CAD – CAM – CNC iTNC 530 TNC 640 Vom 3D-Modell zum TNC · PDF fileMW M-TS/ Sept...
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MW M-TS/ Sept 2014HEIDENHAIN
CAD – CAM – CNC iTNC 530TNC 640
Vom 3D-Modell zumNC-Programm
TNC 640TNC 620TNC 320
NC-Programm
MW M-TS/ Sept 2014CAD – CAM – CNC
CAD DesignWerkstückkontur wird mit NURBS abgebildet (Non Uniform Rational B-Splines)
CAMBahngenerierung
CL
Flächen der CAD Konturwerden punktweise durch BahnenCAM
WerkzeugkorrekturCC
CLnachgebildet
CNC
NC-Programminterpreter
Bewegungsführungy Bahn in Achsbewegung und
Geschwindigkeitsprofil umwandelnx
s sToleranzüberwachung
Geschwindigkeitsprofilev
t
Punktweise Verarbeitung der TNC
s s
Mecha-tronik
Vorschubregelung
M hi & A t i b
x y Achsbewegungen liegen im festen Zeitraster als Soll- und Istbewe-tronik Maschine & Antriebe t t gungen vor
MW M-TS/ Sept 2014HEIDENHAIN
CAD
3D-Modell
MW M-TS/ Sept 2014Erstellung 3D-Modell (CAD)
Konstruktion CAD (computer aided design) CAD (computer-aided design)
rechnerunterstütztes Konstruieren
Erstellung des virtuellen Bauteils in 3D Erstellung des virtuellen Bauteils in 3D
Es gibt verschiedene Beschreibungen der 3D-Modelle Polygon-Modellierung Polygon-Modellierung
NURBS (Non Uniform Rational B-Splines)
Splines
MW M-TS/ Sept 2014Erstellung 3D-Modell (CAD)
Speicherformate 2D/3D-Modell DXF (etabliertes Speicherformat für 2D DXF (etabliertes Speicherformat für 2D-
Zeichnungen) IGES (Datenaustauschformat für 2D-
Zeichnungen und 3D-Daten)Zeichnungen und 3D Daten) STEP (standardisiertes Dateiaustauschformat für
Geometriedaten)
CAD-systemneutrale Formate In der Regel nur Übertragung von Kanten-,
Flächen- und Volumenmodellen Konstruktionshistorie geht i.d.R. verloren Übertragene Daten i.d.R. für eine
Weiterverarbeitung nur bedingt geeignet
CAD-systemspezifische Formate Übertragung der vollständigen CAD-Modelle nur für wenige Systeme verfügbar
MW M-TS/ Sept 2014HEIDENHAIN
CAM
Programmierung
MW M-TS/ Sept 2014Erstellung NC-Programm (CAM)
Programmierung CAM (computer aided manufacturing) CAM (computer-aided manufacturing)
rechnerunterstüzte Fertigung
Wählen der zu bearbeitenden Bereiche Wählen der zu bearbeitenden Bereiche
Festlegen des Fertigungsverfahren mit erforderlichen Technologiedaten underforderlichen Technologiedaten und Bearbeitungsstrategien
Das CAM-System berechnet die Verfahrwege Das CAM System berechnet die Verfahrwegeund erzeugt ein neutrales NC-Programm
Zur Überprüfung des Programms steht eine p g gSimulation im CAM-System zur Verfügung
MW M-TS/ Sept 2014Erstellung NC-Programm (CAM)
Generierung NC-Programm Aus dem neutralen CLDATA Programm (erzeugt Aus dem neutralen CLDATA-Programm (erzeugt
das CAM beim Speichern des Programmes) wird ein maschinenspezifisches NC-Programm generiert.g
Die Generierung erfolgt mit dem Postprozessor
Postprozessor ist das Bindeglied zwischen CAM und Maschinensteuerung
Ausgabe eines strukturierten Programmes mit Gliederung Kommentaren Unterprogramme (Freifahren, Rücksetzen
Konturen und Positionen) Q-Parameter für Vorschubzuweisung
MW M-TS/ Sept 2014HEIDENHAIN
CNC-Steuerung
MW M-TS/ Sept 2014NC-Programm (CNC-Steuerung)
Fertigung CNC (computer numerical control) Numerische CNC (computer numerical control) Numerische
Steuerung
Automatisierte Bearbeitung mit mehreren Automatisierte Bearbeitung mit mehreren gleichzeitig gesteuerten Achsen
Klassifizierung nach der Anzahl der gleichzeitig Klassifizierung nach der Anzahl der gleichzeitig interpolierbaren Achsen
Unterscheidung zwischen Punkt-, Strecken- und Unterscheidung zwischen Punkt , Strecken und Bahnsteuerung
MW M-TS/ Sept 2014NC-Programm (CNC-Steuerung)
Überblick des Fertigungsprozesses
MW M-TS/ Sept 2014HEIDENHAIN
Ausgabeformen von NC-Programmen
MW M-TS/ Sept 2014Ausgabeformen von NC-Programmen
KlartextEingeführt 1976 ist der Klartext Dialog nach wie vorEingeführt 1976, ist der Klartext-Dialog nach wie vor die Standard-Programmiersprache für alle TNC-Steuerungen. Wer deshalb von werkstattorientierter Programmierung spricht, meint den Klartext-Dialog g g p gvon HEIDENHAIN.
Satzformat für drei Achsen
Satzformat für bis zu fünf Achsen
MW M-TS/ Sept 2014Ausgabeformen von NC-Programmen
Zu Beachten bei der Programmausgabe (Klartext):
4 Nachkommastellen (optional 5 Nachkommastellen)
Kreise mit CC/C – CT – CR ausgeben. Vermeidung von Linearisierung (Steuerung kann Kreissätze flüssiger/schneller fahreng
Ausgabe radiuskorrigierter Verfahrsätze bei Passmaßen
MW M-TS/ Sept 2014Ausgabeformen von NC-Programmen
VektorverarbeitungEin normierter Vektor ist eine mathematische Größe
N-VektorEin normierter Vektor ist eine mathematische Größe, die einen Betrag von 1 und eine beliebige Richtung hat.Bei LN-Sätzen benötigte die TNC bis zu zweiBei LN Sätzen benötigte die TNC bis zu zwei normierte Vektoren, einen um die Richtung der Flächennormalen (N-Vektor) und einen weiteren (optional), um die Richtung der Werkzeug-O i ti (T V kt ) b tiOrientierung (T-Vektor) zu bestimmen.
T V kt Satzformat für fünf Achsen
T-Vektor
MW M-TS/ Sept 2014Ausgabeformen von NC-Programmen
Zu Beachten bei der Programmausgabe (Vektor):
7 Nachkommastellen
N V kt (Flä h N l kt ) i N-Vektor (Flächen-Normalenvektor) immer senkrecht zur Fläche
Vorteile der Vektorenausgabe:Vorteile der Vektorenausgabe:
Maschinenneutrale Programm-Ausgabe
Verwendung der 3D-Radiuskorrektur, um das Programm an die reellen Werkzeugdaten anzupassen (Korrektur über DL DR und DR2)anzupassen (Korrektur über DL, DR, und DR2).
Verwendung der Option 3D-TOOLCOMP (Option #92 – verfügbar auf iTNC 530)(Op o #9 e ügba au C 530)
MW M-TS/ Sept 2014Ausgabeformen von NC-Programmen
Zu Beachten bei der Programmausgabe / Postprozessoranpassung:Postprozessoranpassung:
Verwendung von Gliederung Vorschübe über Q-Parameter z B Vorschübe über Q-Parameter, z. B.
Q50 = 5000 ; F XYQ51 = 2000 ; F Z
Verwendung von Unterprogrammen (Labels) zum Verwendung von Unterprogrammen (Labels) zum Freifahren, Rücksetzen, Bearbeitungspositionen etc.
Verwendung von HEIDENHAIN-Zyklen soweit Verwendung von HEIDENHAIN Zyklen soweit möglich (Bohren, Bohrfräsen)
Schwenkbearbeitung über PLANE-Funktionen Passungen mit Radiuskorrektur (RR/RL) g ( )
ausgeben Anstellungen über M128 / TCPM kompensieren
MW M-TS/ Sept 2014Ausgabeformen von NC-Programmen
Simulation (Programm-Test) auf der TNC
Die Simulation mit Hilfe eines CAM-Systems ersetzt nicht die Simulation der TNC-Steuerung.
Folgende Punkte können über den Programm-Test abgefangen werden:
Endschalter Fehlermeldung durch falsch Endschalter-Fehlermeldung durch falsch gesetzten Bezugspunkt (Rohteil im Arbeitsraum)
Falsche Werte in HEIDENHAIN-Zyklen (z. B. Falsche Werte in HEIDENHAIN Zyklen (z. B. positive Tiefe beim Bohren)
Kreisendpunkt-Fehlermeldungen (Endpunkttoleranz bei TNC 0,001 – 0,016 mm)
Erkennen einer falschen Punktausgabe aus dem CAM (Grafik TNC 620 / TNC 640)
MW M-TS/ Sept 2014HEIDENHAIN
Bewegungsführung
MW M-TS/ Sept 2014Bewegungsführung
LOOK AHEADSpeicher des InterpolatorsSpeicher des Interpolators
Anpassung der Geschwindigkeit an die Kontur:
Die Geometrie legt bis zu 1024 Sätze in einem Speicher (Stack) ab. Diesen Speicherliest der Interpolator aus und passt den Vorschub entsprechend an Ein LOOK AHEADentsprechend an. Ein LOOK AHEADvon 512-Sätzen ist ausreichend.
Einstellung über Maschinenparameter (7400)
iTNC 530 Wert über Parameter einstellbar
TNC 640 zyklische Vorausberechnung (maximalTNC 640 zyklische Vorausberechnung (maximal 5000 Sätze, keine Einstellmöglichkeit)
MW M-TS/ Sept 2014Bewegungsführung
ADP – Advanced Dynamic Prediction(verfügbar nur auf der TNC 640)
Verbesserte Oberflächenqualität bei schnellerer Bearbeitung
NC-Daten mit unzureichender Auflösung und variabler Punktdichte in benachbarten Bahnen können zu
0.05 mm
Oh ADP Vorschubschwankungen und zu Fehlern auf der Werkstückoberfläche
führen
Ohne ADP
ADP verbessert die Berechnung der optimalen Geschwindigkeit für eine genaue Mit ADPund gleichmäßige Bewegung des TCPVorteile: Höhere Bahngeschwindigkeit und
kü B b it it
Mit ADP
kürzere Bearbeitungszeiten Verbesserte Oberflächenqualität
MW M-TS/ Sept 2014Bewegungsführung
TNC-Steuerungen unterstützen ein schnelle und genaue Bearbeitung mit hoher Oberflächenqualitätg q zuverlässiges Management der Konturtoleranz hohe Reproduzierbarkeit benachbarter Bahnen schneller und vibrationsfreier Maschinenbetrieb schneller und vibrationsfreier Maschinenbetrieb
Eine Reihe leistungsstarker adaptiver Reglerfunktionen wie Cross Talk Compensation Active Vibration Damping Active Vibration Damping Load, Position and Motion Adaptive Control
bieten eine verbesserte Genauigkeit am Tool Center Point bei 3- bis 5-achsiger Simultanbearbeitungg g
MW M-TS/ Sept 2014Bewegungsführung - Anwendungsbeispiel
hintere Turbine
Futuristischer Hovercraft Material: Aluminium EN AW 5083 Turbine
vordere
(3.3547) Tool: Kugelfräser, D = 3 mm
vordere TurbineSteigerung der Produktivität bei
Schlichten: Gesamt: 8%
Vordere Turbine: 10% Hintere Turbine: 7% Frontpartie: 8%
Die HEIDENHAIN Lösung für eine zeiteffiziente Fertigung präziser BauteileDie HEIDENHAIN-Lösung für eine zeiteffiziente Fertigung präziser Bauteile erhöht die Genauigkeit bei dynamischen Bahnbewegungen reduziert Ausschuss und Nacharbeit spart Zeit und Kosten
MW M-TS/ Sept 2014HEIDENHAIN
Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
TCPM (Tool Center Point Managment)Kompensation des Versatzes der durch dasKompensation des Versatzes, der durch das Verstellen der Drehachsen entsteht. (Funktionen: M128 / TCPM)
Anstellung ohne M128:Der Kopfführungspunkt bewegt sich entlang des programmierten Weges:programmierten Weges:
Kontur falsch Vorschub falsch
Anstellung mit M128:Der Werkzeug-Mittelpunkt bewegt sich entlang einer Geraden:einer Geraden:
Start- und Zielpunkt sind korrekt Kontur richtig Vorschub richtig Vorschub richtig
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
M128Während einer Drehachsbewegung steuert die TNCWährend einer Drehachsbewegung steuert die TNC die Grundachsen durch eine Nachführung so, dass auch während der Bewegung der ursprüngliche Werkzeug-Eingriffspunkt am Werkstück erhalten bleibt.
Vorschub hinter M128 begrenzt den Vorschub für die AusgleichsbewegungVorschub für die Ausgleichsbewegung
M129 setzt M128 zurück
Über Maschinen-Parameter kann die Vorschubberechnung gewählt werden
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
TCPMWeiterentwicklung von M128 Programmierung überWeiterentwicklung von M128. Programmierung über drei Eingabeparameter:
Wirkungsweise des programmierten g p gVorschubes F TCP (Vorschub bezogen auf
Werkzeugspitze) F CONT (Vorschub achsanteilig
zerlegen) Interpretation der programmierten
DrehachskoordinatenDrehachskoordinaten AXIS POS (programmierte Rundachs-
Koordinaten sind Achswinkel) AXIS SPAT (programmierte Rundachs AXIS SPAT (programmierte Rundachs-
Koordinaten sind Raumwinkel)
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
TCPMWeiterentwicklung von M128 Programmierung überWeiterentwicklung von M128. Programmierung über drei Eingabeparameter:
Interpolationsart zwischen Start- und pZielposition PATHCTRL AXIS (Einstellung für
Face-Milling Kugelfräser/Zeilen) PATHCTRL VECTOR (Einstellung für
Peripheral-Milling Schaftfräser /Umrissfräsen)
RESET TCPM setzt TCPM zurück
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
Zyklus 32Anpassung des Bearbeitungsergebnisses hinsichtlichAnpassung des Bearbeitungsergebnisses hinsichtlich Genauigkeit, Oberflächengüte und Geschwindigkeit
Toleranzwert TZulässige Konturabweichung (1,1 bis 2-fache Sehnentoleranz aus dem CAM)
HSC-Mode HSC-MODE:0 HSC-MODE:1 Nur wirksam bei aktivem HSC- oder
Advanced-HSC-Filter
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
Zyklus 32Anpassung des Bearbeitungsergebnisses hinsichtlichAnpassung des Bearbeitungsergebnisses hinsichtlich Genauigkeit, Oberflächengüte und Geschwindigkeit
Toleranz für DrehachsenToleranz für die Rundachspositionen bei der 5-Achsbearbeitung (TCPM/M128 aktiv)
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
Präferenz: Schnelle Bearbeitung / SchruppbearbeitungSchnell
Präferenz: Schnelle Bearbeitung / SchruppbearbeitungGroße Zyklus-32-ToleranzMP-Einstellungen mit höheren Rucken/Beschleunigungen wählenNC-Daten mit geringer Datendichte möglich Schlechtere Oberfläche/Genauigkeit Aufmaß
Sauber Genau
Präferenz: Genaue BearbeitungKleine Zyklus-32-ToleranzMP Einstellungen mit niedrigeren Rucken/Beschleunigungen wählenMP-Einstellungen mit niedrigeren Rucken/Beschleunigungen wählenNC-Daten müssen fein genug sein, um Übergänge/Ecken genau anzufahren.
Präferenz: Oberflächenqualität - Schöne Oberfläche Mittlere Zyklus-32-Toleranz MP-Einstellungen mit niedrigeren Rucken/Beschleunigungen wählenMP Einstellungen mit niedrigeren Rucken/Beschleunigungen wählenNC-Daten mit kleinem Sehnenfehler aus CAD-Modell generiert
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
M124 T:Im Parameter T definieren Sie einen minimalen M124 T0.02Im Parameter T definieren Sie einen minimalen Punkteabstand, bis zu dem die TNC Punkte beim Abarbeiten nicht berücksichtigen soll.Eng aufeinander folgende Punkte verursachen
M124 T0.02
zusätzliche Richtungsänderungen und haben einen negativen Einfluss auf die Oberfläche und den maximalen Vorschub.
M118 X.. Y.. Z.. A.. B.. C..:Die Handradüberlagerung M118 ermöglicht, dass Sie - überlagert zur Programm-Abarbeitung – in denBetriebsarten Satzfolge und Einzelsatz Achsen mitBetriebsarten Satzfolge und Einzelsatz Achsen mitdem Handrad verfahren können.
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
Satzverarbeitungszeit:Der maximal mögliche Vorschub ist abhängig von:Der maximal mögliche Vorschub ist abhängig von: der Satzverarbeitungszeit (0.5 ms mit Option #2) dem Punktabstand des NC-Programmes
2400060*1000*2.0 mmmmmin
240005.0 ms
Sturzfräsen:Um die Schnittbedingungen zu verbessern ist es oft sinnvoll die Anstellung des Werkzeuges von dersinnvoll, die Anstellung des Werkzeuges von der senkrechten Stellung zur Oberfläche zu verändern.Dazu stehen zwei Definitionsmöglichkeiten zur Verfügung: Sturzfräsen durch inkrementales Verfahren einer
Drehachse Sturzfräsen über Normalvektoren
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
M120 LA.. (Look Ahead für Konturen):Die TNC überprüft eine radiuskorrigierte Kontur aufDie TNC überprüft eine radiuskorrigierte Kontur auf Hinterschneidungen und Überschneidungen und berechnet die Werkzeugbahn ab dem aktuellen Satzvoraus.
Über den Parameter LA legen die Anzahl der vorauszuberechnenden Sätze fest. Max 99 Max. 99 Übliche Eingabe LA5- LA10
M120 muss in einem NC-Satz stehen derM120 muss in einem NC-Satz stehen, derauch die Radiuskorrektur RL oder RRenthält. M120 wirkt ab diesem Satz.
Rücksetzen/Aufheben: M120 LA0 oder M120 (ohne LA) R0 CALL PGM Bearbeitungsebene Schwenken
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
„Tuning“-ZyklusAktivieren verschiedener MP-Teildateien überAktivieren verschiedener MP Teildateien über Anwenderzyklus.Zyklus enthält je nach Maschinenhersteller verschiedene Einstellung zu Ruck, Beschleunigung, Zyklus 32 Toleranz und beeinflusst so die Genauigkeit Oberflächengüte Geschwindigkeit
F kti FiltZyklus 32 Settings
Z itFunktion Filter ZeitT Mode TA
Standard A-HSC 0,02 0 0,1 2:37
Genau HSC 0,005 0 0,1 4:43
Sauber A-HSC 0,02 0 0,1 2:58
Schruppen Einfach 0,1 1 0,1 2:29
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
Globale Programmeinstellungen (GPS)Option #48Option #48Definition von verschiedenen Koordinaten-Transformationen und Einstellungen, die global und überlagert für das angewählte NC-Programm wirken,g g gohne dass Sie hierfür das NC-Programmandern müssen.
A h t h Achsen tauschen Zusätzliche, adaptive NP-Verschiebung Überlagertes Spiegeln Sperren von Achsen HR-Überlagerung (mit Virtueller Achse) Überlagerte Grunddrehung
Ü Überlagerte Rotation Global gültiger Vorschubfaktor Limit-Ebene (Definition von
B b i )Bearbeitungsgrenzen)
MW M-TS/ Sept 2014Funktionen für die 5-Achsbearbeitung
KinematicsOptOption #44Option #44
KinematicsOpt sind Tastzyklen zur vollautomatischen Prüfung und Optimierung der MaschinenkinematikPrüfung und Optimierung der Maschinenkinematik
Einfache Programmierung über Anwenderzyklen
Einfache und schnelle Nachoptimierung der Kinematik
Optimierung während des Programmlaufs möglich
Einfacher Abgleich von Wechselköpfen Speicherung und Wiederherstellung der
Ki tik T f tiKinematik-Transformationen
Mit KinematicsOpt verbessern Sie die Schwenk und Anstellgenauigkeit IhrerSchwenk- und Anstellgenauigkeit Ihrer Maschine
MW M-TS/ Sept 2014Effektiver Fräsen mit Steuerungs- und Messtechnik von HEIDENHAIN
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit