Журнал "Мебельщик" №3 (42) /2008/
Применение системы ArtCAM
для разработки и изготовления
декоративных элементов
По материалам, предоставленным ЗАО «ДЕЛКАМ–СПб»
На примере работы с программным пакетом ArtCAM Pro компании Delcam мы опишем этапы проектирования, моделирования и изготовления декоративных элементов с использованием фотографий и авторских эскизов.
СОЗДАНИЕ 3D-МОДЕЛИ НА ОСНОВЕ РАСТРОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
Один из возможных методов построения ЗD-модели рельефной поверхности, заложенных в систему ArtCAM, основан на использовании растрового изображения (фотографии) объекта (рис. 1а). Для этого изображение объекта, полученное с помощью цифрового фотоаппарата или сканера, импортируется в систему, в которой цветное изображение конвертируется в монохромный вид (градации серого цвета). В основе формирования 3D-рельефа положена зависимость высоты (глубины) точки рельефа от освещённости поверхности. Из-за возможных артефактов и погрешностей растрового изображения сгенерированный на его основе рельеф может унаследовать некоторые дефекты (рис. 1б).
Для доработки некачественных с художественной точки зрения частей рельефа и устранения дефектов ЗD-поверхности используется режим интерактивного редактирования с помощью функции сглаживания.
При использовании сложных графических изображений для предварительной обработки растровых файлов целесообразно использовать дизайнерский пакет Adobe Photoshop. С его помощью можно повысить чёткость изображения, изменить контрастность и осветлить (либо затемнить) отдельные цвета.
Отметим, что вышеописанный способ может оказаться незаменимым при создании сложных рельефов, реалистично или стилизованно имитирующие объекты живой природы.
СОЗДАНИЕ ЗD-МОДЕЛИ НА ОСНОВЕ ВЕКТОРНОГО ЭСКИЗА
Другим способом моделирования декоративных элементов является создание векторного эскиза и последующего формирования на его основе трёхмерного рельефа. Векторное изображение непосредственно задаёт форму будущего рельефа, поэтому сам эскиз должен отвечать художественному замыслу (рис. 2.1). Двухмерный векторный эскиз может быть создан средствами самого ArtCAM либо импортирован в готовом виде из популярного дизайнерского формата EPS.
Далее можно приступать к созданию трёхмерных элементов. Для начала выделяем внешний контур эскиза, на основе которого будет сформировано тело модели. ArtCAM позволяет настроить форму, ограничения и угол наклона (рис. 2.2).
На следующем этапе создания ЗD-модели выделяются векторы, которые находятся во внутренней части модели, после чего из тела модели булевой операцией «вычитается» внутренняя часть (рис. 2.3).
Далее формируются декоративные элементы, которые завершают ЗD-модель (рис. 2.4). После этого можно приступать к изготовлению модели.
Разработка управляющих программ
Изготовление декоративных элементов включает этап подготовки управляющих программ для трёхосевого фрезерного станка с ЧПУ, использовавшегося в нашей работе, и непосредственной обработки на станке.
Исходными данными для разработки управляющих программ являются: ЗD-модель декоративного элемента (созданная на предыдущем этапе), размер и форма заготовки, характеристики станка с ЧПУ и параметры имеющегося в распоряжении инструмента (фрез).
Разработка управляющей программы включает в себя анализ технологичности, а также компьютерную визуализацию траекторий перемещения инструмента и результата обработки модели. Анализ технологичности изделия заключается в выборе инструмента, назначения режимов резания и стратегий обработки.
Диаметр сферической фрезы для чистовой обработки выбирается на основе минимального радиуса впадин рельефа модели. Тип и размеры инструмента для черновой обработки выбираются, исходя из потребностей подготовки поверхности под чистовую обработку и возможностей станка (для максимальной производительности). Инструменты и режимы обработки могут быть выбраны из имеющихся в базе данных ArtCAM.
Траектория инструмента задается на основе стратегий, реализованных в системе ArtCAM. При этом исходят из соображений достижения необходимого качества обрабатываемой поверхности и производительности обработки. После выбора траектории инструмента и определения безопасной высоты хода фрезы генерируются управляющие программы для черновой и чистовой обработки и проводится их симуляция на компьютере. Симуляция обработки позволяет точно спрогнозировать, как будет выглядеть изделие после черновой и чистовой обработки.
Из реализованных в программе четырёх стратегий для черновой и чистовой обработки выбираем стратегию «змейкой по X», которая в данном случае обеспечивает наибольшую производительность обработки. Требуемая шероховатость обработанного декоративного элемента обеспечивается при чистовой обработке сферической фрезой 04 мм. Далее задаётся точность изготовления 0,01 мм и устанавливается плоскость безопасности движения инструмента. Для заготовки высотой 20 мм плоскость безопасности задаем на 25 мм. После задания всех параметров обработки выполняется автоматическая генерация ЧПУ-программы. Симуляция черновой и чистовой обработки показана на рис. 3 и 4.
Изготовление декоративного элемента на станке с ЧПУ
Изготовление барельефа производится на трёх-осевом фрезерном станке с ЧПУ модели FGS 3925 (рис. 5), предназначенном для высокопроизводительной обработки трёхмерных поверхностей деталей.
Заготовка устанавливается на столе станка и прижимается к упорам зажимными приспособлениями. Все приспособления жёстко закреплены на столе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Всё вышеизложенное показывает основные возможности системы ArtCAM по созданию декоративных элементов. Стоит добавить, что программа обладает совместимостью с другими CAD/CAM-системами, созданные рельефы можно масштабировать и редактировать.
Описанный пакет обладает достаточно большим потенциалом и, несомненно, заинтересует мебельщиков, работающих со сложными поверхностями.
Применение системы ArtCAM
для разработки и изготовления
декоративных элементов
По материалам, предоставленным ЗАО «ДЕЛКАМ–СПб»
Журнал "Мебельщик" №3 (42) /2008/
