Controller Driven Machine Tool Simulation in NX CAM

Automation and Drives
Controller Driven Machine
Tool Simulation in NX CAM
Automation and Drives
Overview
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven Machine Simulation
„
Concetti e vantaggi
NX CAM
La soluzione Siemens UGS per la programmazione a
controllo numerico
„ Cenni sulle funzionalità
„
Siemens Virtual NC controller (VNCK)
Il Controller driven Machine Simulation secondo
Siemens
„ Integrazione nell’ambiente NX CAM
„ Dettagli funzionali e architetturali
„
10/2007, Chart 2
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Automation and Drives
Controller Driven Simulation
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine
Simulation
Uno strumento di
simulazione virtuale
governato dallo
stesso software del
controllo numerico
reale
10/2007, Chart 3
Siemens AG 2007 – Subject to change without prior notice
Automation and Drives
Utilizzare il software del controllo NC al posto degli
“emulatori” nella simulazione
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine
Simulation
Programmazione NC
Post
Processing
Siemens
Siemens
Virtual NC
NC
Virtual
Controller
Controller
CAM
CAM
Simulation
Simulation
Driver
Driver
G-code
Controller driven
driven
Machine
Machine
Simulation
Simulation
10/2007, Chart 4
Siemens AG 2007 – Subject to change without prior notice
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Controller Driven Simulation: i vantaggi
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine
Simulation
„ Simulazione accurata di tutti gli eventi governati dal
controllo numerico
„ Simulazione esatta di cicli e macro
„ Calcolo esatto dei tempi macchina, grazie all’utilizzo di tutte
le informazioni del controllo numerico, come capacità di
accelerazione, decelerazione etc.
„ Utilizzo degli stessi dati presenti sulla macchina utensile in
officina (es. tabella utensili, origini etc.)
„ La simulazione più vicina alla realtà oggi disponibile
10/2007, Chart 5
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Automation and Drives
NX CAM e Sinumerik Virtual Controller
Kernel
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine
Simulation
Programmazione NC
Post
Processing
Siemens
Siemens
Virtual NC
NC
Virtual
Controller
Controller
Controller driven
NX CAM
CAM
& VNCK
VNCK
NX
Machine
&
Simulation
NX CAM
CAM
NX
Post-processor
Post-processor
Ottimizzati per
per
Ottimizzati
840d
840d
10/2007, Chart 6
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Automation and Drives
NX CAM: un tassello del PLM
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine Simulation
NX CAM
10/2007, Chart 7
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NX CAM: un tassello del PLM
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine Simulation
NX CAM
10/2007, Chart 8
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Automation and Drives
NX CAM: le chiavi del successo
Siemens PLM
Software
Overview
ch
a
M
y
r
e
in
Controller driven
Machine Simulation
NX CAM
ld
o
M
ie
D
d
n
a
x
e
l
p
g
m
n
i
o
C hin
c
a
M
Oltre 28 anni di successo
Leader del mercato mondiale con il
15% di market share
Oltre 25,000 stazioni installate nel mondo
La soluzione di programmazione NC più
completa disponibile sul mercato
Differenziatori:
„ Vasta gamma di funzionalità
„ Funzionalità avanzate di provata
efficacia
„ Prodotto integrato nelle soluzioni di
Digital manufacturing
10/2007, Chart 9
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Automation and Drives
NX CAM: le funzionalità
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine Simulation
„Lavorazioni planari 2D/3D
„Forature e fresature basate su
feature
„Tornitura 2 e 4 assi
„Incisione
„Fresatura 3 assi
NX CAM
„Sgrossature matrici & punzoni
„Gestione materiale residuo
„Riprese
„Spazzolature
„Lavorazioni ad alta velocità basate
su Nurbs
„Tornio-fresatura multitorrettamultimandrino
„Fresature 4 e 5 assi
10/2007, Chart 10
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NX CAM: la simulazione
Siemens PLM
Software
Overview
NX
CAM
Controller driven
Machine Simulation
Verifica
Movimenti utensile
e asportazione
truciolo
Programmazione
NC
NX CAM
Modello macchina utensile
3D con cinematica definita
Post-processing
Simulazione
Integrata IS&V
Simulazione
macchina
G-code driven
NX CAM offre una simulazione “G-code driven” con la quale
simulare percorso utensile post-processato, modificato o
generato manualmente.
10/2007, Chart 11
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Automation and Drives
NX CAM e Sinumerik Virtual Controller
Kernel
Siemens PLM
Software
Overview
NX
Movimenti utensile
e asportazione
truciolo
CAM
Controller driven
Machine Simulation
Programmazione
NC
NX CAM
VNCK &
NX CAM
Verifica
Modello macchina utensile
3D con cinematica definita
Post-processing
Simulazione
macchina
Simulazione
Integrata IS&V
G-code driven
VNCK
Caratteristiche e dati
reali
Sinumerik
Siemens Virtual NC
della macchina utensile
VNCK
Controller per 840d
fornite dal Controllo NC
Simulazione
macchina
Grazie al Kernel Sinumerik è possibile simulare il
comportamento reale della macchina utensile
Controller driven
10/2007, Chart 12
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Il risultato della simulazione
Siemens PLM
Software
Grazie alle feature di VNCK possiamo verificare:
Assi macchina
Overview
Controller driven
Machine Simulation
„
Per ogni asse macchina vengono visualizzate, in tempo reale,
posizione, velocità e accelerazione
Utensili
„
„
Informazioni sull’utensile in uso o sul preselezionato
Informazioni generali sugli stati M configurabili (refrigerante etc..)
„
Queste informazioni possono essere configurate a piacere
Stato macchina in funzione dei codici F,S ...
NX CAM
Grazie alle feature di NX CAM possiamo verificare:
VNCK &
NX CAM
Controllo collisioni
Gestione di distanze di sicurezza multiple, ovvero tra diversi gruppi di
oggetti (es. testa-pezzo 5mm, utensile-staffaggi 20mm, testa-staffaggi 50mm, etc.)
„ Interruzione della simulazione ad ogni collisione e/o report finale
„
Corse macchina
„
Gestione dei fine corsa con interruzione della simulazione e/o report
finale
Ambiente macchina completo
„
Sostituzione testa, pallet, etc..
10/2007, Chart 13
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Esempio con DMU 50:
Selezione del programma NC
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine Simulation
NX CAM
VNCK &
NX CAM
10/2007, Chart 14
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Esempio con DMU 50:
Stato dopo il boot di VNCK
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine Simulation
NX CAM
VNCK &
NX CAM
10/2007, Chart 15
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Esempio con DMU 50:
NX CAM e VNCK in azione
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine Simulation
NX CAM
VNCK &
NX CAM
Video
Vpo_isv.wmv
10/2007, Chart 16
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Automation and Drives
Interfaccia tra la macchina reale e
l’ambiente di simulazione
Siemens PLM
Software
Overview
Dati utensile:
„
„
Controller driven
Machine Simulation
Nel controllo numerico i dati utensile sono contenuti sotto
forma di variabili
In NX CAM ogni utensile è definito mediante parametri e
rappresentazione grafica (automatica o modellata)
Dati origini:
„
NX CAM
„
VNCK &
NX CAM
Nel controllo numerico la posizione delle origini viene
misurata e salvata sotto forma di variabili
In NX CAM le origini sono posizionate manualmente
secondo le necessità
Grazie all’uso di file di interscambio questi dati possono
essere generati in entrambi gli ambienti (reale e virtuale)
e passati l’uno all’altro per garantire una simulazione
veritiera.
10/2007, Chart 17
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Interfaccia tra la macchina reale e
l’ambiente di simulazione – dati origini
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine Simulation
NX CAM
VNCK &
NX CAM
Posizione e orientamento origini
Un metodo comune per definire le
origini di offset consiste nell’uso dei
comandi G come G54, G55 o altri.
Utilizzando questa metodologia le
origini con relativo orientamento
(MCS) definite nel CAM vengono
passate al controllo numerico reale ed
al VNCK mediante un file:
File: to_ini.ini situato nella directory di
boot di VNCK o caricato
successivamente al boot di VNCK.
Example: Il post-processor scrive il
comando G55. Questo offset viene
settato nella variabile P_UIFR[2].
$P_UIFR[2]=CTRANS(X,x-value,Y,yvalue,Z,z-value)
Tool-Mount
Reference point
Offset Vector:
Activated in the NC Program by G55 (done by the Post)
Sinumerik S840d VNCK needs this information in the file
to_ini.ini
The value is e.g.
$P_UIFR[2]=CTRANS (X,3240.0,Y,-1400.0,Z,-1877.938)
Programming Origin;
ZCS / MCS
10/2007, Chart 18
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Interfaccia tra la macchina reale e
l’ambiente di simulazione – dati utensili
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine Simulation
NX CAM
Dati utensile per la simulazione
Quando viene chiamato un cambio utensile devono essere
gestiti diversi eventi, sia dal lato NX CAM che dal lato controllo
numerico. NX CAM monta la geometria dell’utensile nell’attacco
adeguato, utilizzando i parametri definiti. Il controllo numerico ha
bisogno dei dati utensile quali diametro, lunghezza etc.
E’ chiaro che la sincronizzazione di tali dati risulta fondamentale
per una corretta simulazione, e ciò avviene mediante la
compilazione del file di interscambio to_ini.ini
Per una corretta simulazione con VNCK tutti I dati relativi agli
utensili devono essere disponibili.
VNCK &
NX CAM
Part of the to_ini.ini file
$TC_TP2[1]="WP_D20Z3“
$TC_DP1[1,1]=120
$TC_DP2[1,1]=50.0
$TC_DP3[1,1]=75.0
$TC_DP6[1,1]=10.0
$TC_DP7[1,1]=0
This represents the Name of the tool
This is a code for the type of the tool
This is the flute length
This is the geometrical length
This is the radius
This is the corner radius
10/2007, Chart 19
Siemens AG 2007 – Subject to change without prior notice
Overview architetturale
NX Simulation – Virtual Controller “BlackBox”
Automation and Drives
Siemens PLM
Software
Overview
NX &
Standard Plug In
Interface
Controller driven
Machine Simulation
Controller dependent
Interface SW Part (DLL)
Virtual NC controller
Pre-defined
IF
Initialize
Execute
Exit
.
.
.
NX CAM
VNCK &
NX CAM
NX
CAM
VNC controller process
&
communication model
I/F
Functions to
drive the
simulation
.
.
.
SVCommands
Plugin
DLL
.
.
.
Functions to trigger the VNC
Provided via defined interface
(e.g. COM communication
interface)
- init (setup communication,
init machine tool data, init
tool data, load the part NC
program)
- start/continue
-stop / pause
-exit
Callback Functions
the provide the needed data
like:
ªAxis data
ªmounting data
ªM-Functions data
ªS,F and other data
10/2007, Chart 20
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VNCK: Opzioni avanzate di simulazione
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine Simulation
NX CAM
„ Tool change mode
Non solo cambio utensile, ma anche cambio testa, movimentazione
magazzino utensili, montaggio teste a squadra, ad alesare etc..
„ Controllo sintassi
E’ possibile eseguire un controllo sintassi su tutto il programma NC
senza la simulazione. (Quick pre check – VNCK riporterà ogni
allarme riscontrato)
„ Registro funzioni per Feedback
VNCK &
NX CAM
Permette di verificare funzioni del PLC, che non sono simulate da
VNCK e/o che reagiscono a codici M con funzioni di simulazione
personalizzate.
„ Valore iniziale assi macchina
E’ possibile settare valori iniziali degli assi macchina differenti da
zero e posizioni predeterminate per assi posizionati (es. Traversi a
posizioni fisse su torni verticali).
10/2007, Chart 21
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Conclusioni
Siemens PLM
Software
Overview
Controller driven
Machine Simulation
NX CAM:
Generare percorso utensile in modo semplice, veloce e affidabile
Siemens Virtual NC Controller (VNCK)
La potenza del vostro Sinumerik 840d al servizio della simulazione
NX CAM
NX CAM & Siemens Virtual NC Controller:
VNCK &
NX CAM
Lo stato dell’arte nella simulazione del “truciolo”
Simulare e verificare prima!
Per non pentirsi poi..
Conclusioni
Q&A
10/2007, Chart 22
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Grazie
Fabrizio Bertoletti
PLM Consultant – CAX
Business Development
[email protected]
www.siemens.com/plm