CAD – CAM – CNC iTNC 530 TNC 640 Vom 3D-Modell zum TNC · PDF fileMW M-TS/ Sept 2014 HEIDENHAIN CAD – CAM – CNC iTNC 530 TNC 640 Vom 3D-Modell zum NC-Programm TNC 640 TNC 620

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


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


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


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


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


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


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


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)


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


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)


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)


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


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


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


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


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)


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


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


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)


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


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.


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


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


„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


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)


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

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