Software

„Virtuelle Maschine ist integraler Bestandteil“

Anlässlich der Messe EMO stellte Tebis im letzten Jahr ein neues Modul für die Drehbearbeitung sowie damit verbunden die NC-Programmierung der Dreh-Fräs-Komplettbearbeitung vor. Der CAD-CAM REPORT sprach mit Produktmanager Reiner Schmid darüber, wie sich Zeitvorteile nicht nur bei der Bearbeitung selbst, sondern auch hinsichtlich der zugehörigen NC-Programmierung nutzen lassen.
Die CAM-Lösung muss kollisionsfreie Werkzeugwege sicherstellen – das setzt voraus, dass sich die Werkzeuggeometrien exakt abbilden lassen.

CCR: Herr Schmid, was macht die Dreh-Fräs-Komplettbearbeitung so interessant?

Schmid: Der Anwender kann in der Fertigung Zeit sparen und die Genauigkeit steigern. Lassen sich in einer Aufspannung möglichst viele Bearbeitungs-Operationen durchführen, senkt man die Rüstzeiten und kann aufgrund des fehlenden Umspannens wesentlich genauer fertigen. Das Angebot seitens der Maschinenhersteller nimmt deswegen im Bereich Dreh-Fräs- oder Fräs-Dreh-Komplettbearbeitung – je nachdem, welcher Aspekt überwiegt – stetig zu. Damit steigen aber auch die Anforderungen an die NC-Programmierung, denn die Programme werden komplexer. Gleichzeitig müssen Fehler sicher ausgeschlossen werden – die teureren Werkzeugmaschinen für die Komplettbearbeitung lohnen sich nur, wenn sie möglichst unterbrechungs- und störungsfrei laufen. Das sicherzustellen, ist Ziel unserer Software.

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CCR: Wo liegen die Knackpunkte für Tebis als Softwareanbieter?

Schmid: Die große Herausforderung ist es, Durchgängigkeit zu schaffen. Das beginnt bei der Verwaltung der hohen Zahl an Werkzeugen für das Drehen, Bohren und Fräsen und reicht bis hin zu hochautomatisierten Prozessen für die Programmerstellung. Unsere Anwender im Bereich Fräsen kennen ja die Möglichkeit, die Bearbeitung wiederkehrender ähnlicher Bauteile quasi auf Knopfdruck abzurufen. Den gleichen Komfort wollen wir natürlich auch beim Drehen sowie kombinierten Dreh-Fräs-Bearbeitungen bieten. Die Bedienphilosophie soll unabhängig von der Bearbeitungsstrategie bleiben.

CCR: Greifen wir zunächst noch einmal die Werkzeugverwaltung auf. Lassen sich Daten der Werkzeuganbieter verwenden?

Schmid: Es lassen sich sowohl eigene Konstruktionen als auch Zulieferdaten verwenden. Der Anwender kann also Werkzeuge sowohl in Tebis konstruieren als auch über den ISO-Schlüssel direkt eingeben, sofern es sich um genormte Werkzeuge handelt. Zudem lassen sich Werkzeugeigenschaften vererben, so wie man das vom Fräsen kennt. Will heißen: Wir zerlegen das Komplettwerkzeug in die entsprechenden Einzelteile – so wie man diese einkauft –, also Wendeschneidplatte, Klemmhalter und Grundhalter. Das alles sind Komponenten mit gewissen Eigenschaften, die ich aber jederzeit modifizieren kann. Entscheidend ist, dass man die Werkzeuge exakt abbilden kann – vor allem bei der Bearbeitungssimulation spielt das eine wichtige Rolle. Hier ist von Vorteil, dass Tebis auch ein CAD-System ist und sich deshalb jede beliebige Kontur abbilden lässt. Gerade im Drehbereich ist das wichtig.

CCR: Wo liegen die Herausforderungen bei der Bearbeitungssimulation?

Schmid: Durch die Vielzahl der Operationen bei der Komplettbearbeitung wird die Simulation natürlich viel komplexer. Nehmen wir das Thema Rohlingsverfolgung: Will ich die sauber abbilden, muss ich abhängig von der Bearbeitungsfolge immer wieder von einem Dreh- zu einem Fräsrohling wechseln und zurück. Um Kollisionen zwischen Werkstück und Werkzeug sicher auszuschließen, muss gleichzeitig auch das Werkzeug komplett und exakt abgebildet werden. Das ist gerade bei den Maschinenköpfen von Dreh-Fräs-Maschinen wichtig, die ja doch recht groß werden können – dennoch aber eine sehr feine Bearbeitung erlauben. Insbesondere gilt das für das Drehen mit angestelltem Werkzeug, um Kollisionen im Hinterschnittbereich auszuschließen.

CCR: Deswegen sprechen Sie auch von der virtuellen Maschine ...

Schmid: ... die bei uns ein integraler Bestandteil der Programmierung im CAM-System ist. Das heißt, dass der Anwender bereits während der Programmierung die virtuelle Maschine nutzen kann – noch bevor der NC-Code geschrieben wird. Nur freigegebene Bewegungen werden anschließend über den integrierten Postprozessor in NC-Code umgesetzt, damit sie exakt so von der jeweiligen Werkzeugmaschine ausgeführt werden.

CCR: Wie leicht kann man dann bei Bedarf auf eine andere Maschine wechseln?

Schmid: Das ist generell eine unserer Stärken. Einzige Voraussetzung ist, dass die neue Maschine bezüglich Leistung und Technologiedaten vergleichbar ist. Da über die virtuellen Modelle der Bearbeitungszentren in unserem System nicht nur die Geometrie sondern auch Kinematik und Werkzeugbestückung realitätsgetreu abgebildet werden, ist der Wechsel leicht durchzuführen. Zudem stellt die Werkzeugverwaltung Werkzeuge und Technologiewerte für alle Bearbeitungsarten in einer gemeinsamen Datenbank zur Verfügung. Je näher das CAM-System an der Maschine ist, desto geringer fällt der Aufwand für das Einfahren und Optimieren aus.

CCR: Eingangs erwähnten Sie bereits das Thema hochautomatisierte NC-Programmierung. Lässt sich die Erstellung von Bearbeitungsprogrammen für die Komplettbearbeitung aufgrund deren Komplexität überhaupt automatisieren?

Schmid: Ja, denn wir unterstützen den Anwender dabei, sein Fertigungs-Know-how in Vorlagen zu speichern und zu hinterlegen. Will heißen: Nur der Anwender weiß, wie sich sein Bauteil am besten herstellen lässt. Die einzelnen Schritte der im Arbeitsplan zusammengefassten Bearbeitung lassen sich nun modular speichern – und damit bei Bedarf schnell abrufen und in ein neues Programm einbinden. Auf diese Weise lässt sich die Programmierung beschleunigen und so weit wie möglich automatisieren. Diese Art der Wissensspeicherung stellt übrigens auch sicher, dass das Know-how im Unternehmen bleibt und bei Bedarf zur Verfügung steht. Nach und nach bauen unsere Kunden auf diese Weise eine Fertigungsdatenbank auf.

CCR: Gibt es bei der Komplettbearbeitung besonders gefragte Kombinationen von Verfahren und was zeichnet die Programme aus?

Schmid: Sehr häufig werden Drehen und 2,5D-Fräsen kombiniert, bei komplexeren Werkstücken kommt natürlich das 5-Achs-Simultanfräsen dazu. Wenn man wie wir aus dem Bereich Einzelteile kommt, stellt man fest, dass bei der Serienfertigung das Thema Zeit eine ganz wesentliche Rolle spielt – insbesondere dann, wenn es sich um eine Dreh-Fräs-Maschine mit großem Drehanteil handelt. Hier zählen Sekunden, weswegen unter anderem auch die Verfahrbewegungen und Rückzüge wichtig werden. Teilweise bleiben zwischen Werkzeug und Werkstück nur ein oder zwei Millimeter Platz, im Gegensatz zur Einzelteilfertigung, wo man sicherheitshalber eher zehn Millimeter wählt. Bei der Komplettbearbeitung sind also möglichst effektive Werkzeugwege gefragt, um so die Bearbeitungszeiten zu minimieren. Das lässt sich nur erreichen, wenn die Komplettbearbeitung auch im CAD/CAM-System vollständig durchgängig abgebildet wird.

CCR: An dieser Stelle spielt dann wiederum die Rohlingsverfolgung eine wichtige Rolle.

Schmid: Exakt. Unseren vom Fräsen bekannten Rohteilverfolgungsansatz haben wir deshalb auf die Komplettbearbeitung ausgedehnt. So stellen wir sicher, dass sich mit dem virtuellen Maschinenmodell die gesamte Bearbeitung Schritt für Schritt abbilden und auf Kollisionen prüfen lässt. Denn unsere Kunden wollen sicherstellen, dass nach dem Spannen des Werkstücks die Bearbeitung problemlos abläuft. Gerade die teuren Maschinen in diesem Bereich müssen laufen!

CCR: Herr Schmid, vielen Dank für das Gespräch.

Interview: Michael Corban, CAD-CAM REPORT


Tebis Technische Informationssysteme AG, Martinsried/Planegg Tel. 089/81803-0, http://www.tebis.com Messe Metav: Halle 13, Stand A115

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