CAM-Beispiele Anleitung

Transkript

1 zu den n Voraussetzungen Die Beispiele sind in einer Schritt-für-Schritt-Reihenfolge beginnend bei der Konstruktion in PICTURES BY PC aufgebaut. Dabei ist es nicht zwingend notwendig, daß der Benutzer alle CAD-Funktionen beherrscht, die Kenntnis grundlegender Funktionen ist jedoch von Vorteil. Konstruktionsprinzip in den Beispielen Vor Beginn jeder Konstruktion ist es wichtig, das beabsichtigte Ziel zu kennen. Soll eine normgerechte Zeichnung oder ein 3D-Modell entstehen oder ist die Konstruktion nur Mittel zum Zweck, um Bearbeitungsprogramme zu erstellen? In jedem dieser Fälle ist meist ein anderes Herangehen erforderlich. In den n gehen wir davon aus, nur die zur Teilebearbeitung benötigten Geometrien zu erstellen (Eine bemaßte komplette Zeichnung bzw. ein vollständiges 3D- Modell ist jedoch in jedem Fall ladbar). Daraus folgend, schließt sich die Überlegung an, ob das Teil mit 2D- oder 3D-Frässtrategien bzw. Bohren zu bearbeiten ist. Als 2D-Fräsen bezeichnen wir dabei simultanes Fräsen in 2 Achsen (meist X und Y) mit Zustellung in einer 3. Achse (meist Z). Typische Beispiele für 2D-Fräsen sind Taschen- und Nutenfräsen (ggf. auch bei Mehrseitenbearbeitung). Ist das Werkstück mit 2D-Fräsen und Bohren komplett bearbeitbar, sind als konstruktive Grundlage nur 2D-Geometrien erforderlich. Als 3D-Fräsen bezeichnen wir Fräsvorgänge, bei denen gleichzeitig in 3 Achsen verfahren wird. Ein typisches Beispiel dafür ist das Fräsen konkaver und konvexer Flächen im Formen- und Modellbau. Ist das Werkstück nur drei- oder mehrachsig bearbeitbar, müssen die entsprechenden Geometrien als 3D-Modelle erstellt werden. (Eine Ausnahme hiervon ist das Ausspitzen auf achsenparallelen Flächen.) In der Praxis besteht die effektivste Variante der Teilebearbeitung in vielen Fällen aus einer Mischform von 2D- und 3D-Bearbeitungen. Seite 1 von 6

2 Erklärung der Symbole in den Beispielen Die einzelnen Interaktionen (Mausklicks, Eingaben, etc.) werden verkürzt symbolhaft dargestellt. Folgende Symbole und Begriffe werden verwendet: erste Maustaste zweite Maustaste bei Rechtshändern die linke Maustaste bei Rechtshändern die rechte Maustaste POLYEND (Abbruch einer Funktion, z.b. Selektion) Taste <F6> oder Klick mit der zweiten Maustaste in das Ansichtsfenster Punktselektion numerisch, numerische Punkteingabe Durch Druck auf die Taste <N> während einer Punktselektion wird das numerische Eingabefeld geöffnet. Drückt man statt dessen auf die Tasten <X>, <Y>, <Z>, <L>, <W> oder <V>, steht der Cursor sofort im entsprechenden Eingabefeld. Z- und V-Koordinaten stehen nur bei 3D-Funktionen zur Verfügung. Bei Eingabe von Zahlenwerten ist darauf zu achten, daß Dezimalstellen mit einem Punkt. von den ganzzahligen Stellen getrennt werden, z.b Steht der Cursor in einem Eingabefeld, kann nach Druck auf die Leertaste ein mathematischer Ausdruck (Formel) eingegeben werden. Punkt: X,Y 2D-Punkt mit Angabe der Koordinaten, z.b. Punkt: 10,15 Punkt: X,Y,Z 3D-Punkt mit Angabe der Koordinaten, z.b. Punkt: 10,15,5 Klick mit der ersten Maustaste auf den entsprechenden Button Wegbeschreibung zu einem Button ausgehend von übergeordneten Menüs, Buttons nacheinander anklicken OK oder OKAY Bestätigung mit der ENTER-Taste oder Klick mit der ersten Maustaste auf die Schaltfläche <Übernehmen>/<OK> Selektion eines Rastpunktes eines Objektes (hier z.b. Mittelpunkt der Linie) Selektion eines Objektes ohne Rastung Seite 2 von 6

3 Prinzipielle 2D-Bearbeitungsstrategien: Kontur Das Bearbeitungsziel ist das Fertigen einer Kontur. Der Fräser fährt an der Kontur entlang, dabei können verschiedene An- und Abfahrgeometrien definiert werden. Bei der Kontur werden Lücken im angegebenen Abstand toleriert. Konturen können offen oder geschlossen sein (Beispiel Kurvenplatte). Tasche Bearbeitungsziel ist das Fertigen einer Tasche. Die Tasche ist eine geschlossene Kontur, die innen bearbeitet wird und selbst nicht durch das Werkzeug verletzt werden darf. Taschen können Inseln (geschlossene Konturen im Inneren der Tasche) enthalten. Offene Tasche Eine offene Tasche ist eine Kombination zweier Konturbearbeitungen. Zum einen gibt es eine Kontur, die bearbeitet werden soll und nicht verletzt werden darf. An deren Fuße soll jedoch zusätzlich eine Ebene (Terasse, Plateau) entstehen, deren Begrenzung durch eine weitere Außen- Kontur festgelegt wird. Zur Erzeugung sauberer Kanten muß die Außen- Kontur vom Werkzeug vollständig überfahren werden. Ausspitzen Das Restmaterial, welches bei Kontur- oder Taschenfräsen werkzeugbedingt in spitzen Ecken stehen bleibt, wird im Ausspitzvorgang mit einem Stichel beseitigt. Die Ausspitzbahnen werden automatisch so erzeugt, daß ggf. durch Anheben des Werkzeugs (3D!) die Kontur sauber herausgearbeitet wird. Mehrseiten-Bearbeitung 2D-Frässtrategien (z.b. Taschen und Konturen) lassen sich aus beliebigen Richtungen auf das Werkstück anwenden, sofern das die NC-Maschine zuläßt. Seite 3 von 6

4 Prinzipielle 3D-Bearbeitungsstrategien: Schruppen 3D Bearbeitungsziel ist die grobe (aber schnelle!), schichtweise Zerspanung eines Rohlings, um die 3D-Form in den Grundzügen zu erhalten. Dabei wird auf der Oberfläche des Teils etwas Material stehengelassen (Offset), daß durch Folgebearbeitungen (Schlichten) exakt bis zur Oberfläche weggeräumt wird. Bahnabstand, -richtung, Schichttiefe (Inkrement) und Bearbeitungsgenauigkeit sind in Hinblick auf eine Zeitoptimierung frei wählbar. Z-konstantes Schruppen 3D Bei dieser speziellen Art des Schruppens erfolgt die Bearbeitung nur in Z-konstanten Ebenen. Mit dieser Technologie kann das Eintauchen des Werkzeugs im Material vermieden werden (im Gesenk ggf. vorbohren). Die Geometrie der Werkzeugbahnen wird automatisch optimiert. Bahnabstand, Bearbeitungsrichtung (von innen oder außen), Bearbeitungsgenauigkeit (Zeit-optimierung!), Schichttiefe (Inkrement) und beim Eintauchen: Rampe oder Helix sind frei wählbar. Fräsen: 3D-Kontur Diese Bearbeitungsart gestattet das Abfahren beliebiger 3D- Konturen als Fräser-Mittelpunktsbahn. Dabei ist konstruktiv sicherzustellen, daß die 3D- Bahn die zulässige Eintauchtiefe in den Rohling nicht überschreitet. Seite 4 von 6

5 Schlichten 3D Beim Schlichten wird das vom Schruppen stehengelassene Material (Offset) beseitigt. Das Schlichten kann in mehreren Schritten mit beliebiger Genauigkeit erfolgen, wobei einzelne Flächen des zu bearbeitenden Teils ausgewählt (oder auch ausgeschlossen) werden können. Die Zuordnung der unterschiedlichen Schlicht-Strategien zu den bearbeitenden Flächen kann auch nach globalen Kriterien erfolgen, wie zum Beispiel: Flankensteilheit und Flächenneigung zur Bearbeitungsrichtung. Tangentiale Anfahrbedingungen (z.b. auf 3D-Freiformflächen!) verbessern die Oberflächenqualität des Werkstücks. Leitlinien- /Projektionsfräsen 3D Diese Technologie eignet sich zum zielgerichteten Schlichten bestimmter Bereiche, wobei entlang der, auf das Teil projezierten, 2D- oder 3D-Leitkurven gefräst wird. Die Bearbeitungsbreite (links und rechts von dieser Kurve) und der Bahnabstand ist einstellbar. Damit kann zum Beispiel Restmaterial in Hohlkehlen effektiv bearbeitet werden. Die Leitkurven können konstruktiv erzeugt oder aus der Geometrie des Teils entnommen werden. Projektion von 2½D-Technologien auf Freiformflächen Mit dieser Technologie können zuvor berechnete 2½D-Blöcke auf 3D-Flächen projeziert werden. Damit sind z.b. Gravuren und komplizierte Ausspitzvorgänge auf Freiformflächen schnell und einfach zu realisieren. Seite 5 von 6

6 Vor Beginn der Übung Vor Beginn jeder Übung sollte man sich davon überzeugen, daß das Programm in einem geeigneten Zustand ist. Dazu gehört z.b. das Rücksetzen eventuell eingestellter spezieller Farb- und Gruppenrastungen. Am einfachsten geschieht dies über das Laden der Standard- oder benutzerspezifischen Grundeinstellungen. Weiterhin ist darauf zu achten, daß der Button zu Erzeugung der 2,5D- Matrix deaktiviert ist. Farbrastung: Das Tool-Menü Farbrastung, das schnelles Einschränken der Rastung auf nur eine Farbe erlaubt, sollte auf dem Desktop erreichbar sein, z.b. durch Andocken an das Hauptansichtsfenster. Seite 6 von 6