VDI-ZIntegrierte Produktion

7/8-2014www.vdi-z.de

Werkzeugmaschinen – Werkzeuge – C-Techniken – Automatisierung – Qualitätssicherung

VD

I-Z · 7/8-2014

Messtechnik

Schleifbrandprüfungen an Gerad- und Schräg-Verzahnungen

Bearbeitungszentren

Komplexe Formenbauteile schnell verfügbar

Feinbearbeitung

Mikrofinishen mit MMS oder Druckluftkühlung

WerkzeugmaschinenMit Sonderteil

Sonderteil

Werkzeugmaschinen

VDI-Z 156 (2014), Nr. 7/8 - Juli / August 21

3D-Grafik bietet bedienerfreundliche Neuerungen an Werkzeugmaschinen

WZM-Steuerung mit neuen Highlights Seit ihrer Markteinführung entwickelt sich die „TNC 640“ mehr und mehr zur ersten Wahl bei den High-End- Steue rungen für die effiziente und vor allem hochgenaue Fräs bearbeitung. Warum? Weil sie das Fräsen so einfach macht, Heidenhain ihre Funktionen mit Gespür für die Anforderungen des Werkstattbetriebs praxisnah und bedienungsfreundlich ausbaut und sie zusätzlich zum Fräsen auch noch das Drehen auf einer Maschine erlaubt.

chen – frühzeitig erkennt. Bei maximaler Auflösung der 3D-Si-mulation kann die Steuerung in der Darstellung der Werkzeug-bewegung als 3D-Liniengrafik außerdem die Satzendpunkte mit den entsprechenden Satz-nummern anzeigen. Das erleichtert bei extern erzeugten NC-Program-men, die mit einem CAM-System gene-riert wurden, zusätzlich die Analyse der Punktverteilung sowie die Vorabbeurtei-lung der zu erwartenden Oberfläche. Dabei kann der Bediener wahlweise nur das Werkstück, nur die Werkzeugwege oder beides gemeinsam betrachten.

Der Nutzer bekommt auch Ansichten zur Wahl, die ihm zum Beispiel die ur-sprünglichen Abmessungen des Rohteils als Rahmen zeigen und darin die Haupt-achsen kennzeichnen oder die für ein besseres räumliches Vorstellungsver-mögen die Werkstückkanten als Linien

darstellen. Die Ansichtsoption „Werk-stück-Transparent“ erlaubt darüber hi-naus einen Blick auf innenliegende Bear-beitungen – auch bei rotationssym-metrischen Werkstücken. Eine farbliche Kennzeichnung am Werkstück, bei der

für jedes neue Werkzeug auch eine neue Farbe verwendet wird, verdeutlicht dem Bedie-ner die einzelnen Arbeitsschrit-te und erleichtert die Zuord-nung der eingesetzten Werk-zeuge. Letztere kann er außer-dem noch voll oder transparent einblenden und auch jederzeit wieder ausblenden.

Dass die 3D-Simulation di-rekt auf der TNC-Steuerung stattfindet, bringt dem Anwen-der einige Vorteile, zum Bei-spiel kann er an der Maschine erstellte Bearbeitungsprogram-me schnell und einfach durch-spielen. Aber auch bei Pro-grammen, die er aus CAD/ CAM- Systemen übernimmt, lohnt sich eine Simulation auf der Steuerung: Die 3D-Simu -lationsgrafik der TNC 640 be-rücksichtigt das auf der Steue-rung hinterlegte Kinematikmo-

Von der Programmierung und Simu-lation einer Bearbeitung direkt an

der Maschine über das Einrichten bis hin zu zahlreichen Funktionen für die Bearbeitung selbst reichen die Neuerun-gen der Software-Version 4 für die TNC 640, die Heidenhain aktuell auslie-fert. Damit lässt sich das Fräsen noch einfacher, sicherer und genauer durch-führen. Darüber hinaus kann der Bedie-ner das Drehen genauso einfach pro-grammieren wie das Fräsen: Die Werk-zeugmaschinen (WZM)-Steuerung be-herrscht beide Bearbeitungen ohne auf-wendiges Umschalten.

3D-Simulationsgrafik mit zahlreichen Vorteilen

Umfangreichste Neuerung ist sicher-lich die einzigartig detailgetreue 3D- Simu la tions grafik, Bild 1. Sie unterstützt den Bediener dabei, fehlende Angaben oder Ungereimtheiten im Pro-gramm ohne Gefahr für Werk-stück, Werkzeug und Maschine schon im Vorfeld einer Bearbei-tung zu erkennen. Dazu zeigt sie das Werkstück in beliebigen Betrachtungswinkeln und si-muliert sowohl Fräs- als auch Drehbearbeitungen in einer Ansicht. Als Rohteile sind nicht nur Quader, sondern auch zy-lindrische Körper wie Zylinder, Rohre und rotationssymmetri-sche Rohteile möglich.

Während der Simulation er-öffnen viele neue Ansichts-optionen einen genauen und frei wählbaren Blick auf De-tails. Die grafische Simulation ist dabei so detailreich, dass der Maschinenbediener uner-wünschte Bearbeitungseffekte aus dem NC-Programm – bei-spielsweise nicht den Anforde-rungen entsprechende Oberflä-

Bild 1

Neue 3D-Simulationsgrafik: Die detailreiche Anzeige der TNC 640

zeigt unerwünschte Effekte, bevor das Werkstück Schaden nimmt.

Mit der aktuellen

„TNC 640“ lässt

sich das Fräsen

noch einfacher,

sicherer und

genauer durch-

führen.

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dell, welches optimal an die tatsächliche Geometrie der Werkzeugmaschine an -gepasst wurde und auf diese Weise die Bewegungen der Maschine realitätsnah widerspiegelt.

Komplettes Fräsen und Drehen in einer Aufspannung

Werkstücke erfordern neben einer komplexen Fräsbearbeitung oft auch eini ge Bearbeitungsschritte auf einer Drehmaschine. Dann hilft die Heiden-hain-Steuerung dabei, viel Zeit zu spa-ren. Denn eine mit der TNC 640 aus-gerüstete Fräs-Dreh-Maschine bearbei-tet das Werkstück komplett in einem Zug und kombiniert Fräsen/Drehen in beliebiger Reihenfolge, Bild 2. Dazu wechselt die Steuerung programm-gesteuert zwischen Dreh- und Fräsbe-trieb – vollkommen unabhängig von Ma-schine und Achskonfiguration. Die TNC 640 übernimmt beim Umschalten alle intern erforderlichen Änderungen (etwa das Umstellen auf Durchmesser-Anzeige oder das Setzen des Bezugs-punktes in die Drehtisch-Mitte) und maschinenabhängigen Funktionen (wie das Klemmen der Werkzeugspindel) – so spart die WZM-Steuerung nicht nur Platz und Geld für eine zu-sätzliche Maschine; durch die Bearbeitung auf einer Maschi-ne vermeidet sie auch Unge-nauigkeiten, die beim Umspan-nen des Werkstücks entstehen können.

Die Drehkonturen erstellt der Bediener wie gewohnt im „Heidenhain-Klartext-Dialog“. Hier stehen ihm jetzt auch drehspezifische Kontur-Ele-mente wie Einstich oder Ge-winde-Freistich und Zyklen zum Drehen von Absätzen, zum Einstechen, zur Kontur-bearbeitung und für die Gewin-debearbeitung zur Verfügung. Zusätzlich kann er zur Defini -tion der Drehkontur auch die „Freie Konturprogrammierung“

(FK) verwenden oder Konturen im dxf-Format einfach mithilfe des „dxf-Kon-verters“ importieren. Bei den komplexe-ren Konturdrehzyklen nutzt die Steue-rung dieselben Programmiertechniken, welche auch beim Fräsen zum Einsatz kommen. TNC-Programmierer müssen hier also nicht umlernen, sondern kön-nen auf vorhandenem Wissen aufbauen und so schnell den Einstieg in die Welt des Drehens auf der Fräsmaschine fin-den.

Ein weiteres „Highlight“ ist die Rohteil-nachführung. Ausgehend vom definier-ten Rohteil berechnet die Steuerung bei jedem Schnitt das neu entstandene Zwi-schenprodukt und passt die folgenden Bearbeitungszyklen daran an. So ver-meidet sie Luftschnitte und optimiert Anfahrwege.

Optimierte Führung für „saubere“ Oberflächen + perfekte Konturen

Eine unzureichende Datenqualität in NC-Programmen führt häufig zu einer schlechteren Oberflächenqualität der

gefrästen Werkstücke. Die Funktion „Ad-vanced Dynamic Prediction (ADP) erwei-tert die bisherige Vorausberechnung des zulässigen maximalen Vorschubprofils und gestattet so eine optimierte Bewe-gungsführung der Vorschubachsen beim 3- und 5-achsigen Fräsen, Bild 3. Somit können „saubere“ Oberflächen mit kur-zen Bearbeitungszeiten auch an Kon-turen mit stark schwankender Punkte-verteilung in benachbarten Werkzeug-bahnen gefräst werden. Die Steuerung berechnet die Kontur dynamisch voraus und passt somit rechtzeitig die Achs-geschwindigkeiten über eine beschleu-nigungsbegrenzte und ruckgeglättete Bewegungsführung an die Konturüber-gänge an. Weitere Stärken zeigt die Funktion ADP unter anderem beim bi -direktionalen Schlichtfräsen durch ein symmetrisches Vorschubverhalten auf der Vor- und Rückwärtsbahn sowie durch besonders gleichmäßige Vor-schubverläufe bei nebeneinanderliegen-den Fräsbahnen.

„Feintuning“ mit Liebe zum Detail

Für einen noch besseren Überblick beim Programmieren und Einrichten sorgt die übersichtliche Benutzungs-oberfläche. Unterschiedliche Bild -schirm bereiche sind klar voneinander getrennt, Betriebsarten zusätzlich mit eindeutigen Symbolen gekennzeichnet. Werteingaben, Kommentare und Syn-tax-Elemente unterscheiden sich durch farbige Kennzeichnungen, ebenso Feh-lermeldungen, die nach Wichtigkeit

VDI-Z 156 (2014), Nr. 7/8 - Juli / August 22

Programmerstellung deutlich vereinfacht

Die aktuelle Software-Version 4

der Messtechnik-, Automatisie-

rungs- und CNC-Steuerungs-

spezialisten mit Sitz im ober-

bayerischen Traunreut macht

die Programmerstellung samt

Eingabe der Technologiedaten

auf der TNC 640 einfacher. Mit

dem kontextsensitiven Schnitt-

datenrechner kann der Bedie-

ner an der Werkzeugmaschine

die Spindeldrehzahl und den

Vorschub für den jeweiligen Be-

arbeitungsprozess berechnen

und direkt in den geöffneten

Vorschub- oder Drehzahl-Dia-

log übernehmen, Bild. Dabei

erkennt der Rechner das geöff-

nete Dialogfenster und fragt

automatisch nur die erforder -

lichen Eingaben ab. Immer die richtigen Werte – der kontextsensitive Schnittdaten-

rechner der TNC 640. Bild (4): Heidenhain

Bild 2

Drehen und Fräsen in einer Aufspannung – die Steuerung wechselt programmgesteuert und

beliebig oft zwischen den Bearbeitungen.

gen die feste Schraubstockbacke zu rich-ten.

Neben diesen Erweiterungen und Op-timierungen sind zudem weitere zahl-reiche Detailverbesserungen eingeflos-sen, deren Auflistung an dieser Stelle zu weit führen würde. Auf den Punkt ge-

Steuerungen

mithilfe von Farben kategori-siert werden.

Planfräszyklen gehören na-türlich schon seit Langem zum Funktionsumfang der Heiden-hain-TNC-Steuerungen. Das heißt aber nicht, dass Bekann-tes nicht noch besser werden kann – zum Beispiel durch einen neuen Planfräszyklus, in dem sich bis zu drei Seitenflä-chen definieren lassen, um die Bearbeitung der Planfläche an Seitenwänden oder Absätzen zu begrenzen. Für Ecken, die infolge aneinandergrenzender Seitenflächen entstehen, kann der Anwender sogar den ge-wünschten Eckenradius vor-geben. Die Bearbeitung der Planfläche ist in verschiedenen Bearbeitungsstra -tegien möglich: mäanderförmig, zeilen-weise (jeweils mit/ohne Überlauf) oder spiralförmig. Die Bearbeitungsrichtung lässt sich ebenfalls explizit festlegen, um beispielsweise den Arbeitsdruck ge-

7 Info

Dr. Johannes Heidenhain GmbH,

Dr.-Johannes-Heidenhain-Str. 5,

83301 Traunreut, Tel. 08669 / 31-3132,

E-Mail: info@heidenhain.de,

Internet: www.heidenhain.de,

AMB: Halle 4, Stand E 12

Dr. Jens Kummetz ist Marketingleiter im Bereich

CNC-Steuerungen bei Heidenhain in Traunreut.

bracht, setzt die neue Soft-ware-Version 4 für die TNC 640 viele Kundenwünsche mit werkstattorientierten Lösun-gen um. Jens Kummetz

Bild 3

Für höchste Konturtreue und Oberflächengüte –

Bearbeitung mit (oben) sowie ohne die Funktion

„Advanced Dynamic Prediction“ (unten).