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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, www.ilt.fraunhofer.de
DQS zertifiziert nach DIN EN ISO 9001, Reg.-Nr.: DE-69572-01
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. 03/
2011
.
1 5+3-Achs-Bearbeitungmit3Teilflächen,
schwarze Pfeile zeigen Mittelpunkte und
OrientierungderTeilflächen.
2 8-Achs-Bearbeitung ohne Ansätze
mit schwarz markiertem Hauptweg der Maschine.
Aufgabenstellung
Bei der Lasermaterialbearbeitung wird zunehmend der
Einsatz optischer Achsen (Laserscanner) in Kombination mit
mechanischen Achsen (Handhabungssysteme) interessant. Für
linienbasierte Prozesse mit vergleichsweise kleinen Vorschub-
geschwindigkeiten wie Schneiden und Schweißen existieren
hierzu bereits Lösungen. Schwieriger wird dies jedoch bei der
Bearbeitung von Flächen und Vorschubgeschwindigkeiten von
z. T. mehreren Metern pro Sekunde wie z. B. beim Polieren,
Reinigen, Markieren oder Strukturieren. Vereinzelt wird hier
bereits die 5+3-Achs-Bearbeitung mit einem »Kacheln« von
Bearbeitungsflächen angewendet. Allerdings wird dies erst
ansatzweise beherrscht. Immer wieder sind Ansätze zwischen
den Teilflächen sichtbar und reduzieren die Qualität des
Bearbeitungsergebnisses. Eine Möglichkeit, Ansätze zwischen
Teilflächen zu vermeiden, ist die 8-Achs-Simultanbearbeitung,
bei der die 5 mechanischen Achsen und 3 optischen Achsen
simultan verfahren.
Vorgehensweise
Um Anwendern einen einfachen Zugang zur 5+3-Achs-
Bearbeitung aber auch zur 8-Achs-Simultanbearbeitung zu
ermöglichen, wurde eine durchgängige CAM-NC-Datenkette
realisiert. Der Anwender plant mit seinem z. B. vom Fräsen
gewohnten CAM-System die Laserbahnen. Ein nachfolgender
Technologieprozessor, der auch die Funktionalität eines
Postprozessors beinhaltet, transformiert die Laserbahnen in das
bewegte Koordinatensystem der mechanischen Achsen und
gibt die NC-Programme für mechanische und optische Achsen
aus. Diese NC-Programme können dann direkt auf einer
entsprechend ausgestatteten Maschine abgearbeitet werden.
Ergebnis und Anwendungsfelder
Die durchgängige CAM-NC-Datenkette wurde für die
CAM-Systeme PowerMill und CATIA V5 sowohl für die
5+3-Achs-Bearbeitung als auch für die 8-Achs-Simultan-
bearbeitung erfolgreich erprobt. Die Einleseroutine für NX ist
in Vorbereitung. Schwerpunkt der Erprobung ist derzeit die
steuerungstechnische Feinsynchronisierung der überlagerten
Achssysteme. Die Anwendung der 5+3-Achs-Bearbeitung
und 8-Achs-Simultanbearbeitung erfolgt zunächst für das
Laserpolieren. Weitere mögliche Anwendungsfelder sind das
Laserreinigen, Markieren und Strukturieren.
Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Roman Ostholt
Telefon +49 241 8906-137
roman.ostholt@ilt.fraunhofer.de
Dr. Edgar Willenborg
Telefon +49 241 8906-213
edgar.willenborg@ilt.fraunhofer.de
8-aChs-sIMULTaN- BearBeITUNG MIT 5 MeChaNIsCheN UND 3 OPTIsCheN aChseN
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