Rechnergestütze Fertigung

Unter CAM (Computer Aided Manufacturing) werden allgemein rechnerbasierte Verfahren verstanden, die den Produktionsprozess entlang der gesamten Prozesskette unterstützen und vereinfachen

Aufgabe: Aktion einer WZM durch eine NC- oder CNC-Datei derart steuern, dass das geforderte Bauteil in ausreichender Qualität. Rechtzeitig zu möglichst geringen Kosten gefertigt wird

• Spindel ein- und ausschalten

• Spindeldrehzahl festlegen

• Kühlmittelzufuhr ein- und ausschalten

Ist die unmittelbare Eingabe der anzufahrenden Wegpunkte

• Am Editor – Übertragung der Datei an die Maschinensteuerung – oder direkt am Steuerungsrechner der Maschine

• Vorteil: alle verbreiteten Steuerungen verfügen über Eingabehilfen, die bei der Programmierung der Wegpunkte auf korrekte Syntax und korrekte Grammatik des Steuerprogramms prüfen

• Vermeidung unnötiger Iterationsschleifen zur Fehlervermeidung

• Werkzeugwege müssen Werkstücknullpunkte anhand der bereitgestellten Zeichnung und Produktunterlagen selbst berechnet werden

• Lediglich Werkzeugradius kann von der Maschinensteuerung berücksichtigt werden

• Freiformflächen sind meist nur zeitaufwändig programmierbar

• Großes Fehlerpotential aufgrund manueller Verfahren wie falsches Vorzeichen oder Verschiebung der Kommastelle

• Bei komplexen Bauteilen werden Prototypen aus leicht zu zerspanenden Modellwerkstoff gefräst

• Unterstützung bei Kostenplanung

• Betriebsmittelbeschaffung

• Kapazitätsplanung

• Festlegung der Bearbeitungsebene

• Nullpunktverschiebung

• Festlegen, ob inkrementale oder absolute Maßangabe

• Technologiedaten

• Werkzeugbahnkorrektur

• Abfahren der Koordinaten/ Geometrie

• Werkzeugwechsel

Ohne: Bezug auf den Maschinennullpunkt

• Wird durchgeführt, um auch unabhängig von einer späteren Werkzeugspannung programmieren zu können

• Beschreibung der Wegbedingungen bezogen auf einen (oder auch mehreren) Werkstücknullpunkte

• Vor der Bearbeitung muss die Lage der Werkstücknullpunkte als Nullpunktverschiebung angegeben werden

  • Mithilfe von Messtastern

• Wegbefehle eines NC-Programmes beschreiben die Bahn des Fräsermittelpunkts

• Um gewünschte Geometrie zu fertigen, muss das jeweilige Werkzeug, in Abhängigkeit vom Fräserdurchmesser auf einer Äquidistanten entlang der Kontur geführt werden

• Programmieren der Kontur und mitteilen der Abmessungen des Fräswerkzeuges an Steuerung → G-Befehle

• Wegpunkte werden vom CAM-System aus einer oder mehreren Kurven hergeleitet

  • Unterteilt selbstständig die kontinuierliche Repräsentation in diskrete Stützpunkte, die als NC-Sätze ausgegeben werden

  • Hinzufügen von Anfahr- und Zustellbewegungen und weiteren Maschinenanweisungen

• Berechnung der Werkzeugwege erfolgt aus geometrischer Sicht ohne Berücksichtigung einer bestimmten Werkzeuggeometrie

• Einziger Einfluss: Kurvenzüge

• Eingangsinformation: Geometrie des Werkzeuges und die zu erzeugende Bauteilgeometrie, Informationen zur korrekten Parametrierung des Prozesses (Vorschübe, Drehzahl)

• Geometrische Berechnung erfolgt in einem mehrstufigen Prozess

  • Generierung der Werkzeugberührpunkte

  • Anschließend Werkzeugposition

  • Ergänzung Anfahr-, Zustell- und Abfahrbewegung

• Geometrie des Bauteils hängt nicht nur von gestaltgeometrischen Daten der beteiligten Körper ab, sondern auch von Prozessparametern

Umwandlung der Werkzeugwege, die zu diesem Zeitpunkt in allgemeiner Form als CL-Data vorliegen, in maschinenlesbare (maschinenspezifische) NC-Sätze

• Parameter, die einen Einfluss auf die berechneten Werkzeugwege haben:

  • Seitliche Zustellung

  • Tiefenzustellung

  • Anfahrabstand

  • Abfahrabstand

• Bei Änderung muss eine Neuberechnung durchgeführt werden

• Parameter, die keinen Einfluss auf die Geometrie der berechnete Werkzeugwege haben:

  • Arbeitsvorschub

  • Spindeldrehzahl

  • Eilganggeschwindigkeit

• Können noch im Nachhinein geändert werden und erfordern lediglich einen erneuten Postprozessorlauf

Schruppvorgang: Abtragen eines großen Materialvolumens und Annäherung an die Sollkontur

• Zylinderschaft- oder Torusfräser – ermöglichen hohe Zerspanraten

Schlichtvorgang: Erzeugung der endgültigen Kontur des Werkstücks

• Ziel: möglichst hohe Maßgenauigkeit bei gleichzeitig guter Oberflächenqualität

• Kugelfräser

• Fertigungszeit

• Oberflächenqualität

• Fertigungsstückkosten

• Sicherheit bei der Bearbeitung

• Werkzuegverschleiß

• Gleichbleibende konstante Kräfte während des Prozesses

• Größtmöglicher Vorschub

• Verkürzung der Fertigungszeit

• Minimierung des Werkzeugbruchrisikos

• Minimierung des Kollisionsrisikos

• Verbesserung der Werkstückqualität