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Gerüstet für das Anspruchsvolle
29.04.2010 | Redakteur/Autor: Redaktion SMM
Moderne Werkzeugmaschinen zeichnen sich heute vielfach durch mehrachsige Verfahrmöglichkeiten, kombinierte Technologien sowie Fähigkeiten zur Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsbearbeitung aus. Dazu werden passende Hochleistungs-CNC-Steuerungen benötigt, die entsprechende Bearbeitungsfunktionen bieten und den Bediener beim Bewältigen schwieriger Aufgaben unterstützen.
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Eine perfekte Basis für anspruchsvolle Einsätze stellen die Hochleistungs-CNC-Steuerungen der Serie 30i-A und 31i-A5 von Fanuc dar, die unter anderem die Anforderung nach vielen Achsen und Kanälen sowie zahlreichen Softwarefunktionen erfüllen. Sie garantieren den Anwendern beste Bearbeitungsergebnisse, ob beim Fräsen, Drehen oder der Hybridbearbeitung.
Die Fünf-Achsen-Bearbeitung zählt zu den Spezialgebieten der Fanuc-CNC-Steuerungen 30i und 31i-A5, denn sie unterstützen jede Maschinenkonfiguration - ob mit Werkzeugschwenkkopf, mit Rundtisch oder beidem - und bieten zahlreiche spezielle Fünfachsenfunktionen. Dazu zählen Kompensationsmöglichkeiten von Werkzeuglänge, -richtung und -radius (TCP, TPC und TRC). Permanent kommen neue Funktionen hinzu, wie zum Beispiel die Werkzeugschnittpunkt-Kompensation (Tool Cutting Point Compensation), die aufwändige Neuprogrammierung zu vermeiden hilft. Sie ermöglicht es, dass nach der Messung des Werkzeugs Korrekturwerte dauerhaft in der Steuerung hinterlegt und beim Programmablauf berücksichtigt werden. Das vereinfacht nicht nur die NC-Programmierung, sondern bringt auch die Möglichkeit zum kurzfristigen Wechsel der Werkzeuge ohne Änderung des NC-Programms.
Besonders hohe Oberflächenqualität und kürzere Zykluszeiten lassen sich mit den neuen Funktionen Smooth TCP und Smooth TCP2 erreichen, die auf der Tool-Center-Point-Funktion aufsetzen. Smooth TCP kompensiert Abweichungen in der Werkzeuganstellung und ignoriert redundante Befehle bezüglich der Werkzeugmittelpunktposition. Smooth TCP2 optimiert die Werkzeugrichtung-Kompensation - auch bei bestehenden Programmen - um gleichmässigere Bewegung bei der Seitenbearbeitung zu erreichen.
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Auch für die schräge Arbeitsebene (TWP, Tilted Working Plane) gibt es hilfreiche Funktionen. So lässt sich die Arbeitsebene auf sechs verschiedene Arten festlegen: Es stehen dazu Wege über den Euler-Winkel zur Verfügung sowie über den «Roll, Pitch and Yaw»-Befehl (RPY), durch drei Punkte im Raum, zwei Vektoren, Winkelprojektion oder die Richtung der Werkzeugachsen. Um diese Möglichkeiten einfach ausschöpfen zu können, hat Fanuc einen sogenannten Guidance Screen entwickelt, der den Bediener - grafisch unterstützt - im Dialog nach den benötigten Daten fragt. Für kürzere Prozesszeiten sorgt eine neue Anfahrstrategie, die anstatt der bisherigen drei Schritte «Anfahren, Werkzeugausrichten, auf Startposition fahren» den gesamten Vorgang in einem Kommando erledigt.
Einfaches Synchronisieren mehrerer Kanäle
Nicht nur Fünf-Achsen-Bearbeitungszentren, sondern auch Hybridmaschinen, die Drehen und Fräsen oder andere Be-arbeitungstechniken in einer Maschine vereinen, sowie Maschinen zur Mehrpfadbearbeitung, wie zum Beispiel Mehrspindel- und Transfermaschinen, stellen hohe Anforderungen an die jeweils eingesetzte CNC-Steuerung. Erforderlich sind zahlreiche Achsen und Kanäle, modernste Mikroelektronik wie zum Beispiel ein Ultra-Hochgeschwindigkeitsprozessor und ein interner High-Speed-Bus. Die CNC-Steuerungen der Serien 30i und 31i-A5 des Weltmarktführers Fanuc erfüllen diese Anforderungen und glänzen durch schnelle Datenverarbeitung sowie viele Softwarefunktionen.
Dazu gehört zum Beispiel die Unterstützung fürs Synchronisieren mehrerer Kanäle, was bei kombinierten Dreh-/Fräsmaschinen eine wichtige Rolle spielt. Man unterscheidet hierbei zwei grundsätzliche Ansätze: Der technisch einfachere ist der, dass die Bearbeitungsformen Drehen und Fräsen innerhalb eines Kanals gesteuert werden. Hier gibt es nur ein Teileprogramm, das sequentiell abgearbeitet wird. Eine zeitparallele Bearbeitung durch Fräsen und Drehen ist dabei nicht möglich.
Anders beim zweiten Ansatz, bei dem jede Bearbeitung auf jeweils einer Station stattfindet, für die ein eigener Kanal reserviert ist. Das heisst, die Bearbeitungen sind technologisch voneinander getrennt. Trotzdem können Achsen oder Werkzeuge gemeinsam genutzt werden - vorausgesetzt, die Kanäle tauschen die entsprechenden Informationen aus und synchronisieren Übergabe sowie Bearbeitung. Dann können auf beiden Stationen gleichzeitig verschiedene Bearbeitungen stattfinden. Knackpunkt dieser mehrkanaligen Anwendungen sind ihre komplexen Übergabefeatures, wenn es um die Synchronisation der Rotationsgeschwindigkeiten von Spindeln geht. Unter den Namen «Synchronous Control» und «Composite Control» bietet Fanuc für diese Fälle Unterstützung an.
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