Bei Simulationswerkzeugen verhält es sich wie in anderen IT-Bereichen: Als ideal gilt die integrierte Lösung, die sowohl Teilbereiche als auch Gesamtprozesse simulieren kann und mit allen benachbarten Systemen interagiert. CGTech-Chef Hartwig Hütten erläutert die Tendenzen der Simulation und ihrer Tools im Rahmen der NC-Fertigung.
Ulrich Kläsener ist Journalist in Bergisch Gladbach
Für den einen ein Segen, für den anderen ein Moloch mit vielen Unbekannten: So intensiv die 5-Achsen- gegenüber der 3-Achsen-Bearbeitung momentan an Akzeptanz gewinnt, so vielfältig sind doch die auftretenden Probleme.
Absolut richtig und vor allem logisch. Je komplexer Werkstücke und Bearbeitungen werden, desto größer wird die Fehlerwahrscheinlichkeit. Ein Problemfeld bei der 5-Achsen-Bearbeitung ist, dass sich eine Vielzahl von neuen Kollisionsmöglichkeiten ergibt: beispielsweise zwischen Werkstück und Werkstückaufnahme.
Zu den bitteren Erfahrungen der Praxis zählt auch, dass die Maschinenachsen auf Endstand gefahren werden. Was passiert dann?
Wird die Limitierung der Achsen überschritten, geschieht im Regelfall dreierlei: Die Maschine steht still, und das Werkstück wird abgespannt. Zumeist wird dann ein neues Programm erstellt. Dies ist erforderlich, weil Korrekturen an Maschine und Steuerung nahezu unmöglich sind. Das heißt im Klartext: Ich bin noch nicht in Stahl und Eisen gegangen und habe schon die Maschine blockiert. Was in erster Linie damit zusammenhängt, dass ein Überschreiten der Achsen-Limitierung in den Programmiersystemen nicht ausreichend berücksichtigt werden kann.
Gibt es ein Patentrezept, das Abhilfe schafft?
Von der Natur der Sache her ist es schlüssig, auf die NC-Simulation im Vorfeld zu setzen. So lässt sich das Problem erkennen und der Ablauf präventiv korrigieren. Denn was ein Maschinen-Crash in puncto Reparatur-, Wiederbeschaffungs- und Stillstandskosten nach sich zieht, ist bekannt.
Warum sehen Sie gerade das Software-Tool Vericut für diese Aufgabe prädestiniert?
Weil Vericut die NC-Bearbeitung simuliert, um Fehler im Werkzeugweg bereits vor dem realen Maschinenlauf herauszufinden. Die 3D-Simulation zeigt schließlich die Bewegungen der Werkzeugmaschine und die Änderung am Werkstück genau so an, wie sie bei der Fertigung ablaufen werden. So lassen sich Programmfehler wie Eilgangsverletzungen, Konturverletzungen und mögliche Kollisionen herausfinden und beseitigen.
Wie hoch ist das Einsparpotenzial durch Vericut beim Testeinfahren neuer Werkstücke?
Bis zu 40 Prozent. Allerdings differiert diese Zahl von Fall zu Fall, da es sich hier ja nicht um Wiederholungsfertigung handelt.
Stichwort Produktion. Auch hier kommt Vericut präventiv zum Einsatz?
Zunächst einmal ist festzuhalten, dass vier Hauptfunktionen das Programm prägen: zum einen die Simulation des Materialabtrags mit Verifikation und Analyse, darüber hinaus die Vorschuboptimierung und Maschinensimulation. Gegeben ist dabei durchgängig die Option des Exports eines verwertbaren CAD-Modells.
Wie gestaltet sich beispielsweise die Vorschuboptimierung im Formenbau?
Hier werden keine optimalen Vorschübe gefahren, da sich das Zerspanvolumen laufend verändert, obwohl das CAM-System immer den gleichen Vorschub generiert. Die Konsequenz: Zu hohem Werkzeugverschleiß und langen Laufzeiten gesellen sich Vibrationen in der Maschine, was wiederum bis hin zu schlechten Oberflächenqualitäten führen kann.
Wie lässt sich dieses Problem lösen?
Indem die Vorschübe dem Zerspanvolumen angepasst werden. Dafür ist es natürlich notwendig, am 3D-Modell zu simulieren, um das Zerspanvolumen herauszu-finden. Das Vericut-Modul Optipath liest dabei den NC-Satz und berechnet auf der Basis des Materialabtrags den besten Vorschub für jede einzelne Schnittbedingung.
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