavorazione denuncia un problema: La lavorazione assume un aspetto cosiddetto “a cascata” sul bordo della tasca di fatto alterando, verosimilmente, la lavorazione dello spigolo superiore di essa che, nel modello, è vivo. Utilizzando i contorni come limite di lavorazione si può ottenere un qualche miglioramento, ma, di fatto, si tratta di una situazione critica. Si tenga conto che l’offset impostato sulle superfici di controllo viene considerato dal sistema come distanza minima dalle geometrie in qualunque direzione di avvicinamento. Una sua alterazione per tenere la fresa più in alto rispetto allo spigolo produrrebbe una lavorazione errata

come quella mostrata in figura.

La fresa inizierebbe il lavoro nella tasca più in dentro rispetto al bordo di essa del valore di offset applicato (0.5 nell’esempio) scavalcando la lavorazione delle pareti verticali della tasca. Cimatron E dispone di una gestione avanzata dell’offset delle superfici che permette di superare il problema: essa introduce il concetto di parete e di fondo nell’offset di ambedue le categorie di superfici.

La distinzione tra parete e fondo si basa ovviamente sull’inclinazione che le geometrie presentano rispetto al piano orizzontale, ma, questo tipo di offset deve essere pensato come valore che l’utensile dovrà rispettare in relazione alla direzione di avvicinamento alle

geometrie. In questo senso anche una sola superficie può essere processata con entrambi i parametri.

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Regolando opportunamente i valori nei parametri di offset della superficie di controllo in modo da impedire che l’offset di 0.5 interessi anche il suo bordo in comune con la tasca (il valore è impostato a –0.02 e non a 0 per le ragioni espresse sopra), si risolve il problema conseguendo il risultato visualizzato in figura.

Nota: La gestione avanzata dell’offset può essere applicata anche nelle superfici parte per ottenere diversi comportamenti della fresa in associazione al tipo di superficie lavorata tenendo conto che Cimatron E varia in modo automatico il valore di offset per le geometrie con inclinazioni intermedie tra i due estremi (orizzontale e verticale).

Nella versione 8.5 di Cimatron E si possono utilizzare fino a 6 gruppi di selezione differenti per le superfici parte e fino a 4 gruppi per le superfici di controllo; i controlli dei valori di offset associati ai vari gruppi si attivano in base alle selezioni.

Un esempio di utilizzo dei diversi gruppi di superfici e dell’ impostazione di diversi valori di offset può essere fornito dal modello dell’immagine a fianco che viene fresato con una finitura a singola strategia per livelli di Z. Fornendo un solo gruppo di superfici parte è possibile impostare un unico valore di offset che viene applicato all’intero modello lavorato (al limite sarebbe possibile ricorrere alla gestione avanzata distinguendo tra pareti e fondo, ma in questo caso non avrebbe molto senso). Volendo ottenere offset diversi all’interno della stessa procedura è necessario ricorrere alla selezione delle superfici di lavoro suddivisa in gruppi. Inserendo i valori di offset desiderati si ottiene il risultato proposto nell’immagine che segue.

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5.4 Finitura a passate parallele: ordine delle passate Nelle finiture che prevedono la lavorazione per passate parallele, Cimatron E presenta un parametro che si incarica di controllare l’ordine di esecuzione delle passate in presenza di condizioni particolari:

Ordine di lavorazione orizzontale viene presentato di default dal sistema con l’impostazione su “più vicino” che, ad esempio in presenza di un ostacolo, permette al programma di eseguire la passata successiva a quella attuale, anche se quella attuale non completamente terminata in base ad un’ottimizzazione interna dei movimenti in rapido per ottenere tempi macchina più rapidi e meno movimenti in aria.

In questa immagine sono evidenti i movimenti in rapido prodotti da questa soluzione che

passano diagonalmente tra le passate in

corrispondenza dell’ostacolo in quanto valutati dal sistema come preferibili per l’ottenimento di una lavorazione più rapida.

La soluzione “per passate” forza il programma al completamento di tutta la passata attuale prima di iniziare la successiva con un conseguente aumento dei movimenti in rapido, ma con un probabile incremento nella qualità della lavorazione in quanto vengono evitate possibili marcature nelle zone di confine delle lavorazioni.

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5.5 Lavorazione elettrodi La lavorazione di elettrodi richiede un tipo particolare di fresatura che permetta il giusto dimensionamento che l’elettrodo deve avere in rapporto alla tasca che dovrà produrre; dovrà essere ridotto opportunamente in modo da permettere la generazione dell’arco elettrico necessario all’erosione del materiale (gap erosione – l’elettrodo non tocca mai il pezzo, ma si porta alla distanza necessaria per lo scoccare della scintilla di erosione). Inoltre alcuni semplici elettrodi operano con un movimento rotatorio a Z costante e la loro fresatura deve tener conto del gioco necessario (gap orbitazione piana). Mentre il gap erosione somiglia, di fatto, ad una sorta di offset negativo delle superfici, il gap orbitazione piana non deve riguardare le superfici piane orizzontali dell’elettrodo stesso. Ad esempio di tali lavorazioni si consideri il modello in figura cui è stata applicata una finitura a singola strategia con uso di un contorno limite.

Il bordo di contenimento è rappresentato dalla curva composta visibile sotto la lavorazione.

Il gap erosione riduce le dimensioni dell’elettrodo in relazione ai valori richiesti in modo uniforme.

L’orbitazione piana rispetta (nero) rispetta la parte orizzontale e interviene solo sui fianchi del pezzo.

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5.6 Fresatura per isoparametriche ISOPARAMETRICHE/SUPERFICIE GUIDA

Funzione di fresatura di superfici in cui il movimento dell’utensile è ricavato dall’andamento dalle isoparametriche di una superficie appositamente generata. Le isoparametriche vengono proiettate secondo l’asse delle Z sulle superfici del modello definite come parte e l’incremento laterale delle passate può essere impostato per scallop (altezza di cresta residua), per passate (suddivisione dell’area di intervento in un numero definito di passate), per minimo passo laterale 2D. Normalmente l’area da lavorare è determinata dalla proiezione della superficie guida sul modello, ma possono essere impostati dei limiti per quel che riguarda la larghezza della lavorazione.

E’ possibile selezionare ambedue gli ordini di isoparametriche per fornire la direzione di lavorazione. Richiede superfici parte/controllo/guida La geometria di guida può anche essere data da una coppia di contorni (il sistema provvede autonomamente alla generazione di una superficie blend virtuale tra i due in modo da ottenere le isoparametriche necessarie) o da un contorno e punto.

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ISOPARAMETRICHE/SUPERFICIE PARTE

Funzione di fresatura delle superfici concettualmente molto simile alla precedente in cui le isoparametriche necessarie vengono ricavate da una o più superfici appartenenti al modello (in figura sono evidenziate in giallo). L’area di intervento è perciò data dalla selezione stessa delle geometrie e possono essere impostati dei limiti di lavorazione sia in larghezza che in lunghezza. Richiede superfici parte/controllo.

ISOPARAMETRICHE/SUPERFICIE RULED

Funzione di fresatura di superfici in cui i movimenti dell’utensile sono definiti dalle isoparametriche di una o più superfici generate virtualmente dal sistema a partire de due contorni aperti o chiusi forniti alla procedura. La superficie risultante (si tratta in sostanza di una blend) viene fresata per numero di passate o per scallop (altezza di cresta residua) ed è possibile fornire dei limiti di lavorazione in altezza o mediante un piano di riferimento o mediante un valore di Z assoluto.

In figura è riportato un esempio di limite superiore e inferiore impostato mediante una coppia di piani di riferimento. Richiede contorno superiore/base / limite superiore/base.

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ISOPARAMETRICHE/MORPH TRA 2 CURVE Nel CAM a 3 assi di Cimatron E è stata introdotta una particolare lavorazione di finitura che proviene dal modulo multi asse advanced specifico delle finiture a 5 assi e che è di acquisto facoltativo. Si tratta di un’evoluzione della fresatura per isoparametriche che prescinde dalla creazione di una superficie guida per il controllo delle passate della fresa utilizzando due semplici contorni o curve singole come geometria di riferimento per la generazione dei movimenti. Il sistema calcola una serie di passate progressive che, partendo dalla forma della prima delle 2 curve, giungono alla forma della seconda e che vengono proiettate sulle superfici di lavoro. Nell’immagine il modello con evidenziate le 2 curve composte generate direttamente su 2 bordi di superfici.

Naturalmente le curve possono essere esterne al modello e possono essere costituite da un'unica geometria o da un concatenamento di entità; unica limitazione è che le superfici di lavoro non devono occupare un’area maggiore di quella racchiusa tra le curve. Per questa ragione nel modello in figura la selezione delle geometrie di lavoro appare come da immagine successiva.

L’interazione della procedura sfrutta un particolare pannello di controllo che viene commentato in un manuale dedicato al modulo multi asse advanced e che comprende una serie di efficaci e intuitivi controlli per la gestione del controllo dei tallonamenti, degli eventuali gap (intervalli, “buchi”) presenti nelle superfici di lavoro e altro. Al pannello in questione si accede mediante il tasto

presente nel wizard di creazione delle procedure.

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Il risultato della procedura potrebbe essere quello mostrato in figura.

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5.7 Opzioni per l’alta velocità I parametri relativi alle opzioni ad alta velocità sono dedicati al controllo dei movimenti della fresa in associazione alle caratteristiche delle macchine a controllo ad alta velocità (l’efficacia o meno di tali parametri sulla lavorazione finale dipende anche dal post processor a disposizione e dalle caratteristiche della

fresatrice). Trocoide: generazione di movimenti ad anello per il mantenimento di una velocità di avanzamento alta in caso, ad esempio, di ingresso a pieno fronte di carico della fresa per il raggiungimento della zona di lavoro.

In figura è riportato un esempio di movimento a trocoide in un livello di una sgrossatura in cui è stata richiesta la lavorazione a spirale “dentro – fuori” impedendo l’ingresso in piantata. Il sistema è costretto a fare gli ingressi dall’esterno e a portarsi in “pieno” al centro del piano di lavoro e tutto il movimento di ingresso viene eseguito utilizzando il trocoide per mantenere alta la velocità di avanzamento. Multi Z: suddivisione automatica in sottolivelli di Z delle aree caratterizzate da considerevole quantità di materiale per un più accurato controllo del carico dell’utensile.

Raccorda rapidi: raccordatura dei vertici dei movimenti in rapido per una maggiore fluidità dei movimenti (in figura). Spigoli arrotondati: stesso principio applicato ai movimenti in lavoro sul piano orizzontale in conformità alle geometrie da lavorare.

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5.8 Procedure a due assi e mezzo Per le lavorazioni su superfici orizzontali (parallele al piano di lavoro) e verticali (normali ad esso) si tenga conto delle semplici procedure a 2.5 assi che richiedono la semplice indicazione al programma delle aree di lavoro o dei contorni aperti o chiusi da profilare da un determinato valore di Z superiore a quello inferiore desiderato. Si tratta di algoritmi di calcolo particolarmente rapidi che risolvono in modo semplice e veloce fresature quali spianature, svuotamento di tasche con pareti verticali o sformate uniformemente, realizzazione veloce di programmi tasche complesse con superfici piane sul fondo quali, ad esempio, testi.

Le cartelle p.u. a 3 assi possono ovviamente contenere qualunque lavorazione di questo tipo e il loro studio e realizzazione risulta piuttosto semplice e di facile utilizzo. Le procedure in questione si suddividono in tasche e contornature; le prime si rivolgono all’asportazione di volumi e richiedono la selezione di uno o più contorni chiusi per l’individuazione delle aree di lavoro secondo le logiche espresse nel paragrafo relativo ai contorni del presente manuale.

Le seconde fresano i contorni specificati (che possono essere aperti o chiusi) e sono principalmente rivolte alla lavorazione di piccoli quantitativi di materiale. Alle tasche appartengono le procedure dall’esterno / parallela / spirale e alle contornature svuotamento / contorno aperto / contorno chiuso / aperto per piano / chiuso per piano. In una tipica lavorazione di tasca si trovano parametri che non appaiono nelle procedure a 3 assi e che devono essere specificati con attenzione: le procedure a 2.5 assi sono gestite da un motore di calcolo precedente a quello dei 3 assi e sono meno sofisticate in modo particolare per quel che riguarda il controllo dei tallonamenti.

Si notano i controlli relativi al valore di Z superiore e inferiore (che nel 3 assi sono impliciti nelle selezioni).

La sola voce aggiorna il grezzo residuo nella gestione del grezzo.

Porre massima attenzione alla Z di svincolo incrementale che nel 3 assi presenta la voce ottimizzato: in linea generale è preferibile impostare uno Z assoluto di svincolo in modo da scavalcare la limitazione del controllo dei tallonamenti che

le procedure a 2.5 assi hanno. Lavorando esclusivamente con i contorni come geometrie di riferimento, esse non sono in grado di controllare i tallonamenti con le superfici del modello.

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5.9 Foratura automatica Nella versione 8 di Cimatron E viene introdotto un modulo per la generazione dei cicli di foratura caratterizzato da una struttura particolarmente avanzata che permette la personalizzazione delle strategie di lavorazione che verranno memorizzate dal sistema e applicate nuovamente alla presenza di fori della stessa natura nel modello corrente o in quelli futuri. Il modulo è caratterizzato dal ricorso minimo alle impostazioni automatiche in ragione di una maggiore libertà dell’utente di intervenire con scelte personali per giungere rapidamente ad una “libreria di strategie” rispondenti alle proprie necessità che potrà essere utilizzata con notevole risparmio di tempo. Naturalmente gli automatismi presenti nel programma sono orientati alla selezione rapida delle geometrie di riferimento che vengono individuate autonomamente dal sistema. La funzione vene lanciata con la classica modalità di generazione di una nuova procedura.

Essa provvede immediatamente ad un’analisi del modello e al rinvenimento di tutti i fori presenti coerenti con l’asse di lavoro della fresa in relazione al sistema di riferimento attivo (per i percorsi a 3 assi si tratta, molto frequentemente, del sistema di riferimento di setup – staffaggio -). Il risultato ottenuto su una piastra forata di esempio è visibile nell’immagine successiva.

La procedura di foratura automatica si basa su di una logica piuttosto semplice che viene suddivisa in due momenti fondamentali: il riconoscimento con conseguente raggruppamento dei fori per tipologia (gestione gruppi) e l’applicazione di una diversa strategia di lavoro per ciascuno di essi (attacca sequenze). Il programma presenta nel wizard di impostazione della procedura un settore di gestione della visualizzazione delle facce del modello sia riguardanti i fori rilevati che il resto del pezzo. Il controllo della visualizzazione delle geometrie risulta molto interessante per una chiara lettura della situazione e per una più efficiente impostazione dei parametri necessari.

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Altre facce: controlla la presenza e il colore a video delle facce del modello non riconosciute come foro. Grezzo precedente: calcola e visualizza lo stato del grezzo residuo dalle lavorazioni precedenti la foratura in corso. Fori eseguiti cieco / attraverso: controlla la visualizzazione e il colore dei fori già lavorati eventualmente presenti nel modello suddividendoli in ciechi e passanti. Fori liberi: controllo della visualizzazione e del colore dei fori presenti nel modello, ma

non ancore associati ad alcun gruppo. Gruppi non assegnati: controllo della visualizzazione dei gruppi di fori elencati nella finestra, ma non associati ad alcuna sequenza di lavorazione. Sequenze: controllo della visualizzazione o meno delle sequenze di lavorazione associate alle geometrie. La realizzazione di gruppi di fori avviene mediante la pressione del tasto accesso presso la voce corrispondente nel wizard di impostazione.

La funzione genera la comparsa dei parametri in figura all’interno dell’area grafica. In questa fase si inizia la selezione dei fori e il loro eventuale raggruppamento; attacca auto è un’opzione che permette di generare in modo automatico i gruppi dei fori in base alle selezioni effettuate. Ad esempio, nel modello presentato nelle immagini, sarebbe possibile realizzare una finestra di selezione comprendente l’intera piastra e, con l’attivazione dell’opzione attacca auto ottenere immediatamente l’elenco dei gruppi di fori rinvenuti e l’associazione automatica delle geometrie.

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I gruppi così generati vengono elencati sotto la voce gruppi non assegnati del wizard e per ognuno di essi è presente un nome provvisorio e un contatore di geometrie. La pressione del 3° tasto del mouse su un gruppo qualsiasi provoca la comparsa di un menù di opzioni che intervengono su di esso.

Attacca: inserimento nel gruppo evidenziato della superficie del foro eventualmente selezionata nel modello. Crea sequenza: accesso alla funzione di studio e generazione della sequenza di lavorazioni per il gruppo di fori in oggetto. Attacca sequenza auto: applicazione automatica di una sequenza preesistente per una tipologia simile di fori. Rinomina: inserimento di un nuovo nome al gruppo selezionato. Cancella: rimozione del gruppo selezionato. Nascondi il resto: spegnimento a video di tutte le superfici del modello ad eccezione di quelle riguardanti il gruppo di fori in oggetto. Seleziona: selezione delle geometrie appartenenti al gruppo di fori in oggetto.

In figura è riportato il menù di opzioni del 3° tasto del mouse premuto alla voce gruppi non assegnati. Si notano i comandi di gestione dei gruppi nel loro insieme.

Al termine dell’impostazione dei gruppi si chiude la finestra di guida delle feature confermando l’elenco di fori definito. Si procede quindi con l’accesso alla funzione di generazione e applicazione delle sequenze di lavorazione intese come successione di utensili e strategie di foratura.

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L’accesso alla funzione provoca la comparsa della finestra di guida che richiede la selezione di un gruppo di fori esistente. La selezione del gruppo può avvenire direttamente in area grafica (selezione di una superficie di uno dei fori appartenenti al gruppo desiderato) oppure nell’elenco dei gruppi proposto dal wizard. Si conferma la selezione mediante il consueto 2° tasto del mouse.

Il programma posiziona in centro all’area grafica il foro selezionato per la generazione della sequenza marcando con delle sigle i punti notevoli che individuano i diversi settori della lavorazione.

Il foro selezionato presenta diversi settori caratterizzati fondamentalmente da diametri diversi i quali vengono siglati con una lettera. L’interfaccia della funzione prevede una sezione di dettaglio dei settori individuati nella quale vengono riportati i dati geometrici. A fianco di detto settore si trova la parte di interfaccia relativa alla gestione dei dati di sequenza utensili nella quale sono elencate le diverse lavorazioni e i diversi utensili che interesseranno i fori del gruppo in oggetto. La pressione del 3° tasto del mouse in tale area dell’interfaccia provoca la comparsa della voce inserisci che permette di selezionare un nuovo utensile e di stabilirne l’intervento.

A titolo di esempio si pensi all’impostazione dell’intervento dell’utensile di centraggio dei fori. Dopo la selezione della voce inserisci si accede alla finestra di selezione degli utensili da cui si preleva l’utensile “punta di foratura centro_3” creato in precedenza.

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La selezione dell’utensile comporta la comparsa di una riga compilata nella finestra di gestione delle sequenze di lavorazione.

Degne di nota sono e due caselle poste all’inizio della riga che controllano la visualizzazione dell’utensile nei settori contrassegnati.

La prima delle due caselle si riferisce alla visualizzazione dell’utensile nel punto di Z superiore della sequenza e la seconda nel punto di Z inferiore; selezionando la prima delle due caselle si ottiene la comparsa della punta a video nella posizione mostrata in figura.

La posizione corrisponde al valore di rif. superiore impostato sulla riga di sequenza e mostrato nell’immagine seguente

nella quale si nota anche il valore inserito per il rif. inferiore (-3) presso il quale è possibile visualizzare l’utensile con la

selezione della seconda casella di cui sopra . Procedendo con l’aggiunta di utensili e di sequenze di lavorazione nel modo suggerito si arriva a definire la foratura desiderata per quel tipo di geometrie.

L’immagine a fianco è ottenuta selezionando la procedura di foratura, individuando la sequenza per il gruppo di fori desiderato e applicando il segno di spunta su tutti i punti di riferimento a Z inferiore come mostrato dall’immagine più sotto (questo è anche un metodo per verificare la correttezza dei valori impostati e l’assenza di tallonamenti).

I due tasti mostrati nella figura a lato sono relativi alla funzione di salvataggio e recupero di sequenze di foratura. La pressione del tasto di salvataggio genera la richiesta di un’eventuale impostazione di un range geometrico (intervallo di valori geometrici dei fori ai quali applicare la medesima sequenza) che viene specificato nella tabella geometrica della funzione.

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L’impostazione del range geometrico permetterà di applicare automaticamente in futuro la sequenza definita ai fori rilevati nel modello con caratteristiche geometriche rientranti nell’intervallo specificato. L’indicazione del range è facoltativa e, se non specificata, restringe l’applicazione automatica della sequenza ai soli fori con le esatte caratteristiche

indicate. La funzione di salvataggio richiede l’indicazione di un nome e di un percorso per il file relativo che vengono forniti mediante una normale finestra di browser d’archivio.

Le sequenze di lavorazione vengono elencate come da immagine successiva nel wizard di impostazione della procedura. Osservando la struttura grafica dell’elenco si apprende che la sequenza di foratura hot runner 14mm è stata applicata al gruppo 2 composto da 8 fori. In fase di modifica della procedura di foratura sarà sufficiente fare doppio click sul gruppo corrispondente per tornare alla finestra di impostazione delle sequenze ed introdurre le modifiche desiderate. L’associazione automatica tra i gruppi di fori e le sequenze di lavoro corrispondenti si ottiene con la pressione del 3° tasto del mouse alla voce del gruppo desiderato e con la selezione della funzione dedicata.

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Il programma genera la finestra di dialogo mostrata nell’immagine a fianco nella quale, tra l’altro, è possibile indicare al sistema la cartella contenente le sequenze di foratura precedentemente definite. Nel caso in cui, per il gruppo selezionato, siano disponibili più sequenze di lavorazione nel catalogo personale e possibile stabilire il comportamento del sistema secondo le due opzioni mostrate nell’immagine più sotto.

Note importanti: Il riconoscimento automatico dei fori avviene secondo una certa tolleranza di calcolo che viene regolata dall’utente nel menù delle preferenze alla voce strumenti / preferenze / NC / drill / tolleranze. E’ possibile verificare la correttezza del percorso di foratura realizzato mediante il navigatore che permette, in questo caso, di procedere alla simulazione foro per foro. Nel documento CAD del modello in corso di lavorazione è possibile applicare ai fori degli attributi che influenzano la foratura automatica; in modo particolare i fori contrassegnati con l’attributo ignora foro non vengono presi in considerazione dal sistema durante l’elaborazione del calcolo. Nell’elaborazione delle sequenze di lavorazione è spesso interessante selezionare tra le sequenze già memorizzate quella che più si avvicina alla tipologia di foro in oggetto per poi ricorrere alla modifica dei soli parametri di interesse (utensili utilizzati, valori di z e altro). Ulteriori approfondimenti sull’utilizzo del modulo di foratura automatica sono disponibili nella guida in linea e nei file di esercitazione.

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5.10 Editor movimenti La realizzazione di un percorso utensile di lavorazione NC può frequentemente prevedere la necessità di intervenire manualmente su un singolo movimento (blocco) o su un gruppo di movimenti per rimediare ad eventuali difetti o per sopperire ad errori di programmazione dell’utente senza ricorrere al ricalcolo dell’intera procedura; in certi casi, in effetti, la rigenerazione della procedura non può eliminare il problema che potrebbe eventualmente essere dovuto anche a difetti delle geometrie del modello che generano cattive approssimazioni e quindi cattivi movimenti. Si tratta spesso di cancellazione di blocchi indesiderati, di correzione di attacchi e distacchi dalle superfici di lavoro, di proiezioni di blocchi su particolari superfici.

Cimatron E dispone di un programma di elaborazione dei movimenti utensile di una procedura che permette in modo semplice e completamente reversibile di operare in questo senso; alla funzione si accede mediante il tasto mostrato in figura presente nella barra nc, mentre è selezionata la procedura desiderata per l’intervento. L’attivazione della funzione provoca la comparsa della barra degli strumenti dell’editor movimenti che sostituisce temporaneamente la barra NC principale. Le funzioni dei tasti sono:

Cancella: rimozione dalla procedura dei blocchi selezionati (la selezione può avvenire per singoli blocchi, per finestra di selezione, per concatenamento tra due blocchi selezionati, per contorno e per piano) Connetti: generazione ed inserimento di nuovi movimenti all’interno della procedura come eventuale connessione tra gap esistenti o sostituzione di blocchi esistenti (sono disponibili movimenti di attacco e distacco, connessioni dirette o rapidi in Z di sicurezza) Proietta: proiezione dei movimenti selezionati sulle superfici indicate alla funzione Controllo tallonamenti: controllo dei movimenti modificati manualmente per quanto concerne eventuali tallonamenti con le superfici di lavoro (è possibile includere o escludere alcune superfici dal controllo dei tallonamenti; il navigatore è in grado di filtrare la visualizzazione dei blocchi per permettere la presenza a video dei soli blocchi verificati) Ripristina originale: recupero delle condizioni originali della procedura. Esci: uscita dalla funzione.

Di seguito vengono forniti alcuni esempi di intervento manuale delle procedure mediante l’utilizzo dell’editor movimenti. Un primo esempio potrebbe essere fornito dalla finitura per passate parallele mostrata in figura nella cui selezione delle superfici parte non sono state incluse le regioni che chiudono i fori di uscita degli estrattori (sono di colore viola). Si tratta di un’immagine che mostra solo una parte del modello.

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Una visualizzazione in dettaglio della lavorazione mostra i movimenti elaborati dalla procedura in corrispondenza dei fori del modello.

Naturalmente l’utensile entra parzialmente nel foro provocando una lavorazione indesiderata dello spigolo vivo (le superfici viola è stata posta in trasparenza). Editare la procedura aggiungendo le regioni che tappano i fori come superfici di lavoro ovvierebbe l’inconveniente, ma sarebbe inevitabile il ricalcolo della procedura di finitura che comporterebbe un certo spreco di tempo. E’ possibile attivare l’editor dei movimenti e procedere con due ipotesi diverse: una potrebbe prevedere la proiezione dei movimenti indesiderati

sulla superficie viola mancante.

Si richiama l’editor, si attiva l’opzione proietta e, mantenendo attiva la selezione libera come metodo di selezione dei blocchi, si procede alla realizzazione di una finestra facendo attenzione a fare il primo click del mouse nello spazio compreso tra due passate per evitare la selezione di un singolo movimento.

Il modale della funzione proiezione su e giù controlla il verso di proiezione dei movimenti selezionati e, in questo caso viene impostato su proiezione solo su vista la posizione della superficie viola rispetto ai blocchi da proiettare. Al termine della selezione, che viene confermata con il 2° tasto del mouse, il sistema propone come possibili superfici di proiezione tutte quelle associate alla procedura in oggetto sia come superfici parte che controllo. I tasti presenti nel settore opzionale della finestra di guida permettono di sottrarre alcune superfici o aggiungerne qualcuna.

Con il primo dei due tasti vengono presentati a video due campi in cui sono presenti i contatori di entità attualmente individuate e un modale che permette di ripristinare le selezioni originali che si attiva non appena vengono sottratte delle superfici.

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Con il secondo dei due viene presentato un contatore di entità aggiunte alla selezione e un parametro di impostazione dell’offset da applicare sulle nuove selezioni.

L’esecuzione del calcolo di proiezione dopo aver selezionato la superficie viola come geometria di riferimento provoca la modifica della procedura con il risultato mostrato in figura.

Altre possibilità di intervento sarebbe quella di rimuovere i movimenti indesiderati sostituendoli con connessioni dirette tra i gap( intervalli) che si verrebbe a formare. Questa volta l’editor viene attivato con l’opzione cancella e si procede alla selezione dei blocchi allo stesso modo di prima. Dopo la selezione e dopo l’OK alla rimozione dei blocchi il programma visualizza marcandoli con punti di colore blu i gap presenti nella procedura (vengono evidenziati i punti estremi di ciascun intervallo presente).

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A questo punto è possibile richiamare la funzione di connessione attivando l’opzione gaps tra quelle proposte nel menù.

La selezione dei gaps da processare può avvenire mediante una normale finestra di selezione (i gaps selezionati diventeranno di colore rosso).

La pressione del 2° tasto del mouse permette di accedere alla seconda fase del lavoro nella quale verrà attivata l’opzione relativa alla creazione di connessioni dirette.

La comparsa di altri parametri permetterà di stabilire se le nuove connessioni dovranno avvenire in velocità di avanzamento, di massimo avanzamento o di rapido; è presente un parametro di impostazione del valore di velocità che riporta inizialmente quello presente nei parametri macchina della procedura.

La pressione di OK produce il seguente risultato.

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Così come si sono aggiunte alla procedura delle connessioni dirette, è anche possibile aggiungere dei movimenti di attacco e distacco dei quali si possono indicare i valori relativi al raggio (nel caso di movimenti in tangenza), al delta in Z, all’estensione ed altro. Tali movimenti possono essere gestiti in modo indipendente tra gli attacchi e i distacchi e le opzioni sono presentate nel menù a tendina mostrato in figura.

Di ognuno di essi il programma presenta una serie di parametri per l’impostazione del calcolo; tali parametri sono visualizzati a video dopo la pressione del tasto

che ne controlla la visualizzazione.

Con la funzione connetti dell’editor movimenti è possibile agire direttamente su uno o più blocchi appartenenti ad una delle categorie presentate in elenco. Una volata selezionata une delle categorie il sistema dispone in modo automatico il filtro per evitare la selezione accidentale dei movimenti non corrispondenti. In ogni caso, l’editor movimenti presenta un tasto di accesso diretto al navigatore per poter togliere dalla visualizzazione le categorie di blocchi non desiderati. Nota: Si presti attenzione all’impostazione attuale del filtro globale di visualizzazione che deve consentire la presenza a video stabile di tutti i blocchi della procedura; in questo modo il navigatore (che richiamato direttamente dall’editor ha solo funzioni di gestore del video) può disporre di tutte le voci necessarie. Si supponga di voler modificare il primo attacco alle superfici presente in un dettaglio della lavorazione.

Si procede alla selezione del singolo movimento e, dopo la pressione del 2° tasto del mouse, si accede alla fase successiva. L’idea è quella di generare un movimento di attacco tangente orizzontale con l’arco di tangenza proveniente dall’esterno del pezzo (attualmente il sistema ha elaborato un attacco tangente di tipo verticale).

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Vengono impostati i parametri desiderati e premuto il tasto di anteprima per verificare la correttezza del nuovo risultato. Stessa sorte potrebbero ottenere tutti i movimenti di solo attacco inclusi in una finestra di selezione semplicemente ritornando alla fase precedente.

Tra i metodi di selezione dei blocchi merita una certa attenzione quello indicato con l’opzione seleziona contorno che prevede l’indicazione di un contorno chiuso (classicamente uno sketch appositamente realizzato ) che seleziona i blocchi compresi in una sua estrusione. L’immagine riporta una lavorazione di finitura a singola strategia per livelli di Z dalla quale si desidera rimuovere una certa quantità di blocchi che riguardano principalmente la superficie di colore ciano.

Prima di procedere all’attivazione dell’editor movimenti, si realizza uno sketch chiuso nel piano ZX che contenga i blocchi in oggetto. Lo sketch appare nell’immagine a lato.

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L’editor movimenti, dopo aver selezionato la modalità seleziona contorno e aver indicato lo sketch in oggetto, estrude l’entità lungo l’asse delle Z; ovviamente la selezione dei blocchi in queste condizioni non è possibile e Cimatron E non dispone, in questo caso; del solito vettore per il controllo delle direzioni. Si noti la presenza del parametro imposta direzione normale al video: sfruttando tale opzione è sufficiente selezionare la vista frontale (o normale al piano di sketch) per ottenere la direzione di estrusione corretta.

In questo modo il programma seleziona i blocchi intersecati dalla funzione e procede alla fase seguente. Il delta di estrusione non è modificabile, ma il programma seleziona i blocchi contenuti in una ipotetica estrusione infinita; per questa ragione il contorno può essere realizzato in qualunque piano interno o esterno al modello. E’ presente un controllo dell’offset del contorno indicato per ampliare o diminuire l’area di selezione.

Con l’esempio fornito in immagine è possibile dare un’occhiata ad un’altra importante opzione dell’editor movimenti che riguarda la possibilità di controllare se i movimenti modificati generano tallonamenti. Si supponga di eliminare i blocchi contenuti nella selezione precedente e di sostituirli con movimenti di attacco e distacco. Si procede all’attivazione della funzione connetti selezionando l’opzione gaps ed indicando al sistema su quali gap intervenire (finestra di selezione).

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Al termine, dopo la pressione del 2° tasto del mouse, si procede alla selezione dell’opzione aggiungi attacchi e distacchi mantenendo le impostazioni di default.

Il risultato prodotto si presenta evidentemente problematico (si notino i movimenti in rapido all’interno del modello). E’ possibile far fare a Cimatron un controllo dei movimenti modificati per verificare la presenza di tallonamenti. Per eseguire il controllo è sufficiente selezionare la voce

presente nella barra dell’editor. La funzione seleziona in modo automatico tutte le geometrie associate alla procedura e permette (con un meccanismo simile a quanto visto per la rimozione o l’aggiunta di superfici al gruppo di selezione) di modificare tale impostazione. Mantenendo i default della funzione e premendo OK si ottiene il seguente messaggio.

La visualizzazione dei blocchi verificati con tale sistema viene gestita dal navigatore non appena viene attivato il filtro movimenti come mostrato in figura.

Il quale comporta la comparsa delle seguenti voci nella finestra delle visualizzazioni.

Con essa sarà possibile individuare il problema e procedere con la sua correzione mediante altre modifiche alla procedura o mediante al nuovo calcolo delle stesse, ma con valori differenti (dopo aver recuperato l’originale con il tasto

funzione corrispondente). Nota: Per ulteriori approfondimenti sull’utilizzo dell’editor movimenti si rimanda ala guida in linea del programma.

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5.10 Nc setup report Nel menù processo NC è presente la funzione di generazione del Setup Report inteso come documento di riepilogo del percorso o dei percorsi utensili calcolati. L’avvio del comando visualizza una finestra del tipo riportato in figura

Il nuovo Report Standard consente di inserire il nome del Report ed un Commento. Il report generato sarà in formato MHT (Pagina HTML che contiene anche le immagini) ed può essere personalizzato utilizzando Microsoft Word come strumento di modifica del formato del Report. Al momento del lancio del lancio del Report, comparirà al centro dell’area grafica un rettangolo nero che rappresenta la zona di cattura dell’immagine che sarà inserita automaticamente nel Report.

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Il nuovo Report NC avrà un output di questo tipo:

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5.12 Templates Una volta completata la realizzazione di un percorso utensile è possibile procedere alla realizzazione di un template che ne permetta il richiamo in altri documenti NC di Cimatron E. Un template non è altro che una singola procedura o un percorso utensile completo memorizzato in un file esterno al sistema che contiene tutte le informazioni con le quali è stato realizzato. In particolar modo: possiede uno o più utensili già definiti al suo interno, possiede le istruzioni per la selezione di geometrie qualora essa sia impostata per criteri, è caratterizzato da una regolazione definita di passi laterali e in Z adatti all’utensile in uso, possiede le strategie di lavorazione ritenute opportune per quel tipo di intervento ecc. E’ intuibile che se si individua una certa ciclicità nel lavoro da svolgere (si opera frequentemente con pezzi di grandezza simile, composti del medesimo materiale, si utilizzano frequentemente i medesimi utensili, si tende a adottare più o meno la stessa sequenza di tecnologie ecc.) diventa particolarmente interessante sviluppare uno o più template che permettano di “caricare” una situazione di partenza già ampiamente corretta sulla quale è sufficiente operare esclusivamente dei controlli e delle leggere modifiche senza dover per forza ripercorrere l’intero ragionamento che ha portato allo sviluppo di una certa programmazione. La generazione di un template è quanto mai semplice: la selezione di una procedura o di un percorso utensile mediante il 3° tasto del mouse visualizza, in fondo alla tendina, le voci dedicate.

L’ avvio della funzione mostra una semplice finestra di dialogo che richiede la selezione della cartella di destinazione del file relativo. La funzione crea da template ripropone il browser di ricerca e permette la rilettura del file con la conseguente comparsa delle procedure relative nel gestore di processi NC. Dopo aver caricato il template è sufficiente procedere alle normali verifiche alla riesecuzione del PU in accordo al modello corrente. Ovviamente il template rappresenta solamente un diverso punto di partenza completamente modificabile e assolutamente non vincolante in nessuna delle sue parti.

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6 PROCEDURE TRADIZIONALI Allo stato attuale Cimatron E possiede di fatto 2 distinti motori di calcolo per le lavorazioni a controllo numerico; questo manuale si è ovviamente occupato del più recente e del più utilizzato tra i due, ma il programma mantiene al suo interno ancora numerose procedure generate dal motore precedente per poter venire incontro alle situazioni particolari che si potrebbero verificare per le quali le nuove tecnologie non sono state ancora adeguate (un esempio per tutte: la fresatura per isoparametriche). Si tenga in debito conto che l’interazione con queste procedure è significativamente più onerosa in quanto è più elevato il numero di parametri da impostare, esse non garantiscono il controllo costante del grezzo residuo per quanto riguarda i tallonamenti, non effettuano una gestione ottimale dei movimenti finalizzata al conseguimento di un minore tempo macchina e non presentano parametri di particolare utilità che, invece, le nuove possiedono. Ciò nondimeno si tratta di algoritmi di che hanno alle spalle anni di utilizzo e che, compatibilmente alle tecnologie disponibili, hanno rappresentato un ottimo strumento di lavoro. Di seguito una descrizione delle funzionalità e dei principi di funzionamento. 1-SGROSSATURA DALL’ESTERNO 3D

Funzione di sgrossatura a Z costante che procede per piani paralleli distanti tra loro come indicato nel parametro passo in Z svuotando in successione le aree identificate dai contorni rilevati dal sistema con un movimento a spirale. L’accesso alle aree da lavorare avviene sempre dall’esterno e per questo la tecnologia trova il suo più frequente utilizzo nelle lavorazioni di rilievi. Richiede la selezione di superfici parte / parte 2 / contorni. 2-SGOSSATURA PARALLELA 3D

Funzione di sgrossatura a Z costante che procede per piani paralleli distanti tra loro come indicato nel parametro passo in Z svuotando in successione le aree identificate dai contorni rilevati dal sistema con un movimento a passate parallele. L’accesso alle aree da lavorare avviene normalmente all’interno delle aree identificate salvo diverse indicazioni. Richiede la selezione di superfici parte / parte 2 / contorni

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3-SGROSSATURA SPIRALE 3D

Funzione di sgrossatura a Z costante che procede per piani paralleli distanti tra loro come indicato nel parametro passo in Z svuotando in successione le aree identificate dai contorni rilevati dal sistema con un movimento a spirale. L’accesso alle aree da lavorare avviene normalmente all’interno delle aree identificate salvo diverse indicazioni. Richiede la selezione di superfici parte / parte 2 / contorni

4-SGROSSATURA Z COSTANTE PARALLELA

Funzione particolarmente rapida di sgrossatura a Z costante che procede per piani paralleli distanti tra loro come indicato nel parametro passo in Z svuotando in successione le aree identificate dai contorni rilevati dal sistema con un movimento a passate parallele. L’accesso alle aree da lavorare avviene sempre all’interno delle aree identificate. Possiede una tecnologia meno sofisticata di intervento tra i livelli dando la sola possibilità di scegliere se operare a Z costante o su superfici. Richiede la selezione di superfici parte /di controllo / contorni

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5-SGROSSATURA Z COSTANTE RADIALE

Funzione di sgrossatura a Z costante che procede per piani paralleli distanti tra loro come indicato nel parametro passo in Z svuotando in successione le aree identificate dai contorni rilevati dal sistema con un movimento radiali rispetto ad un’asse parallela all’asse Z di cui va specificato il punto di origine. L’accesso alle aree da lavorare avviene sempre all’interno delle aree identificate. Possiede una tecnologia meno sofisticata di intervento tra i livelli dando la sola possibilità di scegliere se operare a Z costante o su superfici. Richiede la selezione di superfici parte /di controllo / contorni

6-SGROSSATURA PER FORATURA

Funzione di sgrossatura adatta a grandi quantità di materiale che procede per movimenti verticali creando un “fronte” di lavorazione che procede nel volume indicato con un incremento regolato dal parametro passo in avanti. Si utilizza con utensili toroidali (ad inserti) e richiede la selezione di superfici parte /di controllo / contorni. Permette di impostare la lavorazione verticale in un’unica passata o in livelli successivi.

Richiede la selezione di superfici parte/controllo / contorni

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7-CONTORNATURA SVUOTAMENTO 3D

Funzione di contornatura che consiste nel ripasso dell’utensile sui contorni definiti nella procedura secondo le modalità espresse nella selezione di questi ultimi (posizione utensile su / dentro / fuori e offset positivo o negativo). I contorni vengono proiettati sulle superfici definite nella procedura secondo la direzione fornita dall’asse Z. Richiede la selezione di contorni parte/grezzo / superfici parte/controllo.

8-CONTORNATURA/PROFILATURA CONTORNO APERTO 3D

Funzione di contornatura di profili aperti che vengono proiettati sulle superfici definite nella procedura secondo la direzione fornita dall’asse Z. La posizione dell’utensile può essere su o tangente in relazione ai contorni indicati ed è possibile specificare uno spessore del grezzo nel caso in cui si desideri asportare il materiale con più passate successive. Richiede la selezione di contorni / superfici parte/controllo

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9-CONTORNATURA/PROFILATURA CONTORNO CHIUSO 3D

Funzione di contornatura di profili chiusi che vengono proiettati sulle superfici definite nella procedura secondo la direzione fornita dall’asse Z. La posizione dell’utensile può essere su o tangente in relazione ai contorni indicati ed è possibile specificare uno spessore del grezzo nel caso in cui si desideri asportare il materiale con più passate successive. Richiede la selezione di contorni / superfici parte/controllo

10-CONTORTNATURA/PROFILATURA APERTO/CHIUSO PER PIANO Funzione molto simile alla precedente che richiede la selezione di contorni aperti/chiusi e di un piano di riferimento o di una superficie piana che lo identifichi su cui le lavorazioni vengono eseguite. Permette di evitare la modellazione CAD di superfici dedicate a NC estranee al modello nel caso in cui esse siano piane. 11-CONTORNATURA CURVA MX 3X

Funzione di fresatura che permette di far percorrere all’utensile un contorno 2D o 3D sia proiettandolo su superfici di riferimento prese dal modello sia senza effettuare la proiezione. Può quindi essere utilizzata per realizzare percorsi 3D generati appositamente specificando eventuali incrementi laterali nel caso in cui si intenda procedere con più passate. Se vengono incluse superfici nella selezione Cimatron E permette di impostare la profondità di lavorazione e il conseguente passo in Z. Richiede superfici parte / contorni.

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15-FRESATURA SUPERFICI/PASSO 3D

Funzione di fresatura di superfici dedicata ai processi di finitura che procede per soli movimenti a spirale modificando, nel corso dell’esecuzione, la traiettoria della fresa per assecondare la forma geometrica di eventuali contorni guida che dovessero essere stati indicati. L’incremento laterale è calcolato come passo 3D ovvero come distanza tra le passate misurata nello spazio. Particolarmente adatta alle finiture di superfici prossime all’orizzontale ha il suo punto debole sulle facce particolarmente inclinate rispetto al piano XY. Come suggerito dall’immagine il movimento della fresa tende ad essere confuso ed impreciso ed è pertanto raccomandabile, in presenza di tali geometrie, il ricorso ad altre tecniche di lavorazione ed in modo particolare a quelle prevedono l’utilizzo di fresature per livelli di Z. Richiede contorni parte/guida / superfici parte / punti guida. 16-FRESATURA SUPERFICI/DALL’ESTERNO

Funzione di fresatura di superfici dedicata ai processi di finitura che procede con movimento a spirale accedendo al pezzo, ove possibile, dall’esterno. Anche se raramente utilizzata può essere associata alla sgrossatura dall’esterno.

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16-FRESATURA SUPERFICI/PARALLELA

Funzione di fresatura di superfici dedicata ai processi di finitura che procede per passate parallele. E’ necessario fornire il valore del passo laterale e l’angolo che la direzione di lavorazione dovrà mantenere rispetto all’asse delle X del sistema macchina. Il valore di passo laterale può essere anche affidato al sistema indicando l’altezza di cresta residua (scallop) che si vuole ottenere al termine della lavorazione con l’utensile in uso. Cimatron E provvederà al suo calcolo variando il passo laterale internamente alla procedura in relazione alle caratteristiche geometriche del modello. Nel caso in cui si operi con l’opzione scallop è fortemente raccomandata l’impostazione di un valore corretto di passo laterale 2D minimo per evitare che il sistema ne utilizzi uno troppo piccolo e incompatibile con i tempi macchina desiderati. Richiede contorni parte/grezzo / superfici parte/controllo.

17-FRESATURA SUPERFICI/SPIRALE

Funzione di fresatura di superfici dedicata ai processi di finitura che procede per passate a spirale. L’incremento laterale delle spire può essere indicato come passo laterale 2D o 3D (misurato in proiezione sul piano XY oppure come distanza rilevata nello spazio). Nel secondo caso è fortemente raccomandata l’impostazione di un valore corretto di passo laterale 2D minimo per evitare che il sistema ne utilizzi uno troppo piccolo e incompatibile con i tempi macchina desiderati. Richiede contorni parte/grezzo / superfici parte/controllo.

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17-FRESATURA SUPERFICI/RADIALE

Funzione di fresatura di superfici dedicata ai processi di finitura che procede per passate ad incremento angolare riferite ad un’asse centrale di cui è necessario fornire il punto di origine e che è necessariamente parallelo all’asse Z del sistema macchina. E’ possibile indicare al sistema da dove iniziare e dove terminare la lavorazione in base ai valori primo e ultimo angolo. Richiede contorni parte/grezzo / superfici parte/controllo.

18-FRESATURA SUPERFICI/PER LIVELLI

Funzione di fresatura di superfici particolarmente adatta alle lavorazioni di pre – finitura che procede per piani paralleli (livelli di Z) in modo del tutto simile ad una normale sgrossatura 3D ma senza operare sul volume della tasca. Come la sgrossatura anche la fresatura per livelli permette l’intervento tra i piani di Z che compongono la lavorazione con eventuale variazione della tecnologia che può passare da Z costante (tra i livelli – z costante) a Z variabile (tra i livelli – su superfici/orizzontale). Queste caratteristiche la rendono interessante come procedura successiva alla sgrossatura 3D dando la possibilità di mantenere inalterate le selezioni di geometrie e la maggior parte dei parametri impostati, variando esclusivamente il passo in Z, quello laterale e il valore di offset sulle superfici. Richiede contorni / superfici parte/parte2.

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19-FRESATURA SUPERFICI/AREA ORIZZONATALE PARALLELA

Funzione di fresatura di superfici dedicata alle aree considerate orizzontali, ovvero alle parti di modello che risultano formare un angolo minore del valore espresso dal parametro angolo limite rispetto al piano XY. La lavorazione avviene per passate parallele per valore assoluto di incremento laterale (passo laterale 2D) oppure per scallop (altezza di cresta residua). Richiede contorni / superfici parte/controllo.

20-FRESATURA SUPERFICI/AREA ORIZZONTALE SPIRALE

Funzione di fresatura di superfici dedicata alle aree considerate orizzontali, ovvero alle parti di modello che risultano formare un angolo minore del valore espresso dal parametro angolo limite rispetto al piano XY. La lavorazione avviene per passate con movimento a spirale con incremento laterale regolato dal parametro passo laterale 2D/3D. Nel caso in cui si intenda procedere mediante passo laterale 3D è necessario porre particolare attenzione al parametro passo laterale 2D minimo evitando di mantenerlo a 0 per evitare incrementi troppo piccoli con conseguente dilatazione dei tempi macchina. Richiede contorni / superfici parte/controllo.

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21-FRESATURA SUPERFICI/AREA ORIZZONTALE RADIALE

Funzione di fresatura di superfici dedicata alle aree considerate orizzontali, ovvero alle parti di modello che risultano formare un angolo minore del valore espresso dal parametro angolo limite rispetto al piano XY. La lavorazione avviene per passate con movimento radiale regolato dal parametro incremento d’angolo riferito ad un’asse parallela a Z di cui va indicato il punto di origine. E’ possibile controllare l’ampiezza dell’area lavorata oltre che con la selezione di contorni anche con i parametri primo/ultimo angolo (in figura entrambi sono regolati a 0 e pertanto la lavorazione copre 360°). Richiede contorni / superfici parte/controllo.

22-FRESATURA SUPERFICI/AREA VERTICALE

Funzione di fresatura di superfici dedicata alle aree del modello considerate verticali ovvero con inclinazione rispetto al piano XY maggiore di quella impostata nel parametro angolo limite. La lavorazione avviene per passate parallele regolate dal passo laterale 2D o dal valore di scallop (altezza di cresta residua) impostati in procedura. Il parametro lavorazione per angolo oltre a stabilire l’inclinazione che la direzione di lavorazione forma con l’asse delle X, individua anche le superfici da lavorare che devono necessariamente formare un angolo prossimo ai 90° con la direzione di lavorazione indicata. Richiede contorni / superfici parte/controllo.

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23-RIPRESA

Funzione di fresatura di superfici che procede all’analisi del modello per individuare le zone dove l’utensile indicato alla procedura come utensile precedente non è potuto intervenire. L’analisi è effettuata in base alle caratteristiche geometriche del modello e dell’utensile precedente e non in base al controllo del grezzo residuo che, di fatto, la procedura ignora completamente. Le zone individuate possono essere lavorate con strategie diverse secondo l’inclinazione che esse formano con il piano XY sempre in considerazione della maggiore efficacia delle lavorazioni a Z

costante per le aree verticali e a Z variabile per quelle orizzontali. La procedura di ripresa, in base alle indicazioni fornite, varia automaticamente la strategia di lavorazione relazionandola alle condizioni del modello ed è normalmente utilizzata come completamento della pre-finitura o della finitura a seconda dei casi.

24-RIPRESA/LUNGO IL CONTORNO

I movimenti della fresa attaccano le superfici descrivendo archi in tangenza con i contorni di lavorazione individuati per permettere ingressi e uscite caratterizzati da movimenti dolci. Richiede contorni / superfici parte/controllo

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25-RIPRESA/PARALLELA

La ripresa viene effettuata con movimenti dell’utensile a passate parallele di cui si imposta l’incremento mediante il passo laterale 2D oppure mediante lo scallop. Richiede contorni / superfici parte/controllo

La ripresa viene effettuata con movimenti dell’utensile a spirale di cui si imposta l’incremento mediante il passo laterale 2D oppure 3D. Richiede contorni / superfici parte/controllo Per le tre diverse metodologie di intervento descritte in precedenza (ripresa lungo il contorno/parallela o a spirale) sono presenti le seguenti opzioni di funzionamento: Dividi Orizzontale / Verticale: le aree orizzontali sono lavorate su superficie, le aree verticali sono lavorate per livelli a Z costante. Tutte le Aree su Superfici: aree orizzontali e verticali sono lavorate nello stesso modo, su superfici. Solo Orizzontale su Superfici: verranno lavorate solo le aree orizzontali, su superfici. Verticale + Tutto su superfici: tutte le aree saranno lavorate su superfici. In più, le aree verticali saranno lavorate anche per livelli a Z costante. Si tengano inoltre presenti i parametri: Verticale multi passata: stabilisce il comportamento della fresa nelle aree verticali avviando o no una lavorazione per piani paralleli con movimenti di fresatura per svuotamento. Nel caso in cui si richieda questo tipo di intervento è necessario indicare un valore di passo laterale. Orizzontale multi livello: determina se la quantità di metallo individuata sulle superfici orizzontali debba essere eliminata o no per livelli (offset) successivi. In caso di avvio di questa modalità è richiesto il valore di incremento di offset con cui suddividere l’intervento.

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26-RIPRESA/SOLO AREA VERTICALE

Funzione di ripresa dedicata alle sole aree verticali che vengono lavorate a Z costante impostando il valore di passo in Z ritenuto opportuno. Richiede contorni / superfici parte/controllo.

27-BITANGENZA

Funzione di fresatura che interviene sulle sole zone in cui l’utensile in uso può essere posto in tangenza a due facce simultaneamente. Questo implica che i movimenti verranno calcolati necessariamente in corrispondenza degli spigoli del modello e rende la procedura particolarmente adatta agli interventi finali con utensili particolarmente piccoli il cui raggio di curvatura (è possibile operare con soli utensili sferici) sia compatibile con la lavorazione richiesta. Richiede contorni / superfici parte/controllo.

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28-FORATURA Funzione dedicata alla realizzazione dei cicli di foratura. E’ possibile stabilire la profondità del foro al momento della sua selezione (o della selezione del punto in

corrispondenza del quale si intende realizzarlo) oppure fornire una profondità globale valida per tutti i fori inseriti in procedura. Nel primo caso, prima di selezionare un punto è necessario inserire la profondità nel campo prossima perché il sistema applica la profondità indicata alla selezione successiva. Indicare il Tipo di Ritorno valido per il foro in via di selezione: A Inizio riporta l’utensile al Delta Iniziale di sicurezza Z A Ritorno riporta l’utensile a Delta Ritorno impostato, ovvero la Z a cui l’utensile passa da rapido a velocità di lavoro. Selezione: Punto singolo per selezionare punti, centro fori per selezionare fori esistenti nel modello (si può selezionare qualunque entità circolare; non solo fori ottenuti con la funzione specifica, ma, ad esempio, una serie di circonferenze realizzate in ambiente

sketch). In questo caso si può impostare un filtro per il valore di diametro identificando così rapidamente le geometrie corrette in base all’utensile in uso. Il parametro riferimento permette di impostare diverse direzioni di discesa dell’utensile per CAM a 4 o 5 assi.

Selezionare il tipo di foratura; attivando l’opzione Rompitruciolo compaiono i campi in cui inserire il Passo e il Decremento. La Sosta va indicata in millisecondi. Scegliere l’ordine di foratura ovvero l’ordine di successione con i quale verranno eseguiti i fori. Impostare il tipo di profondità: Profondità Globale: una profondità unica per tutti i fori. Z superiore Globale: tutte le forature inizieranno allo stesso livello Z. Z inferiore Globale: tutte le forature termineranno allo stesso livello Z. La funzione calcola max. profondità del gruppo di parametri profondità identifica il valore di profondità più elevato dato in fase di selezione delle geometrie di riferimento. Profondità: Punta utensile: la profondità verrà raggiunta dalla punta

dell’utensile. Diametro Completo: la profondità verrà raggiunta dal diametro completo dell’utensile. Diametro smusso:

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la profondità verrà raggiunta in corrispondenza del diametro pari allo smusso.

7 GUIDA IN LINEA 7.1 Uso della guida Per la visualizzazione di dettagli inerenti alle funzioni e ai processi descritti nonché di informazioni riguardanti l’uso delle funzioni e il loro utilizzo, oltre al presente manuale è possibile fare riferimento alla GUIDA IN LINEA di Cimatron-E alla quale si accede dalla funzione in corso, similmente a quanto accade per molti altri software, tramite la pressione del tasto F1 della tastiera. La consultazione della guida, nonostante sia in lingua inglese, risulta agevolata dal fatto che il software provvede, nella maggior parte dei casi, a selezionare automaticamente l’argomento inerente al comando in esecuzione al momento della richiesta di aiuto. Sono inoltre disponibili funzioni di ricerca ed un indice degli argomenti trattati.

La guida in linea di Cimatron-E

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