TopMill TopTurn. Werkstattprogrammierung & Simulation der Mehrseiten- & Komplettbearbeitung für alle CNC-Steuerungen

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1 MeKaMS MillTurnSim TopCAM TopCAT Werkstattprogrammierung & Simulation der Mehrseiten- & Komplettbearbeitung für alle CNC-Steuerungen

2 2 Werkstattprogrammierung der Mehrseiten- und Komplettbearbeitung mit & für jede CNC-Steuerung Mehrseiten- und Komplettbearbeitung mit & für jede CNC-Steuerung CNC-steuerungsspezifische Programmierverfahren, mit denen ausgehend von einer Werkstattzeichnung NC-Programme dialoggeführt unter Verwendung von graphischen Hilfen in dem DIN-NC-Dialekt oder einer Klartextsprache einer CNC-Steuerung erstellt werden, werden wegen ihres vorwiegenden Einsatzortes Werkstattprogrammierverfahren genannt. und gestatten die Programmierung einer umfassenden 2½ D-Fräsbearbeitung in beliebigen Bearbeitungsebenen mit bis zu 5-achsigen Bearbeitungszentren (Fräsen Achsen X Y Z & A B C, Drehen Z X & C Y B und Gegenspindel) sowie zusätzlich die 2-Achs-Drehbearbeitung mit allen Drehbearbeitungszyklen. Die Programmierung der einkanaligen Drehbearbeitungszentren kann mit dem MTS-Softwareprodukt Mekams auf mehrkanalige Maschinen umgesetzt werden. Die NC-Sprache der Werkstattprogrammierung von und kann auf jeden DIN/ISO-NC-Dialekt oder eine sogenannte Klartextsprache eingestellt und die Dialogführung mit den graphischen Hilfen entsprechend angepasst werden (in den Demoversionen - Internet-Download unter findet man dazu hinreichend viele Beispiele). CAD-Daten können über eine Schnittstelle eingeladen werden. Für diese Anpassung wird jeweils eine CNC-Steuerungs-Befehlcodierung aktiviert, welche die Programmierbefehle dieser Steuerung auf die intern vorhandenen sehr leistungsfähigen Verfahrbefehle und Bearbeitungszyklen abbildet. Unsere Standard-Befehlscodierungen bilden die normierten Wegbefehle nach DIN66025 und weitergehend fast alle Bearbeitungszyklen einer Steuerung nach. Eine sehr maschinennahe Anpassung (z.b. unter Einbeziehung von internen Abläufen bei Werkzeugwechsel-Makros oder der Gegenspindelübernahme) bedarf einer gesonderten, aber für alle Maschinentypen möglichen Befehlscodierungs-Erweiterung. Insbesondere steht für die CNC-Ausbildung die neue PAL2007-Prüfungssteuerung mit der 5-achsigen Mehrseitenbearbeitung für Drehen und Fräsen zur Verfügung. Eine weitere Besonderheit von und ist die integrierte MTS-Maschinenraum- und Materialabtragssimulation MillTurnSim, die während der gesamten Programmierphase aktiv mitläuft und neben der Kollisionsüberwachung auch genaue Fertigungszeiten unter Einbeziehung der maschinenspezifisch konfigurierten Achsbeschleunigungswerte, Ruckbegrenzungen, maximalen Geschwindigkeiten und Werkzeugwechselzeiten berechnet. Dabei steht wahlweise eine 3D-Simulation des gesamten Maschinenraumes oder eine schematische 2D-Werkstück-Bearbeitungssimulation in Werkstück-Ansichten und -Schnitten zur Verfügung. Die Simulationsfenster-Ausschnitte können mit den üblichen Navigationsfunktionen (Zoom, Drehen, Verschieben, usw.) verändert, Teile der Maschine können ausgeblendet und bei Innenbearbeitungen kann das Werkstück aufgeschnitten werden. Optional kann eine Kantendarstellung des Werkstückes eingeblendet werden. Die Werkstückflächen können mit einer dem Werkzeug oder dem Material zugeordeten Farbe gekennzeichnet werden.

3 3 Für die Qualitätskontrolle kann das gefertigte Werkstück in Werkstückschnitten exakt vermessen werden, um z. B. Programmierfehler oder werkzeugbedingte Werkstückmaßabweichungen festzustellen. Ein Rauhtiefenrechner steht für die vorschubabhängige werkzeugspezifische Kontrolle der Oberflächengüte oder zur Berechnung des geforderten Vorschubs zur Verfügung. Die Kollisionsüberwachung stellt an die Simulation hohe Anforderungen und ist auch nur dann sinnvoll zu verwenden, wenn die Maschinenobjekte mit dem höchsten Kollisionsrisiko geometrisch genau erfasst werden können. Diese Genauigkeitsforderungen betreffen die Werkzeuge, die Spannmittel und vor allem das Werkstück in seinem jeweiligen Bearbeitungszustand, der sich durch den Materialabtrag bei der Bearbeitung kontinuierlich verändert. Die für die NC-Programmsimulation notwendigen Werkzeuge und Spannmittel werden von dem universellen Werkzeug- und Spannmittel-Verwaltungssystem TopCAT (computer aided tooling) bereitgestellt, das individuelle Erweiterungen durch den Anwender zulässt. Für die Maschinenraumsimulation konkreter Werkzeugmaschinen können auch Maschinenkomponenten für den Zusammenbau mit aufgenommen werden. Neben der NC-Programmierung können und auch zur Simulation extern erstellter NC-Programme in vorhandenen Befehlscodierungen verwendet werden. Die Werkstattprogrammiersysteme und ToMill unterscheiden die drei Maschinenbetriebsarten: Einrichten Programmieren Automatiklauf ergänzt durch die Funktionen der Qualitätskontrolle - Vermessen des Werkstückes in Werkstückschnitten - 3D-Werkstückausschnitte - 3D-Werkstück-Differenzdarstellungen - Rauhtiefen Vermessen Zur Qualitätsprüfung kann ein Werkstück jederzeit vermessen werden. In Abhängigkeit von dem angewählten Bemaßungslayout wird das Werkstück in mehreren beliebig liegenden Werkstückschnittflächen dargestellt. Die Lage einer Schnittfläche wird in den anderen jeweils durch eine Schnittlinie dargestellt, die mit der Maus verschoben und dabei auch auf einen bestimmten Punkt gesetzt werden kann. In einem weiteren Fenster wird die transparente 3D-Ansicht des Werkstückes wiedergegeben, in die die Werkstückschnittflächen in ihrer aktuellen Position eingeblendet sind. Zur visuellen Kontrolle kann das 3D-Werkstück aufgeschnitten werden. Für die Bemaßung oder zur Erstellung von Messprotokollen stehen unterschiedliche Funktionen (Bezugs-, Ketten-, Werkstückkoordinaten-, Konturelementbemaßung) zur Verfügung. Dabei kann die Auswahl der zu fangenden Punkte konfiguriert werden (Kontur-, Mittel-, Mitten-, Schnittpunkte, etc ). Zum Betrachten gibt es Navigations- und Zoomfunktionen.

4 4 Einrichten von und Schnelleinrichtdialog In einem einfachen Dialog wird das zu bearbeitende Werkstück mit den Spannmitteln und eine Werkzeugmagazinbelegung festgelegt. Neben den Standardrohteilen Quader, Zylinder, Rohr, N-Kant kann auch ein vorgefertigtes Werkstück aus einer Werkstückdatei oder dem Import im STL-Format mit Einspanntiefe, Ausrichtung und Position auf dem Maschinentisch vorgegeben werden. Als Standardspannmittel stehen Schraubstöcke und 2- bis 4-Backenfutter mit unterschiedlichen (Stufen- Prismen- und weiche) Backen sowie ein modulares Spannsystem zur Verfügung. Für die Werkzeugbelegung kann in TopCAT auf alle Standard-Werkzeugtypen in parametrierter Form (als Templates) zugegriffen werden. Mit der Auswahl der voreingestellten Werkzeuge werden auch die (verschiedenen) Korrekturwertdatensätze mit übernommen. Ist das geeignete Werkzeug nicht vorhanden, kann es einfach aus den Komponenten Aufnahme, Halter und Wendeplatte, bzw. Aufnahme, Spannzange und Bohrer/Fräser montiert und vermessen werden (s. TopCAT). Durch Vorgaben und Abmessungen der Spannmittel kann der Werkstücknullpunkt rechnerisch bestimmt werden. Da und im Einrichtbetrieb auch von Hand verfahren werden und dabei auch das Werkstück bearbeiten können, ist auch alternativ das Ankratzen zur Nullpunktfestlegung in den einzelnen Koordinatenachsen praxisgerecht möglich. Natürlich können und auch automatisch über ein Einrichtblatt im NC-Programmkopf eingerichtet (Simulation externer NC-Programme) und umgekehrt der Einrichtzustand in einem Einrichtblatt abgespeichert werden. Für dieses Einrichteblatt gibt es ein MTS-Einrichtformat mit Schlüsselbegriffen. Im Einrichtbetrieb können und somit wie eine reale Maschine eingerichtet werden. Dieser universelle Einrichtbetrieb erfüllt die Anforderungen der NC-Programmierung kombiniert mit den an der Praxis orientierten CNC-Ausbildungsanforderungen des selbständigen und handlungsorientierten Arbeitens.

5 5 Programmieren und können an die Befehlscodierung einer beliebigen CNC-Steuerung angepasst werden und verfügen über verschiedene Werkstattprogrammierverfahren, zwischen denen beim Programmieren je nach Aufgabenstellung und NC-Programmiererfahrung jederzeit gewechselt werden kann: Interaktive Programmierung NC-Editor Dialogprogrammierung Geometrie-Editor Teach-In-Betrieb In den ersten beiden Verfahren werden NC-Sätze vom Programmierer eingegeben, bei den restlichen werden die NC-Sätze aus Dialogeingaben automatisch erzeugt. Die Interaktive Programmierung kombiniert den NC-Editor mit dem Automatikbetrieb. Nach der Programmierung eines NC- Satzes oder eines Bearbeitungszyklus wird die entsprechende Bearbeitung in der Simulation ausgeführt. Der Programmierer kann nach jedem Satz entscheiden, ob er den Befehl korrigieren oder übernehmen möchte. Damit ist eine unmittelbare NC-Satzüberprüfung durch Simulation nach der Eingabe möglich, z.b. auf Kollisionen, da diese in der Simulation mit Programmhalt sofort angezeigt werden. Ein spezieller NC-Editor unterstützt die manuelle NC-Programmierung. Dabei können Syntaxfehler oder Bereichsüberschreitungen bereits während der Eingabe erkannt und angezeigt werden. Die Dialogprogrammierung erlaubt die einfache Eingabe komplexer Bearbeitungsschritte. Hierzu werden ein oder mehrere zusammenhängende Eingabeformulare mit graphischer Unterstützung ausgefüllt. Eine Überprüfung der Eingaben erfolgt auf Zulässigkeit der Eingabekombinationen, der Wertebereiche und auf Alternativen mit logischen Verknüpfungen. Mit der Dialogprogrammierung können NC-Programme in der zugehörigen Befehlscodierung erzeugt und verändert werden, ohne dass explizit NC-Sätze editiert werden müssen. Die Auswahl der Dialogschritte erfolgt ausgehend von der Übersicht der in einer Baumstruktur angeordneten Bearbeitungsfunktionen. Beispiel Dialogprogrammierung PAL Befehlscodierung Drehen & Fräsen Die Form, der Inhalt und die Funktion einer Dialogeingabe kann vom Anwender selbst verändert werden. Es können auch neue Eingabeformulare hinzugefügt werden, um z.b. anwender-spezifische Bearbeitungszyklen zu ergänzen.hervorzuheben ist, dass zu jeder Befehlscodierung von oder die Werkstattprogrammierung durch eine auf diese Befehlscodierung abgestimmte, graphisch unterstützte Dialogprogrammierung ergänzt werden kann. Da es möglich ist, die Befehlscodierung einer jeden CNC-Steuerung für oder nachzubilden, ergibt sich daraus als besondere Einsatzmöglichkeit, die Programmierung älterer CNC-Steuerungen in einem modernen, komfortablen Dialog.

6 6 Mit Hilfe des Geometrie-Editors können selbst komplexe Konturen einfach und ohne Berechnungen programmiert werden. Im Dialog werden die aus der Zeichnung bekannten Maße eingegeben und in Konturzugbefehle (Erweiterungen der DIN-Norm) umgewandelt. Die Übergangspunkte, Kreismittelpunkte, Verrundungen und Fasen werden dabei automatisch berechnet. Bei einer Fremdsteuerungs-Befehlscodierung, die keine Konturzugprogrammierung enthält, werden die Konturzüge automatisch in die entsprechenden DIN-Verfahrsätze aus Stecken (G1) und Kreisbögen (G2/G3) umgewandelt. Die effizienteste Art der Programmerstellung ergibt sich in der Kombination der Dialogprogrammierung mit dem Geometrie-Editor und dem interaktiven Programmieren, wobei der NC-Editor jederzeit zur Anzeige des erzeugten NC-Programms verwendet werden kann. Im Teach-In-Betrieb kann das Werkstück manuell bearbeitet werden. Die daraus resultierenden Verfahrbewegungen werden in die DIN-Befehle (G0 oder G1) umgewandelt und in das NC-Programm eingefügt. Die Bearbeitung erfolgt über die Richtungstasten oder das virtuelle Handrad. Eine Anwendung des Teach-In-Betriebes ist z.b. die Vorbearbeitung wie Planen oder Vorschruppen, um eine Kontur anschließend abfahren zu können. Automatiklauf und Simulation externer Programme Im Automatikbetrieb können NC-Programme durchgängig oder Satz für Satz in Echtzeit mit Override-Funktionen oder einem schnellen Testlauf simuliert werden. Voraussetzung für die Simulation externer Programme ist das Vorhandensein eines MTS-Einrichtblattes und eine Nachbildung der CNC-Befehlscodierung in dem verwendeten Umfang (siehe oben). Dabei wird eine Berechnung der Fertigungs-, Vorschub- und Werkzeugeinsatzzeiten sowie des zerspanten Werkstückvolumens durchgeführt. Die umfassenden Kollisionsüberwachungen zwischen allen festen und bewegten Komponenten des Maschinenraumes unterstützen das Einfahren von NC-Programmen insbesondere bei engen Arbeitsräumen, komplexen Spannsituationen oder kritischen Werkzeugbelegungen (Kollisionen mit Nachbarwerkzeugen, Kollisionen beim Bewegen der Dreh/Schwenkachsen). Die Qualität und Maßhaltigkeit des gefertigten Werkstückes kann zu jedem beliebigen Simulationszeitpunkt durch Unterbrechung mit den Funktionen Vermessen und graphische Kontrolle überprüft werden. Das MTS-CAD/CAM-System TopCAM verwendet und für eine erste NC-Programmausführung entweder in einem neutralen NC-Format vor oder nach einem Postprozessorlauf als Testmaschine (Bearbeitungszeiten, Kollisionsüberwachung).

7 7 Verfahrweganzeige Zur Analyse der Werkzeugbewegungen gibt es bei & eine Verfahrweganzeige in einer schematischen 2D-Darstellung oder in einer 3D-Darstellung, in die das Werkstück eingeblendet wird. Dabei werden die Verfahrwege in der eingestellten Werkzeugfarbe oder einer ausgewählten Farbzusammenstellung wiedergegeben. Die Anzeige der Verfahrwege kann auch selektiv nach einzelnen Werkzeugen oder Bearbeitungsebenen angewählt werden. Beim Anklicken eines Verfahrweges wird der erzeugende NC-Satz angezeigt. Rauhtiefenrechner Mit der Werkzeugschneidengeometrie und der Bearbeitungsrichtung bezüglich der Z-Achse werden beim Drehen mit dem Vorschub pro Umdrehung die Rauhtiefen Rmax, der Mittenrauhwert Ra und das mittlere Rauhtiefenaufmaß oder umgekehrt zu einer gegebenen Rauhtiefe der Vorschub berechnet. Beim Fräsen werden mit der Schneidengeometrie, dem Vorschub pro Schneide (Zahn) die Rauhtiefen Rmax und Ra der Berandungsflächen und mit der Bahnüberlappungsbreite die Profilquerschnitte maximaler Rauhtiefen Rmax, Rz und Ra der Bodenfläche in Bearbeitungsrichtung und senkrecht dazu für alle sich aus der Bahnüberlappungsbreite ergebenden unterschiedlichen Testflächen berechnet.

8 Über MTS MTS wurde 1980 in Berlin von Dr. Hans-Joachim Pfeiffer gegründet und hat als Unternehmensziel die Entwicklung von Software in technischen Anwendungen unter Verwendung mathematischer Methoden. Seit über 25 Jahren haben wir uns auf die Entwicklung von CAD/ CAM- und CNC-Software spezialisiert. Hauptschwerpunkte unserer Tätigkeiten sind einerseits die Softwarepakete Mekams, MillTurnSim, TopCAM, TopCAT,, und die das Ergebnis einer über 25-jährigen kontinuierlichen Weiterentwicklung repräsentieren und anderseits die projektbezogene Auftragsentwicklung. Diese besteht überwiegend aus umfangreichen Anpassungsarbeiten unserer Standardsoftware für namhafte Steuerungs- und Werkzeugmaschinenhersteller, z.b in den Projekten: CNC-Simulation Langdrehen (10 Achsen in 3 Kanälen mit Achsüberlagerungen) CNC-Simulation Drehkomplettbearbeitung (7 Achsen) Programmierung und Simulation von Mehrspindlern (24 und mehr Achsen in 8 Kanälen) Universelle Bearbeitungszyklen für die Dreh- und Fräsbearbeitung CNC-Simulation für 5 Achsen-Dreh- und Fräsbearbeitungszentren Einen weiteren bedeutenden Anteil an unserer Aktivitäten nehmen die im Zusammenhang mit unserer Softwareentwicklungen stehenden Schulungen der Anwender ein. Für unsere Standardsoftware führen wir regelmäßig Schulungskurse durch und unterhalten eine Telefon-Hotline. Systemvoraussetzungen Die Software ist lauffähig unter den Betriebssystemen WINDOWS 2000/XP/VISTA als Einzelplatz- oder Netzwerkversion. Für die 3D- Simulation sollte eine leistungsfähige Graphikkarte zur Verfügung stehen. Sie können unsere Software auch in den folgenden Sprachen bestellen: chinesisch (simplex & traditionell), deutsch, englisch, französisch, italienisch, kroatisch, polnisch, portugiesich, russisch, slowakisch, spanisch, thailändisch, tschechisch, türkisch, ungarisch und vietnamesisch.