CC BY
74
УДК 004.932.72'1
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ДВУМЕРНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ПРИ
СОЗДАНИИ НОВЫХ ПРОЕКТОВ
Мохаммед Хайдер А. Аббас, В.С. Петровский, А.А. Грибанов
В статье рассматривается способ применения разработанного алгоритма обработки двумерных изображений при создании новых проектов по разработке программ для оборудования с ЧПУ
Ключевые слова: оборудование с ЧПУ, декоративный элемент мебели, алгоритм
Процесс создания декоративных элементов мебели сложная и трудоемкая задача. Например, для мебели на рис. 1 на разработку чертежей и программ для оборудования с ЧПУ у специалиста могут уйти недели рабочего времени. Значительно сократить сроки такой работы можно использовав современное программное обеспечение для векторизации фотографий декоративных элементов мебели с последующей автоматизированной разработкой управляющих программ для станков с ЧПУ.
Рис. 1. Пример мебели с арабским дизайном
Так как не существует единого комплекса технических и программных средств для копирования и воспроизведения декоративных элементов мебели следует использовать группу программ CAD, CAM и программу-векторизатор [1]. В качестве CAD авторы использовали AutoCAD, как наиболее популярное и ПО для подготовки чертежей, CAM -AlphaCAM, векторизатор - RasterDesk Pro.
Для автоматизации процесса двумерного копирования и воспроизведения декоративных элементов мебели и объединения в единый
Мохаммед Хайдер А. Аббас - ВГЛТА, аспирант, e-mail: [email protected]
Петровский Владислав Сергеевич - ВГЛТА, д-р техн. наук, профессор, e-mail: [email protected] Грибанов Андрей Анатольевич - ВГЛТА, канд. техн. наук, ст. преподаватель, e-mail: [email protected]
комплекс вышеперечисленных программ авторами разработан специальный алгоритм (рис. 2).
Удаление
растрового
9___________________
Обработка чертежа декоративного элемента мебели
Сохранение файла чертежа в dxf формате
Рис. 2. Блок-схема алгоритма обработки двумерных изображений при создании новых проектов
Импорт чертежа злеменіа мебели б САМ (АІрЬаСАМ)
У___________________
Обработка чертежа в САМ
Создание прохода по контуру
Рис. 2. Блок-схема алгоритма обработки двумерных изображений при создании новых проектов (продолжение)
Рассмотрим на примере его работу и опишем содержание блоков.
В блоках 1-2 осуществляется фотографирование декоративного элемента мебели и передача файла изображения в компьютер.
Блок 3 предназначен для вставки растрового изображения декоративного элемента мебели в САПР АиІюСАБ.
Пример растрового изображения декоративного элемента мебели приведен на рис. 3.
Рис. 3. Растровое изображение в АігіоСАБ
Если требуется обработка растрового изображения для улучшения качества последующей векторизации следует воспользоваться фильтрами АШоСАБ (блоки 4-5).
Блок 6 используется для векторизации растрового изображения в АШоСАБ с помощью модуля Яа8ІегБе8к.
После удаления растрового изображения в блоке 7 получим векторный чертеж (рис. 4)
і / У'/ У
\
/
> У
( \
і
\ /
\ ч. \
\
У \
/ 1 \
V \
\
— \ \
г= л -1 /
Рис. 4. Векторное изображение элемента мебели
Блоки 8-9 - обработка векторного изображения: удаление лишних элементов, сглаживание линий.
Блок 10 - полученный чертеж (рис. 5) сохраняется в формате dxf.
Рис. 5. Чертеж декоративного элемента мебели
Блок 11 - импорт чертежа AutoCAD в CAM программу AlphaCAM.
Блоки 12-13. Обработка чертежа в AlphaCAM. Преобразование сплайнов в линии и дуги для уменьшения количества вершин элементов чертежа, и снижения расстояния перемещения инструмента.
Блок 14 начинает процесс создания контуров обработки.
Для примера создадим простой контур обработки по линиям и дугам. Выберем пункт меню Rough or Finish. Далее нажмем на кнопку All Geometries. Выбор инструмента производится в меню Tools.
Блок 15 - выбор инструмента обработки (рис. 6).
Известно, что наиболее важными параметрами при фрезеровании являются число оборотов шпинделя и величина подачи [1]. Сначала берут рекомендованную для обрабатываемого материала скорость резания и используют ее в формуле для расчета числа оборотов. Если используется не очень жесткий станок, то число оборотов определяется в верхней области, а подача в нижней области. Так же известно, что чем выше скорость резания, тем более гладкой будет обрабатываемая поверхность. Однако, затупление фрезы тоже растет с увеличением скорости резания.
Число оборотов шпинделя определяется по формуле
v с-1000 /1Ч
П = —------, (1)
3.14 - d
где vс - скорость резания, м/мин; d -диаметр фрезы, мм.
Подача f рассчитывается по формуле
? = п • 4 • Z, (2)
где - подача на один зуб фрезы; z - количество лезвий фрезы.
Пусть требуется фрезеровать 1-заходной фрезой диаметром 2 мм деревянный фасад мебели. Исходя из данных табл. 1 рассчитаем оптимальные параметры фрезерования:
Vс -1000 500-1000
n =
= 7967 об/мин;
3.14 • а 3.14 • 2
{ = п • ^ • z = 79617 • 0.04 1 = 3185 мм/мин.
Блок 16 - задание параметров глубины обработки, расстояния инструмента от обрабатываемого материала, скорости подачи инструмента и обороты шпинделя (рис. 7), рассчитанные по формулам (1) и (2).
Рис. 6. Меню выбора инструмента
Рис. 7. Задание параметров обработки
Блок 17 - формирование прохода по контуру. Траектория перемещения инструмента рассматриваемого примера представлена на рис. 8.
Рис. 8. Траектория перемещения инструмента
Блок 18 - симуляция обработки контура элемента мебели производится в подменю Sold Simulation/Advanced Simulation. Результат симуляции показан на рис. 9.
Блок 19 - вывод программы в файл или станок с ЧПУ.
Использование разработанного алгоритма совместно со специализированными программами значительно сокращает долю ручного труда специалиста. Дальнейшее уменьшение времени копирования и воспроизведения деко-
Литература
1. Хайдер А. Аббас Мохаммед, Петровский В. С., Грибанов А. А. Исследование и разработка процесса фрезерования декоративных элементов мебели на станках с ЧПУ. // Научнопрактический и методологический журнал ФЭС. №2 (51). С. 53-55.
Параметры резания
Материал Скорость резания, м/мин Подача на зуб исходя из диаметра фрезы
1-2 мм 2-4 мм 5-8 мм 9-12 мм
Древесина 100-500 0.02 0.04 0.05 0.10
Пластмассы 100-150 0.03 0.04 0.08 0.10
Воронежская государственная лесотехническая академия
AUTOMATE THE PROCESSING OF TWO-DIMENSIONAL IMAGES FOR NEW PROJECTS Mohammed Haider A. Abbas, V.S. Petrovsky. A.A. Gribanov
The article is devoted the method of application of the algorithm of processing two-dimensional images to create new projects for the development of programs for CNC equipment
Key words: CNC equipment, a decorative piece of furniture, the algorithm
