FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR PRODUKTIONSTECHNOLOGIE IPT CAX-TECHNOLOGIEN. Unsere Partner

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1 FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR PRODUKTIONSTECHNOLOGIE IPT CAX-TECHNOLOGIEN Unsere Partner

2 CAD-System CAM-System Postprozessor Maschine Komponente Maschinenunabhängiger NC-Code NC-Programm für spezifische Maschine CAx-Prozesskette CAQ-Management Simulationssoftware DURCHGÄNGIGE CAX-PROZESSKETTEN ZUR FERTIGUNG UND REPARATUR Die Fertigung und Reparatur von Bauteilen für den Werkzeug- und Formenbau, den Turbomaschinenbau und die optische Industrie erfordern eine Abfolge autonomer Prozesse. Üblicherweise finden die einzelnen Bearbeitungsprozesse auf unterschiedlichen Maschinenanlagen statt. Die Fertigungsdaten liegen dazu oft in unterschiedlichen Formaten oder Versionen vor. Als Ergebnis aus dieser Diskrepanz weisen die Zwischen- und Endprodukte Fehler auf, sind gänzlich unbrauchbar oder von minderer Qualität. Aufwändige Nachbearbeitungen oder Bauteilverlust durch Ausschuss sind die Folge. Dabei bergen heutige Maschinensysteme ein enormes Potenzial zur Integration und Automatisierung. Das Fraunhofer IPT hat deshalb ein Konzept entwickelt, mit dem sich einheitliche Datenmodelle definieren und prozesskettenübergreifend implementieren lassen, um den verlust- und fehlerbehafteten Datentransfer zu vermeiden. Entwicklung durchgängiger CAx-Prozessketten Durchgängige computerunterstützte Fertigungs- und Reparaturprozessketten auf Basis eigenentwickelter CAx-Software Abbildung einzelner Bearbeitungsschritte der Fertigung und Reparatur durch flexible aufgabenindividuelle Softwaremodule Durchgängiger Datenfluss innerhalb der Prozessketten durch die einheitliche Softwareumgebung»CAx-Framework«Prozessketten mit umfassender CAx-Funktionalität Softwaremodule zur CAM-Planung unterstützt durch simulationsbasierte Kollisionsprüfung Simulationsmodule für Maschine, Roboter und Koordinatenmessgerät unter Berücksichtigung der individuellen Eigenschaften der Anlage und der CNC-Steuerung Technologiedatenbanken mit umfassenden Informationen zu Prozessparametern, Strategien und Maschineneigenschaften Unsere Abteilung»CAx-Technologien«entwickelt und optimiert CAx-Prozessketten für den Werkzeug- und Formenbau, die Energie- und Luftfahrtindustrie sowie für die Optikbranche. Wir erarbeiten Lösungen zur Erweiterung und Optimierung einzelner Prozesse und gesamter Prozessketten. Anhand bewährter Modellierungs- und Bewertungsmethoden legen wir neue und bestehende Prozesse und Prozessketten effizient und praxisnah aus. In Zusammenarbeit mit unseren Aachener Entwicklungspartnern Moduleworks GmbH und Aixpath GmbH bieten wir umfassende Softwarelösungen, die wir auf Wunsch in beliebige Softwaresysteme einbinden.

3 SPEZIALISIERTE CAX-MODULE Für integrative Fertigungs- und Reparatur-Prozessketten entwickeln wir simulationsunterstützte CAM- Module, die für maschinen- und roboterbasierte Prozesse unserer Kunden spezialisiert sind. Ähnlich dem Baukastenprinzip lassen sich verschiedene CAx-Module, beispielsweise zur Feinbearbeitung, Hochleistungszerspanung oder auch Laserbearbeitung und Messtechnik, zu ganzheitlichen Prozessketten kombinieren. Weitere Spezialanforderungen nehmen wir gerne als neue Herausforderung an. Entwicklung spezialisierter CAx-Module Simulationsunterstützte Planung der Werkzeugbahnen, abgestimmt auf optimale Prozessbedingungen und kollisionsfreie Werkzeugwege Rückführung der Ergebnisse aus der simulationsunterstützten Verifizierung in die Optimierung der CAM-Module und Prozesse Schnelle Umsetzung anspruchsvoller Fertigungsprozesse und komplexer Prozessketten nach Kundenwunsch Spezialisierte CAx-Module für mehrachsige Prozesse Geometriedatenerfassung im Koordinatenmessgerät oder mit maschinenintegrierter Sensorik Automatisierte Analyse und Aufbereitung von Messdaten für Folgeprozesse Fräsbearbeitung einschließlich Entwicklung und Implementierung innovativer Strategien Feinbearbeitung mittels Roboter oder Werkzeugmaschinen Polieren komplexer freigeformter Oberflächen Laserauftragschweißen zur Reparatur von Bauteilen Laserhärten und -legieren betriebsbeanspruchter Funktionsoberflächen Laserstrukturieren zur Funktionalisierung von Oberflächen Wir bieten die Entwicklung kundenindividueller Softwaremodule gemäß den speziellen Anforderungen an Ihren Prozess. Implementierung bewährter und neuer Bearbeitungsstrategien Einbindung der spezialisierten Softwaremodule in die eigens zu diesem Zweck entwickelte Softwareplattform»CAx- Framework«Durchgängiges Datenkonzept, das sich in der einheitlichen Benutzeroberfläche der einzelnen Module widerspiegelt CAx-Module als autonome Stand-Alone-Applikationen oder auch nahtlos eingebunden in gängige CAx-Systeme wie Siemens PLM Software NX u. a.

4 HPS (blade front face) Blade edge BLISK Annulus BLISK hub Blade Blade edge LPS (blade back face) Blend (fillets) Durchgängige CAx-Prozessketten zur Fertigung und Reparatur CAM-Module für Geometriedatenerfassung CAM-Module für Fräsen, Schleifen, Polieren»CAx-Framework«CAM-Module für Laserauftragschweißen, Laserstrukturieren Technologiedatenbanken Maschinensimulation Werkzeugbahnplanung Prozesssimulation Systemkomponenten Standard CAD/CAM-Systeme Fraunhofer IPT CAx-Kernbibliotheken ModuleWorks- Kernbibliotheken»CAX-FRAMEWORK«ZUR INTEGRATION DER CAX-MODULE Unser»CAx-Framework«als flexible Softwareumgebung unterstützt die Entwicklung und Implementierung spezialisierter Softwaremodule. Die flexible Plattform bietet grundlegende Methoden und Algorithmen zur Planung der jeweiligen Werkzeugwege mit angepassten Prozessparametern. Darüber hinaus stellt das Framework sicher, dass der Informationsaustausch zwischen den Prozessen ebenso reibungslos abläuft wie die Interaktion mit dem Anwender. Integrative Softwareumgebung»CAx-Framework«als Softwareplattform zur Integration und Kollaboration von Softwaremodulen in durchgängigen CAx-Prozessketten Sichere CAM-Planung dank umfassender Prozess- und Technologiedatenbanken und Ad-hoc-Feedback vom System Zugriff auf Technologiedatenbanken mit allen erforderlichen Prozess- und Maschineninformationen Nutzung von Simulationswerkzeugen zur Überprüfung der CAM-Strategien Intuitive grafische Benutzeroberfläche und interaktive Benutzerführung während der Einstellung der Prozessparameter und Strategien Das»CAx-Framework«integriert die einzelnen CAx-Module und sichert einen durchgängigen Datenfluss innerhalb komplexer Prozessketten. Die Softwareplattform ist verknüpft mit den Prozess- und Technologiedatenbanken, die durch die XML-basierte Darstellung leicht aktualisiert und erweitert werden können. Das»CAx-Framework«bietet umfassende Schnittstellen zur Anbindung an gängige CAD/CAM-Systeme. Die Bearbeitungsdaten können in standardisierten NC- Zwischenformaten generiert und mit dem integrierten Postprozessor in alle gängigen NC-Formate konvertiert werden. Flexible Entwicklungsplattform Flexible Softwareumgebung zur Entwicklung spezialisierter CAM-Module Entwicklung neuer CAM-Strategien und Prüfung durch Simulation Simulationsmodule für beliebige Maschinen, Roboter und Koordinatenmessgeräte

5 ASSEMBLY TECHNOLOGY»NCPROFILER«ANALYSE UND OPTIMIERUNG VON NC-DATEN Mit der Software»NCProfiler«des Fraunhofer IPT lassen sich NC-Daten analysieren, um kritische Bereiche des Werkzeugweges zu ermitteln und hinsichtlich der dynamischen Eigenschaften der CNC-Maschine zu optimieren. Fehler aus der CAx-Kette wie unstetige Flächenübergänge in CAD-Modellen, Werkzeugorientierungsfehler bei Linearinterpolation und fehlerhafte NC-Postprozessor-Ausgaben werden mit geringem Aufwand aufgedeckt und behoben.»ncprofiler«als Optimierungswerkzeug für NC-Daten Ermittlung kritischer Bereiche des Werkzeugweges Optimierung von NC-Daten hinsichtlich der dynamischen Eigenschaften der jeweiligen CNC-Maschine Ermittlung optimaler Prozessbedingungen und kollisionsfreier Werkzeugbewegungen auf dem Werkstück Höhere Fertigungseffizienz bei gleichzeitigem Einhalten der programmierten Prozessparameter Vermeidung unkontrollierbarer Eingriffe der Steuerung in kritische Prozessbereiche Ihre Vorteile durch die Software»NCProfiler«Prozesskettenauslegung und -optimierung unter Berücksichtigung der verwendeten Maschinen- und CNC-Steuerungstypen Programmierung, Simulation, Analyse und Optimierung von NC-Daten Generierung von Bearbeitungsdaten in allen gängigen NC- Formaten, z. B. Heidenhain itnc, Sinumerik 840D, ISO-NC, Siemens PLM Software CLS, CATIA APT und in anderen Dialekten Investitionsberatung hinsichtlich der CAx-Systemkette Erschließung dynamischer Potenziale Ihrer NC-Maschinen und Optimierung der NC-Programme Optimierte Werkzeugwege durch innovative Interpolationsmethoden, welche die Maschinenachsdynamik berücksichtigen Bessere Oberflächenqualität und Formgenauigkeit bei gleichzeitig kürzerer Fertigungsdauer Höhere Prozessstabilität bei der Zerspanung und deutlich weniger Nachbearbeitungsschritte Maschinenschonende und hochqualitative Fertigung durch vorschubadaptive Regelung der Spindeldrehzahl Umfassende Postprozessorfunktionalität für verschiedene Maschinentypen

6 Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT Steinbachstraße Aachen Telefon Fax Ansprechpartner Dipl. Wirt.-Ing. Pascal Schug Telefon Fax Dr. rer.nat. Thomas Bobek Telefon Fax

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