Wissensbasierte Bearbeitungsoption

Auf der Euromold 2001 präsentierte Delcam eine neue wissensbasierte Bearbeitungsoption für seine Bearbeitungs-Software PowerMILL. PowerMILL ist als das weltweit führende Spezialsystem für den Werkzeugbau und die Herstellung komplexer Teile anerkannt. Da

Die meisten wissensbasierten Bearbeitungs-Systeme sind um die Merkmalerkennung herum konstruiert, was die Bearbeitung eines jeden einzelnen geometrischen Stücks, wie z. B. Löcher oder Augen, in einer standardisierten und automatischen Weise ermöglicht. Dieser Ansatz ist sehr erfolgreich in der Bearbeitung einer großen Anzahl ähnlicher Teile, hat aber nur geringen Nutzen für den Werkzeugbau und die Prototypen-Herstellung, wo Formen normalerweise wesentlich komplexer sind und jeder Auftrag anders ist. PowerMILL AutoCAM nutzt einen neuen Ansatz, in dem alle Flächen innerhalb des CAD-Modells analysiert werden und die Informationen dazu genutzt werden, die angemessenste Bearbeitungsmethode für die gesamte Aufgabe auszuwählen.
 Um die Software einsetzen zu können, muss der Anwender einfach das zu bearbeitende CAD-Modell importieren, die Größe des Rohlings be-stimmen, die verwendete Maschine auswählen sowie entscheiden, ob die Werkzeugwege für Hochgeschwindigkeits- oder konventionelles Fräsen be-nötigt werden. Die Software wählt automatisch das Schnittwerkzeug und die passenden Strategien aus und erzeugt und nachbearbeitet anschließend die Werkzeugwege ohne einen weiteren Eingriff des Maschinenbedieners.
 Der gesamte Vorgang dauert meist nur wenige Minuten verglichen mit den vielen Stunden, die selbst ein geschulter Bediener benötigt, um ein normales CAM-System einzusetzen. Zudem werden die Strategien, Schnittwerkzeuge, Geschwindigkeiten und Vorschübe so ausgewählt, dass eine extrem sichere Bearbeitung garantiert ist, ohne das Risiko von Kollisionen und Werkzeugbruch. Dies führt dazu, dass die resultierenden Werkzeugwege ohne Beaufsichtigung abgearbeitet werden können.
 PowerMILL AutoCAM basiert auf einem Programmierungs-System, das von der führenden holländischen Forschungsorganisation TNO ent-wickelt und nun von Delcam verfeinert und in PowerMILL integriert wurde. TNO hatte ein Kapa-zitätsproblem in seinen Bearbeitungs-Vorgängen erkannt, da die Forscher zunehmend aus anderen Abteilungen Anfragen erhielten, die Bearbeitungs-Ausrüstung im Produkt- und Fertigungs-entwicklungs-Bereich einzusetzen. Die abschlie-ßenden Bearbeitungsversuche der Software werden nun sowohl bei Piotanwendern als auch in Delcams firmeneigenem Werkzeubau unternommen. Es ist davon auszugehen, dass PowerMILL AutoCAM früh im Jahr 2002 durch Delcams internationales Händlernetzwerk er-hältlich ist. Seit der Messe erhältlich ist dagegen die jüngste Version, PowerMILL 4. Verbesserungen wurden vor allen Dingen in drei Hauptbereichen erreicht: Höchstleistungsschruppen, Hochgeschwindigkeitsschlichten und 5-Achs-Bearbeitung. Insgesamt werden diese Verbesserungen dem Werkzeugbauer und anderen Präzisionsherstellern helfen, die Leis-tung ihrer Werkzeugmaschinen zu optimieren, die Lieferzeiten zu reduzieren, die Produktivität zu erhöhen und den Gewinn zu steigern.

Höchstleistungsschruppen
Delcam hat eine Reihe neuer Höchstleistungsschrupp-Strategien entwickelt. Die Möglichkeiten moderner Schnittwerkzeuge, die mit dem Schaft schneiden können und so größere Schnitt-Tiefen erlauben, werden dabei voll ausgenutzt. Die neueste Technik heißt „raceline“-Bearbeitung (= Rennbahn), für die Delcam ein Patent angemeldet hat. Bei dieser Option werden die Schruppbahnen zunehmend geglättet, je weiter sie sich von der Eingriffsbahn entfernen. Die so entstehenden Bahnen reduzieren jegliche plötzliche Richtungsänderung auf ein Minimum und ermöglichen daher eine schnellere Bearbei-tung mit weniger Schnittwerkzeugverschleiß und geringerer Belastung der Werkzeugmaschine.
 Delcam hat zudem eine Trochoiden-Bearbeitungsoption ergänzt. Diese vermeidet Vollschnitte beim Fräsen von Nuten, indem sie Werkzeugwege erzeugt, die in fortschreitenden Kreisbewegungen das Material abtragen. Die neue Option passt automatisch den Werkzeugweg so an, dass bei jeglicher Richtungsänderung der Nut effizientes und sicheres Bearbeiten gewährleistet ist. 
 Eine zusätzliche Option zum Schutz des Schnittwerkzeugs ist die automatische Kreisbogeneinpassung bei Abzeilfräswegen, wenn sich das Werkzeug irgendeinem steilen Rand nähert. Ohne die Kreisbögen kommt es zu einer plötzlichen Schlagbelastung auf das Schnittwerkzeug, wenn es mit großem Umschlingungs-winkel in die steile Wand einfährt. Um Werkzeugbruch zu vermeiden, muss in diesem Fall der Vorschub reduziert werden, sodass die Gesamtbearbeitungszeit steigt. Das Einfügen der Kreisbögen führt zu einem glatteren Werkzeugweg, der mit höherem Vorschub und geringerem Verschleiß ablaufen kann.
 Zum Vorschlichten bietet PowerMILL 4 eine neue, optimierte Abzeiloption. Um möglichst wenig Material für das Feinschlichten übrig zu behalten, bearbeiten zahlreiche Unternehmen zwei zueinander rechtwinklige Abzeilbearbeitungen. Diese Lösung, die auch beim Feinschlichten genutzt werden kann, führt im Allgemeinen zu unnötigem doppelten Bearbeiten von Bereichen, die bereits beim ersten Schnitt innerhalb der Toleranz sind. Delcams optimierte Abzeiltechnik begrenzt den zweiten (rechtwinkligen) Werkzeugweg auf die Bereiche, die überschüssiges Material enthalten, und vermeidet so diese doppelte Bearbeitung.

Hochgeschwindigkeitsschlichten
Dieselben Grundforderungen wie beim Schruppen – gleichförmige Schnittwerkzeug-Belastung und geringstmögliche plötzliche Richtungsänderungen – gelten auch beim Hochgeschwindig-keitsschlichten. Um diese Ziele zu erreichen, enthält PowerMILL 4 eine neue Kombinationsstrategie, die das 3D-Aufmaß-Schlichten (offset) in flachen Bereichen mit Z-Ebenen-Schlichten in steilen Bereichen kombiniert. Die 3D-Aufmaß-Werkzeugwege werden mit variabler Zustellung über die Fläche derart berechnet, dass über das gesamte Bauteil eine konstante Rauhtiefe erreicht wird.
 Zusätzlich zu dem konventionellen Z-Ebenen-Schlichten wird auch eine Alternative – konstant-Z-Spirale – angeboten, die wiederum die Fähigkeit von Schnittwerkzeugen, die mit dem Schaft schneiden können, voll ausnutzt. Statt wie üblich das Werkstück ebenenweise von oben nach unten abzuarbeiten, verwendet die neue Delcam-Strategie einen einzigen glatten Werkzeugweg, der in einer Spirale von der tiefs-ten Stelle nach oben abläuft. Dies hält das Schnittwerkzeug ständig im Eingriff und vermeidet jegliches Frischluftfräsen. Die glatteren Werkzeugwege minimieren zudem jegliche Fräsmarken und schonen auf
diese Weise Schnittwerkzeug und Werkzeugmaschine.

5-Achs-Bearbeitung
PowerMILL 4 weist zahlreichere Optionen zur simultanen 5-Achs-Bearbeitung über die bestehenden Routinen zur Stellachsbearbeitung (auch als 3 + 2-Bearbeitung bekannt) hinaus auf. Dazu gehört jetzt die Bearbeitung mit Achsausrichtung zu einem Punkt hin oder von ihm weg, zu oder von einer Linie, Walzenfräsen, 5-Achsen-Beschneiden and 5-Achsen-Stirnfräsen.
 Für alle Optionen beinhaltet die Software die automatische Anpassung von Voreil- und Neigungswinkel (Voreilen in Schnittrichtung und Neigung rechtwinklig dazu gemessen). Steuern über die Voreilwinkel ergibt bessere Schnittbedingungen, während der Neigungswinkel zur Vermeidung von Kollisionen benutzt werden kann.