CNC MATHEMATISCH TECHNISCHE SOFTWARE-ENTWICKLUNG GMBH. Komplettbearbeitung. Drehen Fräsen

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1 T O P C A M T O P T U R N T O P M I L L CNC Komplettbearbeitung Drehen Fräsen MATHEMATISCH TECHNISCHE SOFTWARE-ENTWICKLUNG GMBH

2 MTS-CAD/CAM-Lösung für Drehen und Fräsen MTS bietet als NC-Programmierverfahren ein Programmiersystem* und eine Werkstattprogrammierung* an, die einzeln oder aufgrund ihrer gleichen internen Struktur auch im Verbund genutzt werden können. Unsere Werkstattprogrammierung besitzt darüber hinaus mehrere alternative Eingabemöglichkeiten vom NC-Editor, graphischen Geometrieeditor, interaktiven Programmieren, Teach- In-Betrieb bis hin zur Dialogprogrammierung, zwischen denen während des Programmierens beliebig gewechselt werden kann. Die mit dem Programmiersystem TOPCAM erstellten NC- Programme werden vom Postprozessor in den Programmierschlüssel* der Ziel-CNC-Steuerung umgesetzt und können dann in direkter Anbindung mit den auf diesen Programmierschlüssel eingestellten Werkstattprogrammierplätzen TOPTURN oder TOPMILL simuliert, auf Kollisionen getestet und auch weiterbearbeitet, z.b. optimiert, werden. Diese Durchgängigkeit, welche das Programmiersystem mit einer komfortablen Werkstatt- /Dialogprogrammierung im Programmierschlüssel einer beliebigen CNC-Steuerung verbindet, ist das besondere unserer CAD/CAM-Lösung. Ein universeller NC-Übersetzer kann als Kombination von Programmierschlüssel und Postprozessor gebildet werden. *Programmiersystem und Werkstattprogrammierung Zum Erstellen der NC-Programme findet man in der betrieblichen Praxis die sogenannte maschinelle Programmierung mit Programmiersystemen in der Arbeitsvorbereitung und die Werkstattprogrammierung, die an der CNC-Maschine/Steuerung durchgeführt wird. Diese Differenzierung wird mit den PC-Steuerungen in Zukunft jedoch an Bedeutung verlieren. Programmiersysteme übernehmen i.a. die Werkstückgeometrie aus CAD-Daten und erzeugen die NC-Programme zunächst in einem neutralen Format, das mit Postprozessoren in den Programmierschlüssel* der Zielsteuerung umgesetzt wird. Bei der Werkstattprogrammierung wird das NC-Programm ausgehend von einer Werkstattzeichnung bereits im Programmierschlüssel* der CNC-Steuerung, auf der die Programmierung stattfindet, erstellt. * Programmierschlüssel Unter dem Programmierschlüssel einer CNC-Steuerung (man verwendet dafür auch die Bezeichnungen Befehlscodierung oder Steuerungs-syntax) 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. 2

3 Werkzeug-, Spannmittel- und Schnittwertverwaltung Die MTS-Produkte, TOPCAM, TOPTURN und TOPMILL, greifen auf einheitliche Verwaltungen für Werkzeuge, Spannmittel, Werkstoffe und Schnittwerte/Technologiedaten zu. Alle Standardwerkzeuge für die Dreh- und Fräsbearbeitung sowie die Spannmittel liegen in parametrisierter Form vor, so daß der Anwender die speziell bei ihm zum Einsatz kommenden Werkzeuge und Spannmittel auch selbst definieren kann. Die Einbeziehung von Drehformwerkzeugen ist über deren CAD-Daten möglich. Die Abmessungen aller Komponenten gehen in die Kollisionsbetrachtungen ein. Als Spannmittel stehen beim Drehen Backenfutter, Spannzangenfutter sowie Spitzenspannungen und beim Fräsen Schraubstöcke, Magnetplatten sowie eine modulare Baukastenspannung zur Verfügung. Die Schnittwertdatei ist parametrisiert nach Werkstoff, Werkzeug und Bearbeitungsverfahren. 3

4 TOPCAM Integriertes NC-Programmier- und 2D-CAD-System für 2½D-Fräsen und Drehkomplettbearbeitung mit angetriebenen Werkzeugen in bis zu 7 Achsen Ein Hauptmerkmal des in eine vollwertige 2D-CAD- Oberfläche eingebetteten Programmiersystems TOP- CAM ist seine auf CAD-Daten aufsetzende graphische Benutzeroberfläche. Die Generierung der Programme erfolgt dabei in einem einfachen interaktiven Dialog, bei dem der Arbeitsplan automatisch mitgeschrieben wird. Als steuerungsneutrales Format wird der MTS- Programmierschlüssel verwendet. TOPCAM bietet folgende Grundfunktionen: automatische Arbeitsplan- und Einrichteblatterstellung Arbeitsplaneditor mit graphischer Anzeige der Arbeitsschritte und den Funktionen, Verschieben, Löschen, Einfügen und Aktivieren oder in den Hintergrund Verschieben Verändern von NC-Programmen durch nachträgliches Wiederaufsetzen des Bearbeitungsdialoges CAD-Datenaustausch im DXF-Format DNC-Programmübertragung zur und von der CNC- Steuerung optionale direkte Anbindung von TOPTURN und TOP- MILL Drehkomplettbearbeitung mit angetriebenen Fräswerkzeugen in bis zu 5 konfigurierbaren Achsen (X,Z,C,Y,B) und Gegenspindel (Z2,C2) mit allen Bearbeitungszyklen, insbesondere radialen und axialen Gesenkzyklen in Stech- und Schruppverfahren, Luftschnittelimination, Gegenspindelübernahmemacros, automatisches Einfügen von Durchmessertoleranzen, Passungen, Freistichen nach DIN509 Form E/F und DIN76, Verrundungen und Fasen, 2½D-Fräsbearbeitung mit angetriebenen Werkzeugen in den Ebenen: Stirn-, Sehnen-, geneigte Sehnenfläche sowie Mantelfläche, und den Bearbeitungszyklen: Taschen, Bohren, Reiben, Ausdrehen, Gewindeschneiden sowie Bohrbildern mit Anwendermacros für Werkzeugeinsatzfolgen. 4

5 2½D-Programmiersystem Fräsen mit allen gängigen Bearbeitungsverfahren, wie Bohr-, Reib-, Ausbohr-, Gewindezyklen, Kreis-, Rechtecktaschen, Zapfen und insbesondere mit konturparalleler oder mäanderförmiger Bearbeitung von Taschen beliebiger Berandung mit Inseln, Löchern und Schlichtaufmaßen sowie von radialen und linearen Bohrbildern, An- und Abfahrmacros bei Konturen, Gravieren von Bildausschnitten mit Optimierung, Postprozessoren Den generalisierten Postprozessor von TOPCAM gibt es in zwei Varianten: konfigurierbarer DIN-Satz- Postprozessor für 2-Achs- Drehen und 3-Achs-Fräsen Zyklenpostprozessor anpaßbar an jede CNC-Steuerung 5

6 Werkstattprogrammierung und CNC-Simulation mit TOPTURN & TOPMILL Die CNC-Simulatoren TOPTURN (Drehen) und TOPMILL (Fräsen) erfüllen innerhalb der MTS-CAD/CAM-Lösung eine Doppelfunktion: 1. Werkstattprogrammierung im Programmierschüssel* einer beliebigen CNC-Steuerung mit einheitlicher Benutzeroberfläche, integrierter CNC-Simulation und direkter Maschinenanbindung. 2. CNC-Simulation als Erweiterung von TOPCAM zur Überprüfung der mit TOPCAM erstellten NC-Programme im neutralen MTS-Programmierschlüssel oder der durch die Postprozessoren für spezifische CNC-Steuerungen übersetzten neutralen NC-Programme im zugehörigen Steuerungsprogrammierschlüssel (CNC-Simulation nach Postprozessorlauf). TOPTURN beschreibt eine Drehmaschine, die optional mit angetriebenen Fräswerkzeugen, einer Gegenspindel für die Komplettbearbeitung und den Zusatzachsen C,Y,B ausgerüstet werden kann. TOPMILL beschreibt eine 3-Achsen-Vertikalfräsmaschine mit einem konfigurierbaren Werkzeugwechsler in den Varianten Werkzeugmagazin und Doppelarmgreifer oder Pick-Up-Magazin. Während des Bearbeitungsprozesses wird ein mathematisch exaktes 3D-Werkstückmodell mitgeführt und es werden im Rahmen des 2D- und 3D-Maschinenmodells exakte Kollisionsbetrachtungen mit allen Bestandteilen des Arbeitsraumes durchgeführt. Konfiguration Die vielfältigen praktischen Nutzungsmöglichkeiten von TOPTURN und TOPMILL zur Werkstattprogrammierung und CNC-Simulation basieren auf ihren umfassenden Konfigurationseinstellungen des 2D- und 3D-Maschinenmodells, die eine Anpassung an reale Maschinen und CNC-Steuerungen durch den Anwender ermöglichen. Neben den Abmessungen des Arbeitsraumes bzw. des Maschinentisches können die Verfahrbereiche der NC-Achsen, die Spindeln und die Lage der Bezugs- und Referenzpunkte vorgegeben werden. Die Werkzeugsysteme bestehen aus ebenfalls konfigurierbaren Werkzeugrevolvern bzw. Werkzeugmagazinen. 6

7 Programmierschlüssel* und NC-Compiler Fräsen Drehen A. Bradley CNC 8400LM Anton CNC 3300 Bosch CC 100 M/200M Bosch CC 300 M DMG MILL PLUS Deckel Contour 2 Deckel Contour 3/Dialog 4 Deckel Dialog 11/12 Emcotronic M1/M2 Engelhardt CNC 3300 Fanuc Serie 0-MB/MC Fanuc Serie 6M/11M/16M Fagor 8050M FC 16 CNC H & K CNC 781M/783M Heidenhain TNC: - 151/155/355/360 (ISO) - 407/415/425 (ISO) - 410/426/430/310 (ISO) - 150/155/355/360 (Klart.) - 407/415/425 (Klart.) - 410/426/430/310 (Klart.) Maho CNC 232 (Klartext) Maho CNC 432/532 Maztrol M32/M+(EIA/ISO) Mitsubishi M50 NUM 720F/750/760 Pronumerik CNC 640 Okuma OSP 5020M Sanying Sinumerik 3M/6M/7M Sinumerik 810M/820M Sinumerik 850M/880M Sinumerik 802SD Sinumerik 810D/840D Traub MX8 Die NC-Syntax der CNC-Simulatoren ist durch den jeweils aktiven Programmierschlüssel festgelegt. Dieser bildet alle NC-Sätze auf den MTS-Programmierschlüssel als internen universellen Programmierschlüssel ab. Der MTS-Programmierschlüssel enthält alle Befehle der DIN66025, Parameterprogrammierung und umfassende Erweiterungen in den Bearbeitungszyklen und den geometrischen Verfahrbewegungen in Form von Konturzügen. Ein fremder Programmierschlüssel wird mit Hilfe eines universellen Präprozessores realisiert, der die Umsetzung des steuerungsspezifischen Programmierschlüssels in den MTS-Programmierschlüssel durchführt. Dies ist aufgrund des großen Leistungsumfangs des MTS-Programmierschlüssels im allgemeinen möglich. Kann ein spezieller Steuerungszyklus vom Präprozessor nicht nachgebildet werden, so steht dieser für die Simulation auch nicht zur Verfügung. Eine CNC-Simulation extern erstellter NC-Programme in einem bestimmten Steuerungsprogrammierschlüssel ist also möglich, wenn alle im Programm verwendeten NC-Befehle in diesem Programmierschlüssel enthalten sind, d.h. von dem Präprozessor in den MTS-Programmierschlüssel umgesetzt werden können. Die somit mögliche Kombination von Präprozessor und Postprozessor bildet den NC-Compiler, der NC-Programme in einem steuerungsspezifischen Programmierschlüssel in einen anderen Programmierschlüssel übersetzt. Der NC-Programmtransfer von der MTS-Werkstattprogrammierung zu einer konkreten Steuerung ist somit stets möglich, und umgekehrt, falls das zu simulierende Programm keinen im Programmierschlüssel nicht nachgebildeten NC-Befehl enthält. Acramatic 900TC A. Bradley CNC 8400LP Anton CNC 3300 Bosch CC 200 T Bosch CNC Alpha 2 Emcotronic T1/T1 Engelhardt CNC 3300 Fagor CNC 8020 Fanuc Serie 0T/18T/21T Fanuc Serie 6T/10T/15T Fanuc Serie 150-TA Gildemeister EPL1 Gildemeister EPL2 Lux-Turn Maho 432T Mazatrol T32 (EIA/ISO) Mazatrol TPLUS(ISO) Mitsubishi Meldas 310L Mori Seiki MF-T4/T6 MANUAL PLUS NCT 90T NUM 720T/750T/760T Okuma OSP500L Sinumerik 3T Sinumerik 8T Sinumerik 802SD Sinumerik 805T Sinumerik 810T/820T/ Sinumerik 850T/880T Sinumerik 810D/840D Sinumerik 840C SMT CC4200T SUF 16 CNC Traub TX8 Traub TX8D/TX8F Wir verweisen hier auf unsere umfangreichen Programmierschlüsselbeispiele mit den Steuerungszyklen in der Demoversion, die von unserer Homepage geladen werden kann. 7

8 Einrichten - Programmieren - Automatiklauf Die Werkstattprogrammierplätze TOPTURN und TOPMILL unterscheiden die drei Betriebsarten: Einrichten Programmieren Automatiklauf Ergänzende Funktionen der Qualitätskontrolle: Vermessen des Werkstückes in Werkstückschnitten 3D-Werkstückdarstellung Für die graphische Simulation in den Maschinenbetriebsarten gibt es neben der als Standard vorhandenen schematischen 2D-Darstellung des Längsschnittes bzw. der Aufsicht mit Längs- und Querschnitt optional die Softwareerweiterung der 3D-Maschinenraum- mit 3D-Materialabtragssimulation und 3D-Kollisionsbetrachtungen. Die 3D-Darstellungen können mit den üblichen Navigationsfunktionen (Zoom, Drehen, Verschieben, usw.) verändert, Teile der Maschine können ausgeblendet und bei Innenbearbeitungen kann das Werkstück ausgeschnitten werden. Einrichten Wie an einer realen Maschine werden die Werkzeuge in der Werkzeugverwaltung ausgewählt und in das Werkzeugmagazin/Revolver eingesetzt, Korrekturwerte übernommen oder eingegeben, Rohteile definiert und eingespannt sowie der Werkstücknullpunkt festgelegt. Die CNC-Simulatoren können von Hand verfahren werden und dabei das Werkstück bearbeiten, z.b. zur Nullpunktfestlegung durch Ankratzen und Teach-In-Betrieb. Natürlich können die CNC-Simulatoren auch automatisch über ein Einrichteblatt im NC-Programmkopf eingerichtet und umgekehrt der Einrichtezustand in einem Einrichteblatt abgespeichert werden. 8

9 Programmieren TOPTURN und TOPMILL verfügen über verschiedene Werkstattprogrammierverfahren zwischen denen beim Programmieren je nach Aufgabenstellung jederzeit gewechselt werden kann: Interaktive Programmierung NC-Editor Geometrie-Editor Teach-In-Betrieb Dialogprogrammierung In den ersten zwei Verfahren werden NC-Sätze vom Programmierer eingegeben, bei den restlichen werden die NC- Sätze automatisch erzeugt. Die Interaktive Programmierung kombiniert den NC-Editor mit dem Automatikbetrieb. Nach der Programmierung eines NC- Satzes oder Zyklus 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 bei der Eingabe möglich. Ein spezieller NC-Editor unterstützt die manuelle NC-Programmierung. Dabei können Syntaxfehler oder Bereichsüberschreitungen bereits während der Eingabe erkannt und angezeigt werden. Im Teach-In-Betrieb kann das Werkstück manuell bearbeitet werden. Die daraus resultierenden Verfahrbewegungen werden in die DIN-Befehle (G00 oder G01) umgewandelt und in das NC-Programm eingefügt. Mit Hilfe des Geometrie-Editors (WOP) können selbst komplexe Konturen einfach und ohne Berechnungen programmmiert 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. Kollisionen werden dabei durch die mitlaufende Simulation sofort angezeigt. 9

10 Dialogprogrammierung 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. Mit der Dialogprogrammierung können NC-Programme in dem zugehörigen Programmierschlüssel 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. 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-Programmes verwendet werden kann. 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. anwenderspezifische Bearbeitungszyklen zu ergänzen. Hervorzuheben ist, daß zu jedem Programmierschlüssel von TOP- TURN oder TOPMILL die Werkstattprogrammierung durch eine auf den jeweiligen Programmierschlüssel abgestimmte, graphisch unterstützte Dialogprogrammierung ergänzt werden kann. Da es möglich ist, für jede CNC- Steuerung einen entsprechenden Programmierschlüssel der MTS- CNC-Simulation zu erstellen, ergibt sich somit als besondere Einsatzmöglichkeit die Programmierung älterer CNC-Steuerungen in einem modernen, komfortablen Dialog. 10

11 Automatiklauf Im Automatikbetrieb können NC-Programme durchgängig oder Satz für Satz in Echtzeit mit Overridefunktionen oder einem schnellen Testlauf simuliert werden. Die dynamische Simulation wird zweidimensional und optional auch dreidimensional visualisiert. Dabei wird eine Berechnung der Fertigungs-, Vorschub- und Werkzeugeinsatzzeiten sowie des zerspanten Werkstückvolumens durchgeführt. Die umfassenden Kollisionsbetrachtungen unterstützen das Einfahren von NC-Programmen insbesondere bei engen Arbeitsräumen, komplexen Spannsituationen oder kritischen Werkzeugbelegungen (Kollisionen mit Nachbarwerkzeugen). Die Qualiltät und Maßhaltigkeit des gefertigten Werkstückes kann zu jedem beliebigen Simulationszeitpunkt mit den Funktionen Vermessen und 3D-Werkstückdarstellung überprüft werden. Zur Analyse der Werkzeugbewegungen gibt es eine Verfahrweganzeige. 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. 11

12 Über MTS MTS wurde 1980 in Berlin von Dr. phil. nat. Hans-Joachim Pfeiffer gegründet und hat als Unternehmensziel die Entwicklung von Software in technischen Anwendungen unter Verwendung mathematischer Methoden. Tel.: Fax: Seit nunmehr 20 Jahren haben wir uns auf die Entwicklung von CAD/CAM- und CNC-Software spezialisiert. Hauptschwerpunkte unserer Tätigkeiten sind einerseits die hier vorgestellten Softwarepakete TOPCAM, TOPTURN und TOPMILL, die das Ergebnis einer 20-jährigen kontinuierlichen Weiterentwicklung repräsentieren und anderseits die projektbezogene Auftragsentwicklung. Diese besteht überwiegend aus umfangreichen Anpassungsarbeiten unserer Standardsoftware für namhafte Steuerungsund Werkzeugmaschinenhersteller, z.b in den Projekten: CNC-Simulation Drehkomplettbearbeitung (7Achsen) CNC-Simulation Langdrehen (10 Achsen) Programmierung und Simulation von Mehrspindlern (24 und mehr Achsen) 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. Sie können unsere Software auch in den folgenden Sprachen bestellen: chinesisch (simplex & traditionell), deutsch, englisch, französisch, indonesisch, italienisch, polnisch, portugiesisch, russisch, schwedisch, slowakisch, spanisch, thailändisch, tschechisch, türkisch, ungarisch und vietnamesisch. 12