CNC. CNC & CAD/CAM Aus- & Weiterbildung in Schule & Betrieb MATHEMATISCH TECHNISCHE SOFTWARE-ENTWICKLUNG GMBH

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1 CNC & CAD/CAM Aus- & Weiterbildung in Schule & Betrieb CNC TOPTURN TOPMILL TOPCAM Komplettbearbeitung Drehen Fräsen MATHEMATISCH TECHNISCHE SOFTWARE-ENTWICKLUNG GMBH

2 TOPTURN TOPMILL TOPCAM Software, Lehr- und Lernmittel für die Ausbildung in der Metall-, Kunststoff- und Holzbearbeitung MTS entwickelt seit mehr als 20 Jahren Software für technische Anwendungen sowie speziell CNC-Werkstattprogrammier-, CAD/ CAM- und CNC-Simulationssysteme für Drehund Fräsbearbeitungszentren. Die CNC-Simulatoren TOPTURN und TOPMILL sowie das integrierte CAD- und NC-Programmiersystem TOPCAM finden ihren Einsatz neben der Fertigung in der gewerblich technischen Erstausbildung in Berufsschulen und Betrieben Erwachsenenweiterbildung und Umschulung in betrieblichen und überbetrieblichen Ausbildungsstätten Techniker- und Ingenieurausbildung an Fachhochschulen und Technischen Universitäten. Didaktische Konzeption der CNC-Simulatoren TOPTURN und TOPMILL Die modernen CNC-Technologien setzen eine innovative mit der technischen Entwicklung schritthaltende Ausbildung voraus. Als wichtigste Anforderungen sollte eine Ausbildungssoftware selbständiges Lernen und Arbeiten fördern, die Anpassung an unterschiedliche Lernniveaus ermöglichen, eine herstellerneutrale CNC-Ausbildung auf der Grundlage der entsprechenden DIN/ISO- Vorschriften unter Einbeziehung von Zyklen und Konturzügen gewährleisten, einen hohen Bedienungskomfort anbieten, der der Handhabung der Werkzeugmaschinen und Steuerungen weitgehend entspricht, die Systemoffenheit zur Integration beliebiger CNC-Werkzeugmaschinen in das Ausbildungskonzept bieten, die Möglichkeit zum Transfer des Gelernten in eine CNC-steuerungsspezifische Umgebung geben. Die didaktische Konzeption der MTS-CNC-Simulatoren läßt sich so auf eine einfache Formel bringen: Arbeiten am CNC-Simulator wie an einer richtigen Maschine Dies geschieht durch Einbeziehung der vorbereitenden und planerischen Fähigkeiten in die Simulation sowie aller Einrichtetätigkeiten, wie Bestimmung der Werkstückgröße, der Werkstückspannung, dem Festlegen des Werkstücknullpunktes, dem Auswählen und gegebenenfalls dem Zusammensetzen der Werkzeuge und schließlich der Revolver-/Magazinbestückung. Die Priorität liegt dabei auf selbständigem, handlungsorientierten Arbeiten in allen Lernphasen. Diese Arbeitsweise wird durch die als optionale Software-Erweiterung zur Verfügung stehende Simulation in virtueller 3D-Realität mit 3D-Kollisionsbetrachtungen in optimaler Weise unterstützt. 2

3 TOPTURN beschreibt eine Drehmaschine mit konfigurierbaren Werkzeugrevolvern, die optional mit angetriebenen Fräswerkzeugen (Zusatzachsen C, Y, B) und einer Gegenspindel für die Komplettbearbeitung (Zusatzachsen Z2, C2) ausgestattet werden kann. TOPMILL beschreibt eine 3-Achsen-Vertikalfräsmaschine mit einem konfigurierbaren Werkzeugwechsler in den Varianten Werkzeugmagazin und Doppelarmgreifer oder Pick-Up-Magazin. Im Einrichtebetrieb müssen die CNC- Simulatoren wie die reale Maschine eingerichtet werden. Dies wird durch eine Werkzeug- und Spannmittelverwaltung unterstützt. Es können aber auch ganze Einrichtezustände zu einer Aufgabenstellung vom Lehrenden in einem Einrichteblatt vorgegeben werden. Die NC-Programmierung erfolgt über verschiedene Werkstattprogrammiermethoden zwischen denen der Lernende beim Programmieren je nach Aufgabenstellung beliebig wechseln kann: NC-Editor Interaktive Programmierung Geometrie-Editor Teach-In-Betrieb Dialogprogrammierung Der Automatikbetrieb gestattet die Simulation von NC-Programmen wahlweise in einer 2D-Darstellung in Werkstückschnitten oder optional in der virtuellen Realität einer 3D-Maschinenraum- und 3D-Abtragssimulation. Dabei finden Kollisionsbetrachtungen mit allen Komponenten des Maschinenraumes statt. Weiter gibt es eine Anzeige der Verfahrwege für Abschnitte oder das ganze NC- Programm. Die Qualitätskontrolle kann durch das exakte Bemaßen der Schnitte des durch die Simulation gefertigten Dreh- oder Fräswerkstückes in das Ausbildungskonzept einbezogen werden. Speziell für den Unterricht in Berufsschulen wurde das Softwaremodul SIM- START entwickelt, das dem Schüler einen schnellen Systemeinstieg bis hin zur Programmieraufgabenstellung der jeweiligen Unterrichtseinheit ermöglicht. Im Netzwerkbetrieb ermöglicht die Software eine individuelle Verwaltung der Schulungsteilnehmer. 3

4 Die Dialogprogrammierung erlaubt die einfache Eingabe komplexer Bearbeitungsschritte, indem ein oder mehrere zusammenhängende Eingabeformulare mit graphischer Unterstützung ausgefüllt werden. Eine Überprüfung der Eingaben erfolgt auf Zulässigkeit der Eingabekombinationen, der Wertebereiche und auf Alternativen mit logischen Verknüpfungen. Diese Programmierung steht für alle CNC-Steuerungen durch die universelle Anpassbarkeit der CNC-Simulatoren an die verschiedensten CNC-Steuerungen und Werkzeugmaschinen zur Verfügung. Somit können mit unserer Software auch die unterschiedlichen methodischen Konzepte einer CNC-steuerungsneutralen und CNC-steuerungsspezifischen Ausbildung in allen Steuerungssprachen (DIN-Dialekte oder Klartextsprachen) realisiert werden. Dabei können insbesondere auch ältere Steuerungen (wie z.b. Contur 2, Dialog 4, TNC 151/155, Sinumerik 3T, EPL 1/2, TX8) mit einbezogen werden. Postprozessoren mit Zyklenunterstützung setzen die vom Programmiersystem erzeugten steuerungsneutralen Programme im PAL*- oder MTS-Programmierschlüssel* in steuerungsidentische Programme um. Von der Zeichnung zum fertigen Teil: TOPCAM - CAD/CAM-System für Ausbildung und Produktion Das integrierte CAD- und NC-Programmiersystem TOPCAM beinhaltet die Funktionen eines vollwertigen 2D-CAD-Systems und eines komfortablen NC-Programmiersystems für 2½D-Fräsen und Drehkomplettbearbeitung. Das CAD-System verfügt über leistungsstarke Funktionen zur Erstellung, Änderung und Dokumentation von Konstruktionszeichnungen. Für die Geometrieübergabe zu und von anderen CAD-Systemen wird der DXF-Standard verwendet. Das NC-Programmiersystem ermöglicht die automatische Erzeugung von NC-Programmen unter Verwendung von Konturzügen und aller gängigen Arbeitszyklen. In einem einfachen graphisch-interaktiven Dialog lassen sich neben NC-Programmen für konventionelle Bearbeitungen auch solche für die Nutzung angetriebener Werkzeuge sowie einer Gegenspindel (mit jeweils 5-Achsen bei der Haupt- und Gegenspindelbear-beitung) automatisch erzeugen. Für die Holzbearbeitung stehen spezielle Funktionen wie z.b. gleitendes Eintauchen zur Verfügung. 4

5 PAL*-Prüfungssteuerung Der Prüfungsbestandteil "Erstellen eines NC-Programmes" wird bundesweit mit der PAL*-Prüfungssteuerung durchgeführt, die in dem herstellerneutralen PAL-Programmierschlüssel* programmiert wird. Auf diesen einfachen Programmierschlüssel können die MTS-CNC-Simulatoren eingestellt werden und bieten damit auch deren Zusatzfunktionen wie Bemaßen des Werkstückes, Kollisionskontrolle und 3D-Visualisierung. Alle Programmierverfahren stehen in der Lernphase als Ergänzung zur Verfügung, insbesondere die interaktive Programmierung und eine PAL-Dialogprogrammierung. Mit dem Ausbilderprogrammmodul ist es möglich Lückentextprogramme selbst zu erzeugen. Dabei kann auch auf eine umfangreiche Aufgabensammlung zurückgegriffen werden. Speziell entwickelt wurde ein NC-Spalteneditor für die Lückentexteingabe im PAL-Spaltenformat und ein PAL-Postprozessor. Der PAL- Postprozessor setzt die in der PAL-Befehlscodierung geschriebenen NC- Programme in den Programmierschlüssel einer beliebigen Zielsteuerung um. Die PAL-Zyklen werden dabei in die Zyklen der Zielsteuerung - sofern vorhanden - umgesetzt. Sie sind damit in der Lage die PAL- Programme auf beliebigen CNC-Drehoder -Fräsmaschinen abzufahren. TOPMILL für die Holz und Kunststoffbearbeitung Es werden die speziellen Technologien für die CNC-Holzbearbeitung unterstützt. So werden in der Werkzeugverwaltung andere Gruppenbezeichnungen für die Werkzeuge verwendet, und zusätzlich stehen Konkav- und Kistengriffräser zur Verfügung. Vakuumspannplatten werden anstelle von Magnetplatten als Spannelemente eingesetzt. Mit dem MTS-Übertragungsprogramm können die mit den CNC- Simulatoren oder mir TOPCAM erzeugten steuerungsidentischen Programme einfach und schnell an jede CNC-Maschinensteuerung übertragen werden. * PAL Prüfungsaufgaben- und Lehrmittelentwicklungsstelle IHK Mittlerer Neckar * Programmierschlüssel Unter dem Programmierschlüssel einer CNC- Steuerung (man verwendet dafür auch die Bezeichnungen Befehlscodierung oder Steuerungssyntax) versteht man erstens die Festlegung der mit dieser Steuerung möglichen Programmierfunktionen nach DIN66025 mit den steuerungsspezifischen Abweichungen von der Norm und zweitens die Festlegung der steuerungsspezifischen Erweiterungen um Zyklen, Konturzüge, usw. oder auch die inhaltliche Festlegung einer nicht DIN-orientierten Klartextsprache. 5

6 Seit über 20 Jahren hat sich MTS auf die Entwicklung von CAD/CAM- und CNC-Software für den Einsatz in der Fertigung und Ausbildung spezialisiert. Tel.: Fax: Im Bereich der Fertigung zählen auch namhafte CNC-Steuerungshersteller und Werkzeugmaschinenhersteller zu unseren Kunden. In der beruflichen Ausbildung haben wir in den achtziger Jahren in enger Kooperation mit dem Bundesinsitut für Berufsbildung (BIBB) die zukunftsweisende methodisch-didaktische Konzeption der Werkstattprogrammierplätze TOPTURN und TOPMILL entworfen, die bis heute ihre Aktualität behalten hat. Durch die gewaltigen Leistungssteigerungen der PCs hat sie in der graphischen Oberfläche und dem Benutzerdialog Erweiterungen erfahren. Seit Anfang der neunziger Jahre bieten wir neben der Softwaredokumentation auch Schulungsunterlagen, Einstiege in die Software und Übungsaufgaben an und führen für unsere Kunden Ausbilderqualifizierungskurse durch. Regelmäßig führt unser Schulungszentum in Berlin einwöchige Seminare zu den folgenden Themenbereichen durch: Grundlagenseminar Einführung in die CNC-Programmierung Grundlagenseminar CNC-Drehen und -Fräsen mit TOPTURN und TOPMILL Aufbauseminar CNC-Drehen Aufbauseminar CNC-Drehen-Komplettbearbeitung mit angetriebenen Werkzeugen Aufbauseminar CNC-Fräsen Aufbauseminar Parameterprogrammierung Grundlagenseminar CAD/CAM mit TOPCAM Aufbauseminar CAD/CAM - Komplettbearbeitung Unseren Softwareanwendern bieten wir darüber hinaus einen umfangreichen Service an: Entwicklung und Bereitstellung von Curricula, Lehr- und Lernmaterialien Einführungs- und Aufbauseminare beim Kunden Hotline- und service Softwareupdates bzw. Softwarewartung Systemvoraussetzungen Die Software ist lauffähig unter den Betriebssystemen WINDOWS 95/98/NT/ME/2000/XP als Einzelplatz- oder Netzwerkversion. Für die 2D-CNC-Simulation sind 64 MB Hauptspeicher ausreichend. Für die optionale 3D-Simulation sollten 128 MB Hauptspeicher, ein leistungsfähiger Prozessor und eine leistungsfähige Graphikkarte zur Verfügung stehen. 6

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