Vermittler zwischen den einzelnen Welten

Jörg Leutloff ist Niederlassungsleiter der DLog GmbH in Stuttgart

Die Technik des HSC (High Speed Cutting) ist aus der Praxis nicht mehr wegzudenken: Gesteigerte Spanvolumen, erhöhte Vorschübe sowie maximierte Spindeldrehzahlen und-drehmomente versprechen Anwendern nicht nur polierähnliche Oberflächengüten, sondern auch signifikant verkürzte Durchlaufzeiten. Die gewünschten Ein-sparungen erreicht jedoch nur, wer über eine geschlossene Prozesskette von Konstruktion über NC-Programmiersystem bis zum HSC-Bearbeitungszentrum verfügt. Das wiederum macht NC-Programmiersysteme erforderlich, die 2- und 3D-Funktionalitäten miteinander vereinen und die Mehrseiten- sowie Simultanbearbeitung mit mehreren Achsen unterstützen. Eine der CAM-Lösungen, die den Ansprüchen gerecht wird, ist das 3D-CAM-System Esprit von der DLog GmbH aus Olching.

Um eine geschlossene Prozesskette aufweisen zu können, sind 3D-CAD-Daten notwendig. Mit ihnen lassen sich ebenfalls Freiformflächen entwickeln, wodurch Konstruktionszeiten verkürzt werden. Damit besitzen 3D-CAD-Systeme alle Voraussetzungen für moderne Verfahren wie Rapid Prototyping oder HSC. Sie diktieren aber auch das Anforderungs- und Qualitätsniveau der nachgeordneten Technologien. Sollen CNC-Fräsmaschinen oder Bearbeitungszentren am Ende der Prozesskette Schrupp-, Schlicht- und Finishkomplettbearbeitung möglichst in einer Aufspannung umsetzen, so müssen die erforderlichen Daten für die Maschinensteuerung über ein hochleistungsfähiges CAM-System generiert werden. Dieses muss einerseits die Prozesssicherheit nach oben gewährleisten, indem es CAD-Daten nahtlos übernimmt. Andererseits muss es die Prozesssicherheit nach unten garantieren, indem es passende Bearbeitungstechnologien bereitstellt.

Ein schwaches Glied in der Prozess-kette bildet die Daten-übergabe vom CAD- an das CAM-System. Hier gehen häufig wertvolle Informationen verloren. Zwar minimieren integrierte CAD-/ CAM-Lösungen das Risiko, Schwierigkeiten entstehen aber, sobald auch externe Zeichnungsinformationen eingelesen werden sollen. Moderne CAM-Systeme wie Esprit lösen dieses Problem: Die unabhängige CAM-Lösung übernimmt Daten aus CAD-Systemen wie Solid Works, Solid Edge sowie Autocad direkt ohne Konvertierung. Der Konstrukteur muss nicht mehr seine Daten umwandeln oder zwischenspeichern. Für den Dialog mit vielen anderen CAD-Programmen stehen weitere genormte Schnittstellen von DXF, Step und Iges über Parasolid und SAT bis hin zu VDA/FS bereit.

Oft stellt die eingeschränkte Funktionalität von CAM-Software insbesondere Werkzeug- und Formenbauer vor Probleme. So fräst beispielsweise ein System die 3D-Flächen einwandfrei, realisiert aber einfache Bohr- oder Dreh-Fräsoperationen nur schwer oder gar nicht. Umfangreiche Bearbeitungstechnologien für Fräsen, Drehen und Drahterodieren sowie durchgängige 2D-, 21/2D- und 3D-Fähigkeit schaffen Abhilfe. In Esprit sind zudem alle Fräsfunktionen für die Anforderungen im HSC optimiert. Gerade für den Werkzeug- und Formenbau können deshalb nicht nur komplexe Freiformflächen bearbeitet, sondern auch ausgezeichnete Oberflächengüten in kurzer Zeit hergestellt werden.

Die Software kann ein Volumenteil im Verlauf des gesamten Bearbeitungsvorgangs und während der Simulation visualisieren. Wie es heute in der 4-/5-Achsen-Mehrseitenbearbeitung mit Palettensystemen und Spannwürfeln erforderlich ist, ermöglicht es mehrere Volumenkörper gleichzeitig mit einem einzigen NC-Programm zu bearbeiten. Diese Unterstützung von Mehrfachteilen schließt die Simulation der gesamten Aufspannsituation mit Roh- und Fertigteil, Aufspannvorrichtungen und Spannpratzen ein. Nach einem realistischen, computergestützten Probelauf kann das gefräste Teil über einen NC-/CAD-Abgleich mit dem ursprünglichen CAD-Modell verglichen und optimiert werden. Weiterhin ermöglicht dies zum Beispiel eine realistische Kollisionsprüfung zwischen Werkzeug und Teil, Aufspannvorrichtung, Werkzeughaltern und Spannmitteln. Das Ergebnis zeigt Kollisionen, zuviel abgetragenes Material und Restmaterialbereiche auf. Damit wird die Anzahl der notwendigen Maschinenprobeläufe ebenso reduziert wie das Risiko von Werkzeugbrüchen.

Dank technologiebasierender Bearbeitung und automatischer Elemente-Erkennung gelangen Anwender mit wenigen Mausklicks zum fertigen Programm. Dabei erzeugt die Lösung automatisch intelligente Werkzeugwege; die Bearbeitungsbedingungen stehen im-mer im korrekten Verhältnis zur Teilegeometrie.

Das Leistungsspektrum für Drehen reicht von zweiachsiger Drehbearbeitung über Drehen mit angetriebenen Werkzeugen sowie C-, Y- und B-Achse bis hin zu Mehrachsenbearbeitung mit angetriebenen Werkzeugen sowie zu Mehrachsenbearbeitung für synchronisierte Mehrspindel- und Mehrrevolvermaschinen. Stirnseitige oder durchmesserbezogene Operationen ermöglichen eine völlige Unterstützung aller Maschinenzyklen. Für das Ausstechen beinhaltet Esprit verschiedene Zyklen zum Schruppen und Schlichten mit Stech-werkzeugen inklusive der Bearbeitung mit Stirn oder seitlicher Schneide des Werkzeugs. Für Schlichten und Abstechen ermöglicht die Funktion Konturendrehen eine universelle Bearbeitung an der Stirnseite sowie an Innen- und Außendurchmessern mit Schruppen, Vorschlichten und Schlichten. Das CAM-System unterstützt alle Maschinenzyklen zum Taschen-, Profil- und Konturbearbeiten. Zudem lassen sich Fräsbearbeitungen einfach mit Drehbearbeitungen in ein komplettes Programm integrieren. Die Drahterodierfunktionen gehen von CAM für 2-Achsen-Drahterodieren bis zu 4- und 5-achsenerodieren mit erweiterter Konik.

Die Leistungsfähigkeit moderner CAM-Systeme endet nicht mit der Funktionalität. Anfänger können die Software schnell erlernen. So ist Esprit als reine Windows-Applikation programmiert, alle Befehle lassen sich über eine Standardmenüleiste aufrufen. Eingesetzte Symbole sowie drag & drop erleichtern die Arbeit zusätzlich. Vom Modell führt die graphische Benutzeroberfläche mit den Eingabeaufforderungen, Dialogboxen und kontextsensitiven Menüs bis zum fertigen Programm.

Darüber hinaus erleichtert eine reichhaltige Palette voreingestellter Bearbeitungsroutinen die Arbeit. Vollautomatisch berechnet die Schnittwertdatenbank notwendige Drehzahlen oder Vorschübe anhand der ausgewählten Werkzeuge, Materialien und Bear-beitungssituationen. Selbstverständlich können diese Parameter vom Anwender jederzeit mit eigenen Erfahrungswerten überschrieben werden, um optimale Fertigungsergebnisse zu erzielen. Erwähnenswert sind auch die Vorteile der automatischen Elemente-Erkennung (Adaptive Feature Recognition, AFR): Die Technologie scannt Volumen- oder Drahtgittermodelle und liest ihre Eigenschaften wie verschiedenste Bohrungen und Taschen, sowie Mehrfachtaschen mit Inseln in unterschiedlichen Ebenen. Anschließend weist der Anwender die entsprechenden Bearbeitungsstrategien und Arbeitsfolgen zu.

Eine umfangreiche Bibliothek werksabgenommener Postprozessoren garantiert die Unterstützung jeglicher Maschinenparks. Nachdem der erforderliche Postprozessor ausgewählt wurde, er-zeugt das System automatisch das gewünschte NC-Programm.