SMM InnovationsForum Fertigung

CAM-System automatisiert 5-Achs-Programmierung

| Redakteur: Konrad Mücke

Schnell und prozesssicher dank Automation: Zeitgemässe CAM- Systeme wie hyperMILL von OPEN MIND wählen selbsttätig die optimalen Bearbeitungsstrategien.
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Schnell und prozesssicher dank Automation: Zeitgemässe CAM- Systeme wie hyperMILL von OPEN MIND wählen selbsttätig die optimalen Bearbeitungsstrategien. (Bild: OPEN MIND)

Dr. Josef Koch, im Jahr 1994 einer der Gründer der OPEN MIND Technologies AG und heute deren CTO, im Gespräch mit SMM zu den Fortschritten bei CAM-Systemen. Beim Innovationsforum Fertigung 2018 wird er über aktuelle Technologien referieren.

SMM: Herr Dr. Koch, welche herausragenden Meilensteine sehen Sie in den letzten Jahren bei der CAM-Programmierung?

Dr. Josef Koch: Sehr prominent war die Einführung der 5-Achs-Technologie, zunächst im Werkzeug- und Formenbau. Als erster CAM-Hersteller haben wir die 5-Achs-Simultanbearbeitung nutzbar gemacht. Obwohl anspruchsvoll wird sie inzwischen in nahezu allen Branchen genutzt.

Ein weiterer Meilenstein der letzten fünf bis zehn Jahre war die Entwicklung neuer Werkzeugformen. Besonders im Bereich der Tonnenfräser gab es wichtige Innovationen. Daran haben wir als Softwarehersteller mitgewirkt. Diese Fräser ermöglichen neue Bearbeitungsstrategien. 2,5D- und 3D-Bearbeitungen können damit deutlich effizienter 5-achsig simultan gefertigt werden. Für einen hochperformanten Einsatz im Werkzeug- und Formenbau haben wir die innovative Fräsergeometrie «konischer Tonnenfräser» verwirklicht. Speziell beim Fräsen flacher Bereiche ist er vorteilhaft. Der aus meiner Sicht wichtigste Meilenstein betrifft die Automatisierung. Vermehrt profitieren davon auch mittelständische Fertigungsunternehmen. Wiederkehrende Programmieraufgaben lassen sich einfach standardisieren und automatisieren. Das Programmier-Know-how wird gespeichert werden und ist wiederverwendbar. Das reduziert erheblich den Programmieraufwand. Speziell bei untereinander ähnlichen Bauteilen – Teilefamilien – kürzt das die Programmier- und die Durchlaufzeiten. Derzeit interessieren sich dafür sehr viele Fertigungsunternehmen.

Was zeichnet die CAM-Software aus Ihrem Unternehmen im Vergleich zu ähnlichen Systemen aus?

Dr. J. Koch: Unsere CAM-Software hyperMILL verfügt über eine Vielzahl an Alleinstellungsmerkmalen. Sicher gehört dazu unser Performance-Paket hyperMILL MAXX Machining. Es sorgt für deutlich verkürzte Bearbeitungszeiten. Enthalten sind mehrere optimierte Schlichtstrategien, die den Einsatz von Tonnenfräsern beim 5- Achs-Fräsen ermöglichen. Damit lassen sich Bearbeitungszeiten um bis zu 90 Prozent verringern.

Eine weitere Besonderheit ist die Funktion Joblinking. Werkzeugbahnen werden zusammengefügt. Der Fräser bewegt sich bahnoptimiert und kollisionssicher. Dabei werden immer die kinematischen Rahmenbedingungen berücksichtigt. Rückzugsbewegungen entfallen, Nebenzeiten werden deutlich reduziert. Unser Softwaremodul hyperMILL VIRTUAL Machining simuliert und optimiert berechnete Werkzeugwege auf Basis der NC-Codes. Unser OPTIMIZER berechnet automatisch die ideale Kopf-Anstellung, um im Verfahrbereich der Maschine kollisionsfrei zu arbeiten. Das besonders hervorzuhebende Softwaremodul CON­NECTED Machining sorgt für bidirektionale Datenübertragung und somit direkte Verbindung zwischen CAM-System und Werkzeugmaschine. So kann das CAM- System direkt die Maschine steuern. Nach meinem Wissensstand gibt es diese Funktion einzig bei OPEN MIND.

Eventtipp: SMM InnovationsFORUM FertigungstechnikDas SMM InnovationsFORUM ist der Treffpunkt der Schweizer Fertigungsindustrie, an dem ausgewiesene Fertigungsexperten über die aktuellsten Trends der Branche informieren. Nutzen Sie die Gelegenheit mit den Referenten zu diskutieren und sich mit den anderen Teilnehmern auszutauschen.
Wann: Mittwoch, 14. November 2018
Wo: Forum der Messe Luzern
Preis: 150.-- CHF (exkl. MwSt.)
Informationen: www.smm-innovationsforum-fertigung.ch

Welche Vorteile hat das für Anwender?

Dr. J. Koch: Programmierte Bearbeitungen lassen sich schneller und sicherer einfahren. Der direkte Datenabgleich der im CAM-System verwendeten Daten mit den Maschinendaten verhindert viele kritische Probleme. Man vermeidet, ein falsches NC-Programm zu starten oder eines, bei dem Werkzeug- oder Nullpunktdaten nicht übereinstimmen. Speziell bei komplexen 5-Achs-Bearbeitungen erhöht das deutlich die Prozesssicherheit und kürzt zudem die Zeiten bis zum Beginn der produktiven Fertigung.

Zunehmend komplexere Bauteile sollen in immer kürzeren Zyklen – Time to market – verwirklicht werden. Mit welchen Funktionen beschleunigt Ihre Software das CAM-Programmieren?

Dr. J. Koch: Das schwierige Programmieren des 5-Achs-Simultanfräsens lässt sich automatisieren. Mit unserer fortgeschrittenen Automatisierungstechnologie lassen sich einzelne Bearbeitungsschritte in grössere Abläufe einbinden und automatisch programmieren. Beispielsweise automatisiert das die CAM-Programmierung von Elektroden.

Welche Vorteile bietet die Software beim Programmieren von Drehprozessen?

Dr. J. Koch: Unsere aktuell verwirklichte Funktion 3-Achs-Simultandrehen sorgt für enorm ökonomisches Fräsdrehen. Hinterschnittige Geometrien und komplexe Bauteile, die man zunächst für nicht zu fertigen erachtet, können gefertigt werden. Ein besonderer Vorteil ist auch die Nutzung der 3-Achs-Simultantechnologie beim Schruppen. Wir können gewährleisten, dass die Kontaktsituation sich an der Schneidplatte fortlaufend ändert. Das verlängert deutlich die Standzeiten. Dieses Verfahren gibt es nur von uns zum Schruppen und zum Schlichten.

Warum bieten Sie voneinander unabhängige Module zum Schruppen, Schlichten und Bohren?

Dr. J. Koch: Mit unserem Performance-Paket arbeiten Anwender deutlich effizienter und wirtschaftlicher. Beim Schruppen verkürzen sie die Zeitersparnis bis zu 75 Prozent und beim Schlichten bis zu 90 Prozent – und das bei höchster Prozesssicherheit und besten Oberflächengüten beim Schlichten. Für Bohroperationen gibt es das 5-Achs-helikale-Bohren. Mit dieser Funktion lassen sich tiefe Kavitäten deutlich schneller und fräserschonender ausräumen, speziell bei schwer zerspanbaren Werkstoffen. Ein Vorbohren kann entfallen. Späne werden sicher abgeführt. Dabei können übliche Fräser eingesetzt werden.

Inzwischen können Fräsmaschinen auch kontinuierlich drehen. Wie bewältigt man solche Verfahrenskombinationen beim CAM-Programmieren?

Dr. J. Koch: Da unsere Software alle Funktionen unter einer Bedienoberfläche vereint, lassen sich Arbeitslisten erstellen. Automatisch wechselt die Bearbeitung zwischen Fräsen, Drehen, Bohren und Messen. Die Bearbeitungsfortschritte werden zwischen den Operationen weitergegeben. Eine weitere Besonderheit ist der gemeinsame Postprozessor für alle Bearbeitungstechnologien.

Werkzeughersteller entwickeln und verwirklichen immer wieder innovative Bearbeitungsstrategien in Verbindung mit besonderen Werkzeuggeometrien. Wie reagieren darauf Softwareentwickler wie OPEN MIND?

Dr. J. Koch: Für das vom Werkzeughersteller Vandurit entwickelte Rollfeed-Drehverfahren haben wir exklusiv die CAM-Strategie in unsere Software integriert. CAM- und Werkzeugentwickler arbeiten zunehmend intensiver zusammen. Innovative Werkzeuge lassen sich nur noch in Verbindung mit speziellen CAM-Methoden entwickeln. Anhand unserer direkten Kundenkontakte erkennen wir noch viel Potenzial, Bearbeitungen mithilfe neuer Werkzeuggeometrien zu optimieren. Das gelingt jedoch nur zusammen mit dem CAM-Hersteller, der die geeigneten Strategien in die Software integriert. Speziell für das Rollfeed-Drehverfahren haben wir exklusiv eine angepasste Strategie realisiert.

Könnten CAM-Systeme in Zukunft auf Maschinen und Steuerungen massgeschneidert werden?

Dr. J. Koch: Nein, das glaube ich nicht. Im Zuge der Industrie 4.0 werden wir eher Werkzeugmaschinen mit offenen Schnittstellen benötigen. Die bei uns schon realisierte direkte Anbindung des CAM-Systems an die Maschine wird zum Standard. Dafür benötigt man allerdings standardisierte Schnittstellen. Nur so können das CAM-System und die Maschine Daten auszutauschen. Das CAM-System wird immer mehr zum treibenden Faktor für die Fertigung.

Was sollte ein CAM-System nach Ihrer Ansicht im Jahr 2030 können?

Dr. J. Koch: Der Anteil der additiven Fertigung wird im Produktionsprozess auf jeden Fall zunehmen. Da die Bauteile meist noch zu schlichten sind, um die geforderte Qualität in Genauigkeit und Oberflächen zu erreichen, werden Kombinationen aus additiven und subtraktiven Verfahren an Bedeutung zunehmen. CAM-Systeme müssen deshalb unbedingt beide Prozesse integrieren und komplett unterstützen.

Herr Dr. Koch, vielen Dank für diese Informationen rund um CAM-Systeme. SMM

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