Staatliche Technikerschule Berlin - christianreich.comchristianreich.com/Projektarbeit_Vericut_2009.pdf · Vericut Reich, Christian Mohr, Thomas Dipl. Ing. Gisbert Fischer . Thomas

Staatliche Technikerschule Berlin

Projektarbeit von:

betreut durch:

Fachrichtung : Maschinentechnik Schwerpunkt : Maschinenbau

Berlin, den 2. Juni 2009

CNC-Programmsimulation mit Vericut

Reich, Christian Mohr, Thomas

Dipl. Ing. Gisbert Fischer

Thomas Mohr und Christian Reich (AMM8b) SS 2009 Projektarbeit

I CNC-Programmsimulation mit Vericut

I

Eigenständigkeitserklärung Hiermit bestätigen wir, dass die vorliegende Projektarbeit mit dem Thema „CNC-Programmsimulation mit Vericut“ selbständig verfasst und keine anderen als die angegebenen Hilfsmittel benutzt wurden. Die Stellen der Arbeit, die dem Wortlaut oder dem Sinn nach anderen Werken ent-nommen sind, wurden unter Angabe der Quelle kenntlich gemacht. Berlin, 2.Juni 2009 _____________________ __________________ Christian Reich Thomas Mohr


II CNC-Programmsimulation mit Vericut

II

Zusammenfassung: In der heutigen Fertigung werden die zu erstellenden Teile immer komplexer. Um ei-nen reibungslosen Ablauf bei der Serien- sowie der Einzelteilfertigung zu garantieren, kommen immer häufiger Simulationsprogramme zum Einsatz. Eines dieser Programme ist „Vericut“ der Firma CGTech. Unsere Aufgabe bestand darin, uns mit der Software vertraut zu machen, und die Funktionsweise sowie die Möglichkeiten die Vericut bietet aufzuzeigen. Vericut bietet im Vorfeld die Möglichkeit komplexe NC-Programme an einer virtuellen CNC Maschine zu testen. Hauptaufgabe von Vericut ist es, zu überprüfen, ob es an der realen Maschine zu Kollisionen und damit zum Ausschuss bzw. im schlimmsten Fall zum Maschinencrash kommt. Außerdem bietet die Software Möglichkeiten zur Überprüfung der gefrästen Konturen und Optimierungsfunktionen hinsichtlich Fertigungsgeschwindigkeiten der NC Pro-gramme.

Summary project: In the today's manufacture the shares to be erected become more and more compli-cated. To guarantee an expiry without friction with the series as well as the component manufacture, are used of more and more frequent simulation programmes. One of these programmes is "Vericut" of the company CGTech. Our assignment consisted in making us with the software close, and the functional manner as well as the possibilities the Vericut offers to indicate. Vericut offers in the approach the possibility to test complicated NC programmes in a virtual machine CNC. Major task of Vericut is to check whether it comes in the real ma-chine to collisions and with it to the committee or in the worst case to the machine crash. Moreover, the software offers possibilities for the review of the milled contours and optimisation functions concerning manufacture speeds of the programmes NC.


III CNC-Programmsimulation mit Vericut

III

Inhaltsverzeichnis

1. Gegenüberstellung der CNC-Steuerungen Dialog11, iTNC 530 und Sinumerik 840D ........................................................................................................... 3

1.1. Programmaufbau ......................................................................................... 3

1.2. Konturfräsen ............................................................................................... 6 1.2.1. Linearbewegung .................................................................................................. 6 1.2.2. Linearbewegung mit Radiuskorrektur .................................................................... 7

1.2.3. An- und Abfahren auf einer Geraden mit tangentialem Anschluss ........................... 8 1.2.4. An- und Abfahren auf einer Kreisbahn mit tangentialem Anschluss ......................... 9

1.2.5. Fasen und Runden zwischen zwei Konturen ........................................................ 10

1.2.6. Kreisbahn mit festgelegtem Radius ..................................................................... 11 1.2.7. Kreisbahn um Kreismittelpunkt ........................................................................... 12

1.3. Fräszyklen .................................................................................................. 13 1.3.1. Rechtecktasche ................................................................................................. 13

1.3.2. Kreistasche ....................................................................................................... 14

1.3.3. Kreiszapfen ....................................................................................................... 15 1.3.4. Taschenfräsen mit Inseln ................................................................................... 16

1.4. Bohrzyklen ................................................................................................. 18 1.4.1. Bohren ............................................................................................................. 18

1.4.2. Bohren mit Spanbrechen .................................................................................... 19

1.4.3. Tieflochbohren .................................................................................................. 20 1.4.4. Gewindebohren ................................................................................................. 21

1.5. Programmteilwiederholungen ...................................................................... 22 1.5.1. Lokale Unterprogramme .................................................................................... 22

1.5.2. Externe Unterprogramme (Makros) .................................................................... 23

1.5.3. Label und Sprungmarken ................................................................................... 23

1.6. Parameter und Rechenoperationen .............................................................. 24

1.7. Sonstiges ................................................................................................... 25 1.7.1. Nullpunktverschiebungen ................................................................................... 25

1.7.2. Spiegeln ........................................................................................................... 25

1.7.3. Drehung ........................................................................................................... 25

2. Aufbau einer 3-Achs-Fräsmaschine in Vericut ............................................ 26

2.1. Übersicht über Vericut ................................................................................ 26 2.1.1. Iconübersicht .................................................................................................... 26 2.1.2. Funktionsweise von Vericut ................................................................................ 28

2.2. Aufbau einer Mustermaschine aus einfacher Geometrie .................................. 29 2.2.1. Anordnen der Komponenten .............................................................................. 29

2.2.2. Verfahren der Maschine durch „MDI“ .................................................................. 40

2.2.3. Festlegen von Verfahrbegrenzungen (Endschalter) .............................................. 41 2.2.4. Initial Maschinen Position (Anfangsstellung) ........................................................ 43

2.3. Aufbau der Deckel FP2NC ............................................................................ 45

2.4. Vorlage der Deckel FP2NC erstellen .............................................................. 47 2.4.1. Spannmittel einfügen ......................................................................................... 47

2.4.2. Werkzeuge anlegen ........................................................................................... 50 2.4.3. Steuerungen einladen ........................................................................................ 55

2.4.4. Nullpunkt anlegen ............................................................................................. 56

3. Simulation von CNC-Fräsprogrammen mit Vericut ...................................... 60

3.1. Aufbau Spannung1 (Setup1) ........................................................................ 60


IV CNC-Programmsimulation mit Vericut

IV

3.2. Simulation Seite1 ........................................................................................ 65

3.3. Kollisionskontrolle ....................................................................................... 67

3.4. Aufbau Spannung2 (Setup2) ........................................................................ 68

3.5. Soll-Ist-Vergleich (Auto-Diff) ........................................................................ 71

4. Simulation von CNC-Drehprogrammen mit Vericut ..................................... 74

5. Anpassung vorhandener Steuerungen ....................................................... 77

6. Was bietet Vericut sonst noch? ................................................................. 82

6.1. OptiPath .................................................................................................... 82

6.2. X-Caliper (Messfunktionen) .......................................................................... 83

6.3. Dateizusammenfassung .............................................................................. 84

7. Fazit ....................................................................................................... 85

8. Quellen ................................................................................................... 86


1 von 86 CNC-Programmsimulation mit Vericut

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Einleitung

Bild 1 Virtuelle CNC Maschine in Vericut

Was ist Vericut? Vericut ist eine Simulationssoftware, in der fertiger NC Code an einer virtuellen CNC-Maschine getestet werden kann. Zu welchem Zweck wird Vericut eingesetzt? Vericut wird eingesetzt, um NC Programme zu überprüfen. Der fehlerfreie NC Code kann anschließend mannlos auf der realen Maschine laufen. Welche Möglichkeiten bietet Vericut?

Kollisionskontrolle der Werkzeuge mit Spannmitteln und Maschinenteilen. Kollisionskontrolle mit dem Fertigteil. Soll-Ist-Vergleich. Vergleich des gefertigten Rohblocks gegen das Fertigteil. Gefräste Konturen können vermessen werden. Optimierung von NC Programmen. Aufbau eigener CNC Maschinen, Darstellung der Kinematik.

Es können verschiedene Bearbeitungen simuliert werden, unter anderem Fräsen, Bohren, Drehen, Drehfräsen und Erodieren.

Simulation von Mehrachsenbearbeitung. Export der simulierten Modelle als IGES, STL oder STEP. Erstellung von Messsequenzen.

CAD/CAM Schnittstellen zu verschiedenen Anbietern. Überwachung der Maschinenverfahrwege.



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Warum wählten wir Vericut als Projektarbeit? Wir beschäftigen uns beruflich sehr mit CNC gesteuerten Fräs- und Drehmaschinen. Wir sind Einrichter für Drehmaschinen auf denen Serienteile laufen und Programmierer an einem CAM Arbeitsplatz für verschiedene Fräsmaschinen. In der Firma Christian Dunkel GmbH wurde vor kurzem die Software Vericut gekauft. Da dies Neuland für uns war, lag es nahe uns mit diesem Thema zu beschäftigen. Leider werden Simulationen noch sehr stiefmütterlich behandelt, vieles wird als Spielerei abgetan, die kein Geld bringt. Ziel ist es die Vorteile und Funktionsweisen von Vericut zu zeigen. Da der Herr Mohr aus dem Drehbereich kommt und mit der Steuerung Sinumerik 840D arbeitet wird er sich hauptsächlich mit dem Drehen in Vericut und der Sinumerik Steue-rung beschäftigen. Der Herr Reich ist Programmierer von Fräsprogramme für die Steuerung iTNC 530 und wird sich hauptsächlich mit dem Fräsen in Vericut und der Steuerung iTNC 530 beschäfti-gen. Ein anderes persönliches Ziel von dem Herrn Reich ist es, bei sich in der Firma eine siche-re Einzelteilfertigung durchzusetzen, die darauf verzichten kann, die Maschine vorsichtig einzufahren.



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1. Gegenüberstellung der CNC-Steuerungen Dialog 11, iTNC 530 und Sinumerik 840D

Da in Vericut verschiedene CNC gesteuerte Maschinen simuliert werden, benötigt das Pro-gramm die Steuerungen der Maschinen. Jede Steuerung besteht aus einer Syntax mit unterschiedlichen Befehlen. In diesem Kapitel werden drei Steuerungen miteinander verglichen. Es handelt sich dabei um die Dialog 11 Steuerung der Firma Deckel, der iTNC 530 der Firma Heidenhain und der Sinumerik 840D der Firma Siemens. Der Vergleich der einzelnen Steuerungen wird teilweise durch Tabellen realisiert, in der die wichtigsten Funktionen mit den dazugehörigen Befehlen stehen. 1.1. Programmaufbau

Als erstes werden hier drei Programmbeispiele mit den wichtigsten Elementen dar-gestellt, um den Programmaufbau zu zeigen.

iTNC 530: Dateiname: NAME1.H 10 BEGIN PGM NAME1 MM 20 BLK FORM 0.1 Z X0 Y0 Z0 30 BLK FORM 0.2 X100 Y100 Z20 40 TOOL DEF 1 L100 R10 50 TOOL CALL 1 S4000 F100 60 CYCL DEF 7.0 NULLPUNKT 70 CYCL DEF 7.1 X+50 80 CYCL DEF 7.2 Y+50 90 CYCL DEF 7.3 Z+20 100 L X0 Y0 R0 FMAX M3 M8 110 CYCL DEF 200 BOHREN

Q200=2 ;SICHERHEITS-ABST. Q201=-15 ;TIEFE Q206=250 ;VORSCHUB TIEFENZ. Q202=5 ;ZUSTELL-TIEFE Q210=0 ;VERWEILZEIT OBEN Q203=0 ;KOOR. OBERFLAECHE Q204=100 ;2. SICHERHEITS-ABST. Q211=0.1 ;VERWEILZEIT UNTEN

120 CYCL CALL . . . 200 L Z100 R0 FMAX M2 210 END PGM NAME1 MM

Kommentar: 10 Das Programm wird mit „BEGIN“ eröff-net. Es folgen der Programmname „NAME1“ und die korrekte Maßangabe „MM“. 20-30 Mit „BLK“ werden die Abmaße des Rohteiles in der grafischen Simulation defi-niert. Die „Z“ Angabe in Zeile 20 gibt die Parallele Spindelachse an. 40 „TOOL DEF“ dient der Definition des Werkzeuges, wobei diese Werte auch aus der Werkzeugtabelle entnommen werden können. 50 Mit „TOOL CALL“ wird das Werkzeug aufgerufen. Hinter „TOOL CALL“ können noch Drehzahl, Vorschub, sowie Korrekturen des Werkzeuges definiert werden. 60-90 Nullpunktverschiebungen können durch „CYCL DEF 7“ vorgenommen werden. Dabei müssen nur die Werte definiert wer-den, die auch wirklich verschoben werden. 100 Es wird eine lineare Bahnfunktion ohne Radiuskorrektur („R0“) auf die X und Y Koor-dinaten im Eilgang („FMAX“) ausgeführt. Des Weiteren wird die Spindel im Uhrzeiger-sinn eingeschaltet („M3“). 110 Definition eines Bohrzyklus. 120 Der aktuelle Zyklus wird an der Position ausgeführt (es wird bei X0 Y0 gebohrt) 200 „M2“ Programmlauf halt, Rücksprung zu Satz10 210 Das Programm wird mit „END“ ge-schlossen. Es folgen der Programmname „NAME1“ und die korrekte Maßangabe MM.



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Dialog11: Dateiname: 090615.NC %090615 N10 G17 G90 N20 G51*99 N30 G56 X50 Y50 Z20 N40 G17 T1 M6 N50 F100 S4000 M3 N60 G0 X0 Y0 N70 G81 TA-15 SA2 OA0 EA100 . . . N200 G0 Z100 M2

Sinumerik840D: Dateiname: NAME1.MPF %NAME1_MPF N10 G17 G90 N20 G54 N30 TRANS X50 Y50 Z20 N40 G17 T1 M6 N50 F100 S4000 M3 N60 G0 X0 Y0 N70 CYCLE81 (100, 0, 2, -15) . . . N200 G0 Z100 M2

Kommentar: „%“ Programmanfang mit Programmnum-mer. 10 „G17“ gibt die Bearbeitungsebene an. In diesem Beispiel die XY Ebene. „G90“ gibt absolute Bemaßung an. 20 Es wird der Nullpunkt der Tabelle 99 gesetzt. 30 Der Nullpunkt wird vom Nullpunkt 99 auf die Koordinaten X50 Y50 und Z20 verscho-ben. 40 Das Werkzeug „T1“ wird eingewechselt. Die Zeile endet hinter „M6“. Die Werkzeug-längenkorrektur erfolgt in der Z-Achse (G17). 50 Der Vorschub „F100“ und die Drehzahl „S4000“ werden festgelegt. Mit „M3“ wird die Spindel im Rechtslauf eingeschaltet. 60 Es wird eine lineare Bahnfunktion ohne Radiuskorrektur auf die X und Y Koordinaten im Eilgang (G0) ausgeführt. 70 Definition eines Bohrzyklus, der an der aktuellen Position ausgeführt wird. 200 „M2“ Programmlauf halt, Rücksprung zu Satz10. Kommentar: „%“ Programmanfang mit Programmnum-mer. 10 „G17“ gibt die Bearbeitungsebene an. In diesem Beispiel die XY Ebene. „G90“ gibt absolute Bemaßung an. 20 Es wird der Nullpunkt der Tabelle „G54“ gesetzt. 30 Der Nullpunkt wird vom Nullpunkt „G54“ auf die Koordinaten X50 Y50 und Z20 ver-schoben. 40 Das Werkzeug „T1“ wird eingewechselt. Die Zeile endet hinter „M6“. Die Werkzeug-längenkorrektur erfolgt in der Z-Achse (G17). 50 Der Vorschub „F100“ und die Drehzahl „S4000“ werden festgelegt. Mit „M3“ wird die Spindel im Rechtslauf eingeschaltet. 60 Es wird eine lineare Bahnfunktion ohne Radiuskorrektur auf die X und Y Koordinaten im Eilgang (G0) ausgeführt. 70 Definition eines Bohrzyklus, der an der aktuellen Position ausgeführt wird. 200 „M2“ Programmlauf halt, Rücksprung zu Satz10.



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Ein NC Programm ist aufgebaut durch eine Folge von NC Sätzen. In einem NC Satz wer-

den Anweisungen durch sogenannte Wörter geschrieben (siehe Bild). Jedes einzelne

Wort besteht dabei aus einem Adresszeichen und einer Ziffer.

1 Bild 2 „Wörter“ aus Sinumerik Handbuch

Außerdem können Kommentare in NC Sätze geschrieben werden. Bei der iTNC 530 und

Sinumerik 840D geschieht dies durch ein Semikolon und bei der Dialog11 Steuerung

durch eckige Klammern.

Da die Steuerungen recht unterschiedlich sind, ist es nicht immer möglich direkte Verglei-che zu treffen. Die folgenden Beispiele versuchen den Arbeitsablauf auf einen gleichen Nenner zu bringen. Da viele Zyklen jedoch einen größeren Umfang bieten, wurden nicht gebrauchte Parameter weggelassen oder mit dem Wert Null belegt. Die Beispiele sollen keine Vollständigkeit darstellen, sie dienen nur dazu die gravierenden Unterschiede der Steuerungen zu zeigen. Dabei wurde versucht die wichtigsten Möglich-keiten der Steuerungen zu zeigen. Bei den hier gezeigten Steuerungen handelt es sich um die Steuerung „iTNC 530 Klartext“ der Firma Heidenhain, der „Dialog 11“ Steuerung der Firma Deckel und der Steuerung „Sinumerik 840D“ der Firma Siemens. Im Verlauf des Skripts wird ab jetzt nur noch von der iTNC, der Dialog und der Sinumerik gesprochen.

1 Bild 2 „Wörter“ aus Sinumerik Handbuch, 11/2006, 6FC5398-1BP10-2AA0 Seite 2-5



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1.2. Konturfräsen Es werden jetzt Beispiele der iTNC mit den beiden anderen Steuerungen verglichen. Da-bei beziehen sich die Bilder auf die Anweisungen der iTNC. In den Programmen stehen nur die relevanten Anweisungen zu den Beispielen. Es wer-den nur kleine Programmausschnitte gezeigt. Dabei werden gewisse Programmteile, die an den Anfang oder das Ende gehören, vorausgesetzt (z.B. Spindel mit Werkzeug läuft).

1.2.1. Linearbewegung:

2 Bild 3 Linearbewegung

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 30 L X70 Y50 F1000 30 L X70 Y50 FMAX

N30 G1 X70 Y50 F1000 N30 G0 X70 Y50

N30 G1 X70 Y50 F1000 LF N30 G0 X70 Y50 LF

Das Werkzeug fährt, von der aktuellen Position, mit einem Vorschub von 1000, linear auf die Koordinaten X70 und Y50. Möchte man mit dem maximalen Vorschub fahren, ändert man an der iTNC den Vorschub von „F1000“ auf „FMAX“. An der Dialog und der Sinumerik Steuerung wird dagegen der „G1“ Befehl gegen „G0“ getauscht. Die Vorschubwerte fallen in diesen Sätzen dann weg. Bei der Sinumerik werden Sätze durch das Sonderzeichen „LF“ (Line Feed = Neue Zeile) abgeschlossen. „LF“ wird von der Steuerung selbstständig (automatische Zeilenschaltung) am Satzende eingefügt und muss nicht geschrieben werden. In weiteren Beispielen wird deshalb darauf verzichtet.

2 Bild3 Heidenhain Benutzer-Handbuch iTNC530 3/2003 Seite 135



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1.2.2. Linearbewegung mit Radiuskorrektur:

3 4 Bild 4 Radiuskorrektur RL Bild 5 Radiuskorrektur RR

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 30 L X0 Y0 R0 FMAX

40 L X20 Y0 RL F1000 50 L Y50

60 L X80 Y60

70 L X90 Y20 80 L X0

90 L X0 Y0 R0 FMAX

N30 G0 X0 Y0

N40 G41 X20 Y0 F1000 N50 G1 Y50

N60 G1 X80 Y60

N70 G1 X90 Y20 N80 G1 X0

N90 G40 X0 Y0

N30 G0 X0 Y0

N40 G41 X20 Y0 F1000 N50 G1 Y50

N60 G1 X80 Y60

N70 G1 X90 Y20 N80 G1 X0

N90 G40 X0 Y0

Das Werkzeug wird im Eilgang auf X0 Y0 positioniert. Anschließend fährt es mit Radius-korrektur auf die Koordinate X20. In dem gewählten Beispiel steht der Fräser links von der Kontur (Bild4). Die Steuerung greift dabei auf den Radius des gewählten Werkzeuges zurück und verrechnet diesen. Die Radiuskorrektur wirkt modal, das heißt sie wirkt solange, bis sie von einer anderen Anweisung aufgehoben wird. Bei der iTNC „R0“ oder einer Abfahrbewegung („DEP“) und bei der Dialog und Sinumerik „G40“. Möchte man mit dem Werkzeug rechts an der Kontur vorbeifahren (Bild5), muss man für die iTNC die Anweisung „RR“ anstatt „RL“ verwenden und für die Dialog und Sinumerik Steuerung „G42“ statt „G41“. Des Weiteren müssen die Koordinaten in eine andere Rei-henfolge gesetzt werden.





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1.2.3. An- und Abfahren auf einer Geraden mit tangentialem Anschluss:

5 6 Bild 6 Anfahren tangential Bild 7 Abfahren tangential

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 30 L X40 Y10 R0 FMAX M3

40 APPR LT X20 Y20 LEN15 RR F100

50 L X35 Y35 .

.

90 L Y20 100 DEP LT LEN 12.5 F100

N30 G0 X30 Y10

N40 G42 X20 Y20 G45 R15 G1

N50 X35 Y35 .

.

N90 Y20 N100 G40 G45 R12.5

N30 G0 X30 Y10

N40 G42 G147 DISR=15 X20 Y20 F100

N50 G1 X35 Y35 .

.

N90 Y20 N100 G40 G148 DISR=12.5

Das Werkzeug fährt im Eilgang auf den Hilfspunkt PH, der durch die Steuerung berechnet wurde. Dabei werden die Angaben in Zeile 40 herangezogen, die aussagen, dass tangen-tial mit einem Abstand von 15 mm an die Koordinaten X20 und Y20 angefahren wird. Da mit Fräserradiuskorrektur gefahren wird, wird das Werkzeug so positioniert, dass der Werkzeugradius verrechnet wird. Anschließend wird in Zeile 50 der nächste Punkt X35 Y35 mit Korrektur angefahren. Beim Abfahren von der Kontur verhält es sich ganz ähnlich, nur in umgekehrter Weise. In Zeile 90 wird der letzte Punkt der Kontur angefahren und anschließend wird mit einem Abstand von 12,5 mm tangential von der Kontur weggefahren. Gleichzeitig wird in Zeile 100 die Korrektur wieder aufgehoben. Dieses wirkt sich aber erst im nächstfolgenden Satz aus.





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1.2.4. An- und Abfahren auf einer Kreisbahn mit tangentialem Anschluss:

7 8 Bild 8 Anfahren Halbkreis Bild 9 Abfahren Halbkreis

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 30 L X40 Y10 R0 FMAX

40 APPR CT X10 Y20 CCA180

R10 RR F100 50 L X20 Y35

.

.

90 L Y20

100 DEP CT CCA 180 R8

N30 G0 X40 Y10

N40 G42 X10 Y20 G46 R10 G1

N50 G1 X20 Y35 .

. N90 G1 Y20

N100 G40 G46 R8

N30 G0 X40 Y10

N40 G42 G347 X10 Y20

DISR=10 F100 N50 G1 X20 Y35

.

.

N90 G1 Y20

N100 G40 G348 DISR=8

Das Werkzeug fährt im Eilgang von dem Startpunkt PS auf den Hilfspunkt PH, der durch die Steuerung berechnet wurde. Dabei werden die Angaben in Zeile 40 ausgewertet, die aussagen, dass tangential mit einem Halbkreis (180°) und einem Radius von 10 mm an die Koordinaten X10 und Y20 herangefahren wird. Durch die Fräserradiuskorrektur wird das Werkzeug so positioniert, dass der Werkzeugradius verrechnet wird. Anschließend wird die Kontur mit Korrektur abgefahren. Beim Abfahren von der Kontur verhält es sich ganz ähnlich, nur in umgekehrter Weise. In Zeile 90 wird der letzte Punkt der Kontur angefahren. Anschließend wird in Zeile 100 mit einem Radius von 8 mm in einem Halbkreis (180°) von der Kontur weggefahren. Gleich-zeitig wird die Korrektur wieder aufgehoben, welche sich aber erst im nächstfolgenden Satz auswirkt. Desweiteren bieten die Steuerungen noch weitere An- und Abfahrbewegungen, die hier

nur kurz erwähnt werden:

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D APPR/DEP LN An- und Ab-

fahren auf einer Geraden senkrecht zum ersten Kontur-

punkt. APPR/DEP LCT An- und Ab-

fahren auf einer Kreisbahn mit

tangentialem Anschluss an Kontur und Geradenstück.

G47 An- und Abfahren mit

einem Viertelkreis mit tangen-tialem Anschluss.

G247/G248 An- und Abfah-

ren mit einem Viertelkreis mit tangentialem Anschluss.





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1.2.5. Fasen und Runden zwischen zwei Konturen:

9 Bild 10 Fasen

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 30 L X0 Y30 RL F100 40 L X40 Y35

50 CHF 12 60 L X45 Y0

N50 G62 L12 N30 G41 X0 Y30 G1 F100

N40 G1 X40 Y35 N60 G1 X45 Y0

N70 G62

N30 G41 X0 Y30 F100 N40 G1 X40 Y35 CHR=12

Alternative:

N40 G1 X40 Y35 CHF=16.97

N60 G1 X45 Y0

Bei der iTNC wird der Eckpunkt programmiert. Zwischen den beiden Konturelementen wird eine Fase (CHF) oder ein Radius (RND) eingefügt. In der Dialog Steuerung wird vor der Fase das Wort „G62“ mit einer Kantenlänge von 12 mm eingefügt. Anschließend bekommen alle Außenecken eine Fase. Durch erneutes „G62“ wird das Außenecken runden oder fasen wieder ausgeschaltet. Möchte man eine Ecke runden, anstatt zu fasen, fügt man dem „G62“ kein „L“ sondern ein „R“ an. Bei Innenecken runden oder fasen, wird die „G62“ Anweisung durch ein „G61“ ersetzt. Die Sinumerik verhält sich ganz ähnlich wie die iTNC. Zwischen zwei Konturelementen wird die Fase (CHR=) oder der Radius (RND=) eingefügt. Als Alternative kann man auch die lange Seite mit „CHF=“ angeben.




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1.2.6. Kreisbahn mit festgelegtem Radius:

10 11 Bild 11 Kreisbögen 1 und 2 Bild 12 Kreisbögen 3 und 4

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 10 L X40 Y40 RL F100

20 CR X70 Y40 R+20 DR-; BOGEN 1

20 CR X70 Y40 R+20 DR+; BOGEN 2

20 CR X70 Y40 R-20 DR-;

BOGEN 3

20 CR X70 Y40 R-20 DR+;

BOGEN 4

N10 G41 X40 Y40 G1 F100

N20 G2 X70 Y40 R+20 [BO-GEN1]

N20 G3 X70 Y40 R+20 [BO-GEN2]

N20 G2 X70 Y40 R-20 [BO-

GEN3]

N20 G3 X70 Y40 R-20 [BO-

GEN4]

N10 G41 X40 Y40 G1 F100

N20 G2 X70 Y40 CR=+20; BOGEN1

N20 G3 X70 Y40 CR=+20; BOGEN2

N20 G2 X70 Y40 CR=-20;

BOGEN3

N20 G3 X70 Y40 CR=-20;

BOGEN4

Es gibt vier verschiedene Möglichkeiten eine Kreisbahn zu fahren (Bogen 1 bis 4). Grund-sätzlich wird der erste Punkt vor der Kreisbahn linear angefahren, anschließend folgt die Anweisung für die Kreisbahn mit den Koordinaten des Endpunktes der Kreisbahn. In dem dargestellten Beispiel wurden in Zeile 20 alle vier Möglichkeiten gezeigt.

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Bild11 Heidenhain Benutzer-Handbuch iTNC530 3/2003 Seite 152 11

Bild12 Heidenhain Benutzer-Handbuch iTNC530 3/2003 Seite 152



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1.2.7. Kreisbahn um Kreismittelpunkt:

12 13 Bild 13 Kreisbahn Vollkreis Bild 14 Kreisbahn Halbkreis

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 10 CC X25 Y25 20 L X45 Y25 RR F200

30 C X45 Y25 DR+

N10 G41 X45 Y25 G1 F100 N20 G3 X45 Y25 I25 J25

N10 G41 X45 Y25 G1 F100 N20 G3 X45 Y25 I=AC(25)

J=AC(25)

In der iTNC kann man anstatt des Radius auch den Kreismittelpunkt mit „CC“ angeben. Anschließend programmiert man den Startpunkt der Kreisbahn und mit „C“ die Endkoordi-naten sowie die Drehrichtung. Bei der Dialog wird der erste Punkt angefahren. Anschließend wird mit „G2“ bzw. mit „G3“ die Drehrichtung des Kreises, die Koordinaten des Endpunktes und die Koordinaten des Kreismittelpunktes mit I und J angegeben. Da es sich bei dem hier gezeigten Beispiel um einen Vollkreis handelt, könnte man die Koordinaten des Endpunktes bei der Dialog auch weg, lassen. Die Sinumerik Steuerung verhält sich ganz ähnlich wie die Dialog Steuerung, nur das die Schreibweise des absoluten Mittelpunktes etwas anders ist. Außerdem gibt es in der iTNC Steuerung noch den Befehl „CT Kreisbahn mit tangentialem Anschluss“ auf den wir hier aber nicht weiter eingehen.

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1.3. Fräszyklen

1.3.1. Rechtecktasche:

14 15 Bild 15 Rechtecktasche1 Bild 16 Rechtecktasche2

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 50 L Z+100 R0 FMAX

60 CYCL DEF 4.0 TASCHENFRAESEN

70 CYCL DEF 4.1 ABST 3

80 CYCL DEF 4.2 TIEFE -10 90 CYCL DEF 4.3 ZUSTLG 4 F80

100 CYCL DEF 4.4 X80 110 CYCL DEF 4.5 Y40

120 CYCL DEF 4.6 F500 DR+ RA-DIUS 10

130 L X+60 Y+35 FMAX

140 L Z+3 FMAX M99

N50 G0 Z100

N55 G0 X60 Y35 N60 G87*1 LI 80 BI 40

TA -10 R10 OA0 SA2 EA3

FZ80 FE500 G3

N50 G0 Z100

N55 G0 X60 Y35 N60 POCKET1 (3, 0, 2, -10, ,

80, 40, 10, 60, 35, 0, 80, 500,

4, 3, 0, 0)

In diesem Beispiel steht das Werkzeug 100 mm über dem Teil. Es folgt in Zeile 60 die Definition des Taschenzyklus. In diesem werden die Abmaße der Tasche, sowie Zustellun-gen und Vorschübe festgelegt. Die Tasche bekommt eine Tiefe von 10 mm, wobei in der Z-Achse jeweils 4 mm auf einmal zugestellt werden. Der Z Vorschub soll 80 betragen. Die Ecken bekommen einen Radius von 10 mm und der Vorschub in der X/Y Ebene soll 500 betragen. Die Tasche soll im Gleichlauffräsen abgearbeitet werden. Bei dem Beispiel der iTNC wird die Taschenbearbeitung erst in Zeile 140 mit „M99“ aufge-rufen und an der Position X60 Y35 gestartet. Bei der Dialog Steuerung erfolgt die Abarbeitung sofort nach lesen der Zeile 60 an der aktuellen Position. Alle Parameter, die für die Tasche benötigt werden, stehen dabei in einer Zeile. Nach dem Zyklus steht der Fräser auf der Sicherheitsebene von 3 mm über dem Teil und der Position X60 Y50.

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Da der Zyklus der Sinumerik nur Zahlenwerte enthält, wird hier noch einmal der Zyklus mit seinen verschiedenen Parametern gezeigt: POCKET1 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, LENG, WID, CRAD, CPA, CPD, STA1, FFD, FFP1, MID, CDIR, FAL, VARI, MIDF, FFP2, SSF) Erklärungen entnehmen sie bitte dem Handbuch „Sinumerik 840D Zyklen“ der Firma Sie-mens. Für jeden Parameter wird der entsprechende Wert in der richtigen Reihenfolge eingetra-gen. Werte, die nicht gesetzt werden müssen, können weggelassen werden. Es muss da-bei aber trotzdem das Komma gesetzt werden, da die Steuerung sonst nicht erkennen kann, um was für einen Wert es sich handelt.

1.3.2. Kreistasche:

16 17 Bild 17 Kreistasche1 Bild 18 Kreistasche2

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 50 L Z+20 R0 FMAX 60 CYCL DEF 5.0 KREISTASCHE

70 CYCL DEF 5.1 ABST 2 80 CYCL DEF 5.2 TIEFE -12

90 CYCL DEF 5.3 ZUSTLG 6 F100 100 CYCL DEF 5.4 RADIUS 35

110 CYCL DEF 5.5 F300 DR+

120 L X+60 Y+50 FMAX 130 L Z+5 FMAX M99

N50 G0 Z20 N55 G0 X60 Y50

N60 G87*2 D70 TA-12 MI 6 SA2 EA5 FZ100

FE300 G3

N50 G0 Z20 N55 G0 X60 Y50

N60 POCKET2 (5, 0, 2, -12, , 35, 60, 50, 100, 300, 6, 3, , 0,

0)

Die einzelnen Zyklen laufen alle nach dem gleichen Prinzip ab (siehe Rechtecktasche). Auch hier wird ab Zeile 60 der Zyklus definiert und in Zeile 130 (iTNC) durch „M99“ an der aktuellen Position abgearbeitet. In der Dialog und Sinumerik Steuerung steht der komplette Zyklus wieder in einer Zeile (N60) und wird auch sofort an der Position, die in Zeile N55 angefahren wurde, abgear-beitet. Es wird eine Kreistasche vom Durchmesser D70 mm und einer Tiefe von 12 mm in zwei Zustellungen von 6 mm gefräst. Dabei taucht der Fräser mittig ein und fährt dann kreis-

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förmig nach außen. Der Eintauchvorschub beträgt 100 und der Vorschub in der XY Ebene 300. Nach dem Zyklus steht der Fräser auf der Sicherheitsebene von 5mm über dem Teil und der Position X60 Y50.

1.3.3. Kreiszapfen:

18 19 Bild 19 Kreiszapfen1 Bild 20 Kreiszapfen2

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 50 CYCL DEF 215 KREISZ. SCHLICHTEN Q200=4 ;SICHERHEITS-ABST.

Q201=-20 ;TIEFE Q206=150 ;VORSCHUB TIEFENZ.

Q202=5 ;ZUSTELL-TIEFE

Q207=500 ;VORSCHUB FRAESEN Q203=+30 ;KOOR. OBERFLAECHE

Q204=60 ;2. SICHERHEITS-ABST. Q216=+50 ;MITTE 1. ACHSE

Q217=+50 ;MITTE 2. ACHSE Q222=81 ;ROHTEIL-DURCHMESSER

Q223=80 ;FERTIGTEIL-DURCHM.

60 CYCL CALL

N50 G0 Z60 N55 G0 X50 Y50

N60 G87*3 D80 DR81 TA-20 G2 MI5

OA0 SA4 EA60

N50 G0 Z60 N55 G0 X50 Y50

N60 CYCLE77 (60, 0, 4, -20, , 80, 50, 50, 5, 0,

0, 500, 150, G2, 2, 81)

Da es sich bei dem Zyklus der iTNC um einen sogenannten „neuen“ Zyklus handelt, ste-hen alle Anweisungen in einer Zeile. In diesem Zyklus stehen im Gegensatz zu den „alten“ Zyklen auch die XY Koordinaten des Zapfens, so dass die Position vorher nicht aufgerufen werden muss. Die einzelnen relevanten Werte, wie Fertigteildurchmesser, Rohteildurch-messer, XY Koordinaten, etc. werden alle in Q-Parametern gespeichert, die durch die Steuerung verarbeitet werden. Der Zyklus wird in Zeile 60 durch „CYCL CALL“ aufgerufen. Die Dialog und Sinumerik Steuerungen arbeiten dagegen ihren Zyklus genauso ab, wie sie es auch bei ihren anderen Zyklen tun. Es wird in Zeile N55 positioniert und nach lesen der Zeile N60 abgearbeitet.

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1.3.4. Taschenfräsen mit Inseln:

20 Bild 21 Taschen mit Inseln

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 20 CYCL DEF 14.0 KONTUR 30 CYCL DEF 14.1 KONTURLA-

BEL 1/2/3/4 40 CYCL DEF 20.0 KONTUR-

DATEN

Q1=-20 ;FRAESTIEFE Q2=1 ;BAHNUEBERLAPPUNG

Q3=0 ;AUFMASS SEITE Q4=0 ;AUFMASS TIEFE

Q5=0 ;KOOR. OBERFLAECHE Q6=2 ;SICHERHEITS-ABST.

Q7=+100 ;SICHERE HOEHE

Q8=0.1 ;RUNDUNGSRADIUS Q9=-1 ;DREHSINN

50 CYCL DEF 22.0 RAEUMEN Q10=5 ;ZUSTELL-TIEFE

Q11=100 ;VORSCHUB

TIEFENZ. Q12=350 ;VORSCHUB

RAEUMEN Q18=0 ;VORRAEUM-

WERKZEUG

Q19=150 ;VORSCHUB PEN-DELN

60 CYCL CALL 70 M30

100 LBL 1; Tasche links

110 CC X+35 Y+50

120 L X+10 Y+50 RR 130 C X+10 DR-

140 LBL 0

150 LBL 2; Tasche rechts

160 CC X+65 Y+50 170 L X+90 Y+50 RR

N20 G87*9 AW90 MI5 OA0 SA2 EA100

FE350 FZ100 TA-20

N30 G41 X50 Y70

G47 R1 N40 G3 X50 Y30 R-25

N50 G3 X50 X70 R-25 N60 G40 G47 R1

N70 G41 X43 Y42

G45 R1

N80 G1 X27 N90 G1 Y58

N100 G1 X43 N110 G1 Y42

N120 G40 G45 R1

N130 G41 X73 Y42

G45 R1 N140 G1 X57

N150 G1 X95 Y58

N160 G1 X73 Y42 N170 G40 G45 R1

N180 M79

N190 M30

%_N_BEISPIEL_MPF N10 G17 G90

N15 T1 M6 N17 M3 F350 S6000

N20 GOTOF_BEARBEITUNG

N30 _TASCHE:G0 X50 Y70 F350

N40 G3 X50 Y30 CR=-25 N50 _ENDTASCHE:G3 X50 X70 CR=-

25

N70 _INSEL1:G0 X43 Y42

N80 G1 X27 N90 G1 Y58

N100 G1 X43 N120 _ENDINSEL1:G1 Y42

N130 _INSEL2:G0 X73 Y42 N140 G1 X57

N150 G1 X95 Y58 N160 _ENDINSEL2:G1 X73 Y42

N170 _BEARBEITUNG: N180 GOTOF ENDLABEL

N190 BEISPIEL_CONT:

N200 CYC-LE74(,"_TASCHE","_ENDTASCHE")

N210 CYC-

LE75(,"_INSEL1","_ENDINSEL1") N220 CYC-

LE75(,"_INSEL2","_ENDINSEL2") N230 ENDLABEL:

N240 REPEAT BEISPIEL_CONT ENDLABEL

20




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180 C X+90 DR-

190 LBL 0

200 LBL 3; Insel1 Viereckig links 210 L X+27 Y+50 RL

220 L Y+58 230 L X+43

240 L Y+42

250 L X+27 260 LBL 0

270 LBL 4; Insel2 Dreieckig

rechts

280 L X+65 Y+42 RL 290 L X+57

300 L X+65 Y+58 310 L X+73 Y+42

320 LBL 0

N250 CYCLE73 (1111, , „BEI-

SPIEL_MILL1“, „1“, 100, 0, 2, -20, , 5, , 0, 0, 350, 100, 0)

N260 M30

Bei der iTNC wird das Taschenfräsen mit Inseln durch verschiedene Zyklen realisiert. Im „Zyklus 14“ werden die Teilkonturen festgelegt, die am Ende des Programmes in Labeln beschrieben werden. Anschließend wird in den Zyklen 20 „Kontur Daten“ und 22 „Räu-men“ beschrieben, wie die Tasche gefräst wird. Man könnte jetzt noch mehr Zyklen an-führen, z.B. Zyklus 21 „Vorbohren“, Zyklus 23 „Schlichten Tiefe“ oder Zyklus 24 „Schlich-ten Seite“. Die Tasche wird durch den Aufruf „CYCL CALL“ in Zeile 60 ausgeräumt. In der Dialog Steuerung werden die verschiedenen Parameter in Zeile N20 durch „G87*9“ festgelegt. Anschließend folgen die verschiedenen Konturen, angefangen mit der Außen-kontur und zum Schluss die Inseln. Der Zyklus wird durch den Befehl „M79“ abgearbeitet. Bei der Sinumerik werden die Konturen in den einzelnen Labeln (Tasche, Insel1, Insel2) beschrieben. Durch die Zyklen 74 und 75 werden die Konturen an den Zyklus 73 überge-ben, der die Anweisungen für die Bearbeitung enthält. Des Weiteren gibt es noch eine Vielzahl von Zyklen, von denen wir hier nur eine kurze Auswahl nennen, ohne weiter darauf einzugehen. iTNC 530:

CYCL DEF 212 TASCHE SCHLICHTEN CYCL DEF 213 ZAPFEN SCHLICHTEN CYCL DEF 214 KREISTASCHE SCHLICHTEN CYCL DEF 3.0 NUTENFRÄSEN CYCL DEF 210 NUT PENDELND

CYCL DEF 211 RUNDE NUT CYCL DEF 21.0 VORBOHREN CYCL DEF 23.0 SCHLICHTEN TIEFE CYCL DEF 24.0 SCHLICHTEN SEITE CYCL DEF 25.0 KONTUR-ZUG CYCL DEF 27.0 ZYLINDER-MANTEL CYCL DEF 262 INNENGEWINDEFRÄSEN CYCL DEF 262 AUSSENGEWINDEFRÄSEN



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Dialog 11: G87*4 Außengewinde fräsen G87*5 Innengewinde fräsen

Sinumerik 840D:

CYCLE90 Gewindefräsen LONGHOLE Langlöcher auf einem Kreis SLOT1 Nuten auf einem Kreis SLOT2 Kreisnuten auf einem Kreis POKET3 Rechtecktasche mit weiteren Parametern POKET4 Kreistasche mit weiteren Parametern CYCLE71 Planfräsen CYCLE72 Bahnfräsen CYCLE76 Rechteckzapfen fräsen

1.4. Bohrzyklen Da die verschiedenen Bohrzyklen recht stark voneinander abweichen, werden hier Zyklen vorgestellt, die in etwa die gleichen Funktionen haben.

1.4.1. Bohren:

21 22 Bild 22 Einfachbohren1 Bild 23 Bohrpositionen

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 50 L Z100 R0 FMAX

60 CYCL DEF 200 BOHREN

Q200=2 ;SICHERHEITS-ABST. Q201=-15 ;TIEFE

Q206=250 ;VORSCHUB TIEFENZ. Q202=15 ;ZUSTELL-TIEFE

Q210=0 ;VERWEILZEIT OBEN Q203=0 ;KOOR. OBERFLAECHE

Q204=100 ;2. SICHERHEITS-ABST.

Q211=0.1 ;VERWEILZEIT UNTEN 70 L X30 Y20 FMAX M3

80 CYCL CALL 90 L X80 Y50 FMAX M99

N50 G0 Z100

N55 G0 X30 Y20

N60 G81 TA-15 SA2 EA100 OA0

N70 G0 X80 Y50 N80 G81 TA-15 SA2

EA100 OA0

N50 G0 Z100

N55 G0 X30 Y20

N60 CYCLE81 (100, 0, 2, -15)

N70 G0 X80 Y50 N80 CYCLE81 (100, 0, 2,

-15)

21





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Die Programmierung der Bohrzyklen ist in etwa so aufgebaut, wie man es schon bei den Fräszyklen gesehen hat. In Zeile 60 stehen alle wichtigen Parameter für das Bohren. Bei der iTNC wird die Bohrung durch „CYCL CALL“ an der aktuellen Position ausgeführt. Durch „M99“ wird der letzte Zyklus an der aktuellen Position wiederholt (Bohrung2). Bei der Dialog und der Sinumerik Steuerung muss erst die Position der Bohrung angege-ben werden. Anschließend wird der Zyklus in Zeile N60 definiert, der sofort bei den Koor-dinaten aus Zeile N55 abgearbeitet wird. Da eine zweite Bohrung gefertigt werden soll, wird nun die Position in Zeile N70 angefahren. Anschließend wird der Zyklus erneut be-schrieben und abgearbeitet. Sollen sehr viele Bohrungen gefertigt werden, gibt es dafür noch andere Lösungen, auf denen später eingegangen wird.

1.4.2. Bohren mit Spanbrechen:

23 24 Bild 24 Bohren mit Spanbrechen Bild 23 Bohrpositionen

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 50 L Z50 R0 FMAX 60 CYCL DEF 203 UNIVERSAL-BOHREN

Q200=2 ;SICHERHEITS-ABST. Q201=-20 ;TIEFE

Q206=150 ;VORSCHUB TIEFENZ.

Q202=7 ;ZUSTELL-TIEFE Q210=0 ;VERWEILZEIT OBEN

Q203=0 ;KOOR. OBERFLAECHE Q204=50 ;2. SICHERHEITS-ABST.

Q212=1 ;ABNAHMEBETRAG

Q213=3 ;SPANBRUECHE Q205=2 ;MIN. ZUSTELL-TIEFE

Q211=0 ;VERWEILZEIT UNTEN Q208=500 ;VORSCHUB RUECKZUG

Q256=0.2 ;RZ BEI SPANBRUCH 70 L X30 Y20 FMAX M3

80 CYCL CALL

90 L X80 Y50 FMAX M99

N50 G0 Z50 N55 G0 X30 Y20

N60 G82 TA-20 SA2 EA50 OA0 MI 7 DI1 HI 0.2

N70 G0 X80 Y50

N80 L1 N60

N50 G0 Z50 N55 G0 X30 Y20

N60 BOHREN: CYCLE83 (50, 0, 2, -20, , -7, , 1, ,

, , 0, , 2, 0.2)

N70 G0 X80 Y50 N80 REPEATB BOHREN

23





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Der Unterschied zum normalen Bohrzyklus besteht darin, dass nach einer bestimmten Tiefe der Span gebrochen wird, das heißt der Bohrer wird kurz angehoben (0.2 im Bei-spiel). Anschließend wird weiter in die Tiefe gebohrt. Durch den Abnahmebetrag reduziert sich die nächste Zustelltiefe um den jeweiligen Betrag (1 im Beispiel). In diesem Beispiel wurde für die Dialog und Sinumerik eine Programmteilwiederholung eingebaut. Bei der Dialog wird durch „L1“ die Zeile N60 einmal wiederholt. Bei der Sinumerik wird durch „REPEATB BOHREN“ das Label „BOHREN“ einmal wiederholt.

1.4.3. Tieflochbohren:

25 26 Bild 25 Tieflochbohren Bild 23 Bohrpositionen


60 CYCL DEF 205 UNIVERSAL-TIEFBOHREN Q200=2 ;SICHERHEITS-ABST.

Q201=-80 ;TIEFE Q206=150 ;VORSCHUB TIEFENZ.

Q202=15 ;ZUSTELL-TIEFE


Q212=1 ;ABNAHEBETRAG Q205=2 ;MIN. ZUSTELL-TIEFE

Q258=0.5 ;VORHALTEABSTAND OBEN

Q259=0.5 ;VORHALTEABST. UNTEN Q257=15 ;BOHRTIEFE SPANBRUCH

Q256=0 ;RZ BEI SPANBRUCH Q211=0 ;VERWEILZEIT UNTEN

70 L X30 Y20 FMAX M3 80 CYCL CALL

90 L X80 Y50 FMAX M99

N50 G0 Z50

N55 G0 X30 Y20 N60 G83 TA-80 SA2 EA50

OA0 MI 15 DI1 HI 0.5 N70 G0 X80 Y50

N80 L1 N60

N50 G0 Z50

N55 G0 X30 Y20 N60 BOHREN: CYC-

LE83 (50, 0, 2, -80, , -15, , 1, , , , 1, ,

2, , , 0.5)

N70 G0 X80 Y50 N80 REPEATB BO-

HREN

Der Zyklus „Tieflochbohren“ unterscheidet sich zum Zyklus „Bohren mit Spanbrechen“, dass er beim Spanbrechen komplett herausfährt (lüften). Anschließend wird im Eilgang bis kurz vor der nächsten Zustelltiefe gefahren, wo dann im normalen Vorschub die nächste Stufe gebohrt wird.

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1.4.4. Gewindebohren:

27 28 Bild 26 Gewindebohren Bild 23 Bohrpositionen

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D

50 L Z50 R0 FMAX 60 CYCL DEF 209 GEW.-BOHREN SPANBR.

Q200=2 ;SICHERHEITS-ABST.

Q201=-20 ;TIEFE Q239=+1 ;GEWINDESTEIGUNG


Q257=20 ;BOHRTIEFE SPANBRUCH Q256=0 ;RZ BEI SPANBRUCH

Q336=50 ;WINKEL SPINDEL

70 L X30 Y20 FMAX M3 80 CYCL CALL

90 L X80 Y50 FMAX M99

N50 G0 Z50 N55 G0 X30 Y20

N60 G84 TA-20 SA2

EA50 OA0 ST1 N70 G0 X80 Y50

N80 L1 N60

N50 G0 Z50 N55 G0 X30 Y20

N60 M6: CYCLE84

(50, 0, 2, -20, , , , , 1, , 800, 800, ,

1, 0000, 0) N70 G0 X80 Y50

N80 REPEATB M6

Beim Gewindebohren wird der Vorschub durch die Steigung berechnet. Drehzahl und Vor-schub laufen synchron zueinander. Wurde die Tiefe erreicht, wird die Drehrichtung umge-kehrt und das Werkzeug fährt wieder synchron bis zum Sicherheitsabstand heraus. Im Gegensatz zur Dialog Steuerung, kann die iTNC und die Sinumerik auch einen Span-bruch einbauen, dass heißt die Spindel fährt nach einem bestimmten Wert synchron her-aus und fängt dann noch einmal von oben an. Dieser Vorgang wird sooft wiederholt, bis die Endtiefe erreicht ist.

27





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1.5. Programmteilwiederholungen

1.5.1. Lokale Unterprogramme:

29 Bild 27 Kontur

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 0 BEGIN PGM 20 MM .

. 50 L X92 Y-22 R0 FMAX

60 L Z0 R0 FMAX

70 LBL 1 80 L IZ-3 R0 FMAX

90 APPR LT X90 Y10 LEN2 RL F100

100 L X10 110 L X25 Y70

120 L X70

130 L X90 Y10 140 DEP LT LEN 2

150 L X92 Y-22 R0 FMAX 160 CALL LBL 1 REP 3/3

170 L Z100 R0 FMAX M30

180 END PGM PGM 20 MM

%20 .

. N50 G0*1 X92 Y-22 Z0 F100

N60 L4 %*1

N70 G0 Z100 M30

%20*10 N1 G0 ZI-3

N2 G41 X90 Y10 G45 R2 G1 N3 G1 X10

N4 G1 X25 Y70

N5 G1 X70 N6 G1 X90 Y10

N7 G40 G45 R2 N8 G0 X92 Y-22

%NAME20 .

. N50 G0 X92 Y-22 Z0

N60 L30 P4

N70 G0 Z100 M30

L30 N1 G0 ZI-3

N2 G41 G147 DISR=2 X90 Y10 F100

N3 G1 X10

N4 G1 X25 Y70 N5 G1 X70

N6 G1 X90 Y10 N7 G40 G148 DISR=2

N8 G0 X92 Y-22

N9 M17

Bei der iTNC wird außerhalb der Kontur vorpositioniert. Anschließend folgt das Unterpro-gramm (LBL1) in dem inkremental in Z Richtung zugestellt wird. In Zeile 160 wird das Unterprogramm erneut dreimal aufgerufen, so dass man auf eine Gesamttiefe von 12 mm kommt. Die Dialog und Sinumerik Steuerung arbeitet ganz ähnlich, nur dass innerhalb des Haupt-programmes das Unterprogramm einen eigenen Namen bekommt und am Ende steht. Im Satz N50 wird vorpositioniert und der Satz N60 ruft das Unterprogramm vier Mal auf.

29

Bild27 Grundlagen Programmierhandbuch1 Deckel Diaolog11 Seite 8-4



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Im Unterprogramm haben wir wieder eine inkrementale Zustellung von 3 mm, so dass sich eine Gesamttiefe von 12 mm ergibt.

1.5.2. Externe Unterprogramme (Makros):

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 0 BEGIN PGM 50 MM .

. 50 L X92 Y-22 R0 FMAX

60 L Z0 R0 FMAX

.

.

70 CALL PGM TNC:\Unterprogramme\1.H

.

. 80 L Z100 R0 FMAX M30

90 END PGM PGM 50 MM

%50 .

. N50 G0 X92 Y-22

N60 G0 Z0

.

.

N70 %%1 .

.

N80 G0 Z100 M30

%NAME50 .

. N50 G0 X92 Y-22

N60 Z0

.

.

N70 EXCALL<“/_N_WKS_DIR/_N_UNTERPR

OGRAMME/_N_NAME1_SPF“>

.

.

N80 G0 Z100 M30

Bei den externen Unterprogrammen handelt es sich um ganz normale Programme, die auf der Festplatte gespeichert werden. Der einzige Unterschied besteht darin, dass diese Pro-gramme kein „M2“ bzw. „M30“ enthalten dürfen, da sonst der Rücksprung ins Hauptpro-gramm unterbrochen wird. Das Hauptprogramm wird bis Zeile 70 normal abgearbeitet. Dann wird das Unterpro-gramm bis zum Schluss abgearbeitet und anschließend wird mit dem Hauptprogramm weiter verfahren.

1.5.3. Label und Sprungmarken:

In dem folgenden Beispiel werden noch andere Möglichkeiten von Wiederholungen ge-zeigt. Es werden vier Bohrungen auf unterschiedlichen Positionen gefertigt. Der Bohrzyklus wird in der iTNC durch „M99“ im Unterprogramm „LBL1“ aufgerufen. Bei der Dialog und Sinumerik wird der Bohrzyklus einem LABEL zugeordnet, der anschlie-ßend bei den jeweiligen Positionen aufgerufen wird.


60 CYCL DEF 200 BOHREN Q200=2 ;SICHERHEITS-ABST.

Q201=-15 ;TIEFE

Q206=250 ;VORSCHUB TIEFENZ. Q202=15 ;ZUSTELL-TIEFE

Q210=0 ;VERWEILZEIT OBEN Q203=0 ;KOOR. OBERFLAECHE

Q204=100 ;2. SICHERHEITS-ABST.

Q211=0.1 ;VERWEILZEIT UNTEN 70 CALL LBL1

N50 G0 Z100

N55 G0 X10 Y10 N60 P1=G81 TA-15 SA2

EA100 OA0

N70 G0 X20 Y20 N80 P1

N70 G0 X-10 Y-30 N80 P1

N70 G0 X50 Y-40

N80 P1

N50 G0 Z100

N55 G0 X30 Y20 N60 NAME: CYCLE81

(100, 0, 2, -15)

N70 G0 X20 Y20 N80 REPEATB NAME

N70 G0 X-10 Y-30 N80 REPEATB NAME

N70 G0 X50 Y-40

N80 REPEATB NAME



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90 L Z100 R0 FMAX M2; ENDE

100 LBL 1 110 L X10 Y10 R0 FMAX M99

120 L X20 Y20 R0 FMAX M99 130 L X-10 Y-30 R0 FMAX M99

140 L X50 Y-40 R0 FMAX M99 150 LBL 0

1.6. Parameter und Rechenoperationen

In der folgenden Tabelle werden die wichtigsten Parameter und Rechenoperationen ge-zeigt. Im Kommentar stehen die Ergebnisse.

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D FN0: Q10=25 ;Zuweisung L X +Q10; X entspricht 25

FN1: Q1 = Q10 + 5; =30

FN2: Q1 = Q10 – 5; =25

FN3: Q2 = 3*3; =9 FN4: Q6 = 100 DIV Q10; =4

FN5: Q15 = SQRT 64; =8 FN6: Q18 = SIN30; =0.5

FN7: Q21 = COS60; =0.5

IF Q1 EQU Q3 GOTO LBL 3;

Wenn Q1=Q3 dann spring zu Label3

IF Q1 NE Q3 GOTO LBL 3;

Wenn Q1≠Q3 dann spring zu

Label3

IF Q1 GT Q3 GOTO LBL 3; Wenn Q1>Q3 dann spring zu

Label3

IF Q1 LT Q3 GOTO LBL 3;

Wenn Q1<Q3 dann spring zu Label3

P10=25 [Zuweisung] G1 X+P10 [X entspricht 25]

P1=(P10+5) [=30]

P1=(P10-5) [=25]

P2=(3*3) [=9] P6=(100:P10) [=4]

P15=(SQRT(64)) [=8]

P18=(SIN(30)) [=0.5] P21=(COS(60)) [=0.5]

IF P1 == P3 THEN L0 N50 [Wenn P1=P3 dann spring zu

Zeile 50]

IF P1 <> P3 THEN L0 N50

[Wenn P1≠P3 dann spring zu Zeile 50]

IF P1 > P3 THEN L0 N50

[Wenn P1>P3 dann spring zu Zeile 50]

IF P1 < P3 THEN L0 N50 [Wenn P1<P3 dann spring zu

Zeile 50]

R10=25 ;Zuweisung G1 X=R10; entspricht 25

R1=(R10+5); =30

R1=(R10-5); =25

R2=(3*3); =9 R6=(100:R10); =4

R15=(SQRT(64)); =8

R18=(SIN(30)); =0.5 R21=(COS(60)); =0.5

IF P1 == R3 THEN GOTO NAME; Wenn P1=P3 dann

spring zu Label NAME

IF P1 <> R3 THEN GOTO

NAME; Wenn P1≠P3 dann spring zu Label NAME

IF P1 > R3 THEN GOTO

NAME; Wenn P1>P3 dann spring zu Label NAME

IF P1 < R3 THEN GOTO NAME; Wenn P1<P3 dann

spring zu Label NAME



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1.7. Sonstiges

1.7.1. Nullpunktverschiebung:

30 Bild 28 Nullpunktverschiebung

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 50 CYCL DEF 7.0 NULLPUNKT 60 CYCL DEF 7.1 X+60

70 CYCL DEF 7.2 Y+10

80 CYCL DEF 7.3 Z-5

N50 G56 X60 Y10 Z-5 N50 TRANS X60 Y10 Z-5 oder

N50 G59 X60 Y10 Z-5

1.7.2. Spiegeln:

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 50 CYCL DEF 8.0 SPIEGELN

60 CYCL DEF 8.1 X

N50 G58 X0 N50 MIRROR X0

1.7.3. Drehung:

31 Bild 29 Drehung

iTNC 530 Dialog 11 Sinumerik 840D 50 CYCL DEF 7.0 NULLPUNKT

60 CYCL DEF 7.1 X+60 70 CYCL DEF 7.2 Y+40

80 CYCL DEF 10.0 Drehung 90 CYCL DEF 10.1 ROT+35

N50 G56 X60 Y40 W35 I0 J0 N50 TRANS X60 Y40

N60 AROT RPL=35

30





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2. Aufbau einer 3-Achs-Fräsmaschine in Vericut 2.1. Übersicht über Vericut

2.1.1. Iconübersicht:

In der folgenden Übersicht werden kurz die wichtigsten Icons der Werkzeugleiste erklärt. Die Funktionen der Icons können auch über die normale Menüleiste erreicht werden. Alle folgenden Grafiken stammen aus Vericut der Firma CGTech und wurden per Bild-schirmfoto erstellt.

Speichere Projekt Im Projekt werden alle relevanten Einstellungen wie NC-Programm, welche Ma-schine, welche Steuerung, Spannmittel, Nullpunkte usw. gespeichert. Es werden keine Änderungen der Maschine oder Steuerung gespeichert.

Im Prozess Datei Speichern Es wird der aktuelle Bearbeitungsstand während der Simulation gespeichert.

Arbeitsverzeichnis Es kann das aktuelle Arbeitsverzeichnis eingestellt werden. Nach dem Schließen muss es neu eingestellt werden, es wird nicht abgespeichert.

Programm bearbeiten Das aktuelle NC Programm kann mit einem Editor bearbeitet werden.

Modell- Definition Das aktuell angewählte Modell kann verändert werden.

Programm Setup Hier können Einstellungen des jeweiligen Setups (Aufspannung) durchgeführt werden.

Werkzeugmanager In dem Werkzeugmanager können Werkzeuge angelegt und verändert werden.

Koordinatensysteme Es können verschiedene Koordinatensysteme mit unterschiedlichen Bezeichnungen angelegt werden.

Projekt Baum Öffnen des Projektbaumes, in dem die verschiedenen Setups (Aufspannungen) lie-gen. Hier können Maschinen, Steuerungen, Spannmittel usw. eingefügt werden.

Setup Bewegung Einstellungen für die Simulation

G-Code Einstellungen Verschiedene Einstellmöglichkeiten, wie z.B. Nullpunktverschiebungen, Kollisions-kontrolle, Radiuskorrektur, Werkzeuglängenkorrektur usw.



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AutoDiff Vergleich Automatischer Vergleich zwischen simuliertem Teil und Fertigteil.

X-Caliper Aufruf der Messfunktionen

Maschine speichern Hier werden alle Veränderungen, wie z.B. neue B-Achse oder Verfahrbegrenzung, der Maschine gespeichert.

Steuerung speichern Hier werden alle Veränderungen, wie z.B. neue Wörter oder andere Zyklen, der Steuerung gespeichert.

Maschineneinstellungen Einstellungen der aktuellen Maschine, wie z.B. Kollisionserkennung, Verfahrbeg-renzungen, Tabellen für verschiedene Nullpunktverschiebungen.

Komponentenbaum Übersicht über alle Komponenten der aktuellen Maschine.

Programm anzeigen Während der Simulation kann das Programm mitlaufen. So kann man bei einem Fehler erkennen, an welcher Stelle dieser auftritt.

Fehlerliste zurücksetzen Alle angezeigten Fehler werden gelöscht.

Lösche abgetrenntes Material Material, welches während der Bearbeitung getrennt wurde, kann so entfernt wer-den.

MDI Maschine kann manuell bewegt werden. Werkzeugwege können in den NC Code übernommen werden.



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2.1.2. Funktionsweise von Vericut: In der Grafik sehen Sie eine kurze Übersicht von Vericut.

Bild 30 Vericutfenster Im Projektbaum werden alle relevanten Dinge, die man für eine Simulation braucht, ein-gefügt. Dazu gehören im Allgemeinen eine vorhandene Maschine, eine funktionierende Steuerung, ein Rohteil, ein NC Programm, Werkzeuge und ggf. noch ein Fertigteil und Spannmittel. Wenn das Projekt fertig eingerichtet ist, kann es über die Simulationskontrolle gestartet werden. Fehler im Programm erhält man dann im Meldungsfenster. Während der Simulation überprüft Vericut, ob das eingesetzte Werkzeug eine Kollision mit Spannmitteln, der Maschine oder dem fertigen Teil verursacht. Auf den genauen Ablauf und die einzelnen Einstellmöglichkeiten wird später noch genauer eingegangen.

Projektbaum

Setup:1

Werkzeugleiste

Meldungs- Fenster

Menüleiste

Simulations- Geschwindigkeit

Simulations-

Kontrolle

Grafikbereich

Kontroll- Lampen



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2.2. Aufbau einer Mustermaschine aus einfacher Geometrie

2.2.1. Anordnen der Komponenten

Um mit Vericut arbeiten zu können, braucht man eine funktionierende Maschine. Wie man eine Maschine erstellt, wird hier anhand einfacher Geometrie erklärt. Eine einmal erstellte Maschine kann man abspeichern und jederzeit in andere Projekte einbinden. Die einzelnen Schritte, die dazu nötig sind, werden anhand von Grafiken gezeigt, die zum Teil selbsterklärend sind. Kommentare zu den Grafiken, finden Sie in den Kommentarblö-cken.

Bild 31 Neues Projekt

Bild 32 Komponentenbaum öffnen

Als erstes sollte ein neues Projekt erstellt werden. Dies geschieht über: Datei Neues Projekt Inch oder Millimeter.

Anschließend wird der Komponentenbaum der Maschine geöffnet.



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Bild 33 Basis

Bild 34 Maschinentisch vor der 90° Drehung

Im Komponentenbaum sieht man eine BASE, welches die Basis der Maschine darstellt. Auf der Basis befindet sich die Anbindung, die später Spannmittel, Rohteil und Fertigteil beinhalten soll. Um der Basis jetzt einen Maschinentisch zuzuordnen muss man diese durch Doppelklick oder rechtsklick Attribute öffnen. Dadurch kommt man in die Modellie-rung, in der die Komponenten bearbei-tet werden. Um der Basis unseren Maschinentisch zuzuordnen, wählt man Modell Mo-dell-Datei Durchsuchen und dann die entsprechende Datei im STL Format. Hat man keine entsprechenden Dateien kann man auch einfache Blöcke selbst erstellen. Darauf wird bei der Rohteiler-stellung eingegangen.

Eines der wichtigsten Punkte ist es, die Maschine von Anfang bis zum Ende richtig zum Koordina-tensystem „Komponente“ auszurichten. Komponenten haben immer einen Komponentennullpunkt. Die Komponente kann aber aus meh-reren Modellen bestehen, die verschiedene Modellnullpunkte haben können. Da in unserem Beispiel das Modell nicht in der richtigen Lage liegt, müssen wir das Modell um 90° drehen. Wichtig dabei ist, nur das Modell und nicht die Komponente zu drehen.

Komponente

Modell



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Bild 35 Maschinentisch nach der 90° Drehung

Bild 36 Y-Achse einfügen

Auf diesem Bild sieht man das Modell des Maschinentisches nach der Drehung. Da wir wollen, dass der Maschinennullpunkt genau mittig auf dem Tisch liegt, haben wir das Modell noch 300 mm nach unten geschoben. In gelb sehen Sie jetzt den Nullpunkt des Model-les, der unten liegt und um 90° verdreht ist. Der Komponentennullpunkt in schwarz liegt oben mittig und die X-Achse zeigt nach rechts. Möchte man sich die Koordinatensysteme ansehen geht man wie folgt vor: Ansicht Koordina-tensysteme.

Der vorhandene Maschinentisch wird jetzt um eine Y-Achse erweitert. Dazu geht man im Komponentenbaum mit der rechte Maustaste auf Base Erweitern um Y-Achse. Um das richtige Modell der Y-Achse zuzuord-nen geht man genauso vor, wie bei der Basis mit dem Maschinentisch.



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Bild 37 Modell der Y-Achse ausrichten 1


Bild 39 Modell der Y-Achse ausrichten 3 Bild 40 Modell der Y-Achse ausrichten 4

Wie man sehen kann, wird das Modell mit seinem Modellnull-punkt direkt auf den Komponen-tennullpunkt gelegt. Diese Stellung entspricht natür-lich nicht der richtigen Maschine. Um das Modell an die richtige Stelle zu platzieren, wird über Position Zusammensetzen Verbinden oder Ausrichten das Modell verschoben. Auf den nächsten Bildern sieht man das Prinzip, welches selbst-erklärend ist.

Verbinden

Pfeil

1.Fläche

2.Fläche



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1.Fläche

2.Fläche

Per „Versetzen“ Befehl wurde das Modell erst einmal um 350 mm in die Tischmitte geschoben. Ziel ist es, die Spindel nachher genau über der Tischmitte zu haben.



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Bild 46 Erweitern um X-Achse

Bild 47 Erweitern um Spindel

Bild 48 Verschieben der Spindel

Jetzt wird eine X-Achse, die einen Bezug zur Y-Achse hat, eingerichtet. Dazu wählt man die Y-Achse und erweitert diese um eine X-Achse. Anschließend wird wieder das entsprechende Modell gewählt und platziert.

Die Z-Achse bekommt jetzt durch erweitern noch eine Spindel. Da es bei der Funktion „Zusammensetzen“ keine Möglichkeit gibt den Mittelpunkt eines Kreises zu greifen, muss man durch zwei eigene Koordina-tensysteme die Spindel mittig zum Spindelkasten ausrichten. Die nächsten Bilder werden dies verdeutlichen.

Die Spindel wird manuell in die Nähe des Spindelkastens verschoben.



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Bild 49 Anlegen von P1

Bild 50 Anlegen von P1 über „Kreis“ Bild 51 Kreisfläche

Bild 52 Mantelfläche

Es wird ein Koordinatensys-tem „P1“ angelegt und mit der Spindel verbunden. Anschließend wird es über eine XY Ebene und der Man-telfläche des Kreises mittig platziert.

XY-Ebene

Mantelfläche



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Bild 53 Anlegen von P2

Bild 54 Verschieben von P2

Bild 55 Koordinatensystem P2

Für den Spindelkasten (Z-Achse) wird jetzt das Koordinatensystem P2 über drei Ebenen angelegt. Anschließend wird es über ver-schieben in die Mitte geschoben.

Vor Verschie-bung

Nach Verschiebung



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Bild 56 Spindel von P1 nach P2

Bild 57 Spindel mittig

Bild 58 Fertige Maschine

Die Spindel kann jetzt von P1 nach P2 verschoben werden. So sitzt sie genau mittig des Spindelkastens.

Da die Spindel in der Y-Achse noch nicht genau mittig über dem Komponentenursprung liegt, werden die Modelle der Y-Achse, der X-Achse, der Z-Achse und der Spindel in Y verschoben. Den fehlenden Wert kann man über die Messfunktionen ermitteln. In unserem Beispiel müssen wir alle Modelle um 155 mm in Y Richtung verschieben.

Hier sieht man jetzt die fertige Maschine. Wenn man unter Koordinatensys-teme die Spindelrichtung zuschal-tet, kann man sehr schön sehen, dass sie deckungsgleich mit un-serem Ursprung ist.

Position KS Von P1 P2



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Bild 59 Erweitern um Werkzeug

Bild 60 Bezugspunkt

Bild 61 Bezugspunkt verschieben

Als letztes erweitert man die Spindel noch um ein Werkzeug. Dies ist nötig um Vericut mitzuteilen, wo die Werkzeuge eingespannt werden.

Das Werkzeug wird beim Einwechseln an den Bezugspunkt gesetzt. Im Moment liegt die-ser direkt auf dem Maschinentisch.

Das Werkzeug wird jetzt um 310 mm in Z Richtung verschoben. Der Wert wurde durch die Messfunktion ermittelt.



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Bild 62 Bezugspunkt nach der Verschiebung

Bild 63 Werkzeugwechsel

Bild 64 Bezugspunkt des Werkzeuges

Nach der Verschiebung kann man sehen, wie der Bezugspunkt genau im Zentrum der XY Ebe-ne der Spindel sitzt. Auf dem nächsten Bild wird die Einwechslung eines Werkzeuges gezeigt. Das Werkzeug wird direkt unten an die Spindel gesetzt.

Hier sieht man das Werkzeug mit seinem Bezugspunkt und der Ausspannlänge. Weitere Informationen zu den Werkzeugen erhalten Sie im Kapitel 2.4.2 „Werkzeuge“.

Werkzeug- Aufruf

Bezugspunkt

Ausspann-länge



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2.2.2. Verfahren der Maschine durch „MDI“

Bild 65 MDI

Bild 66 Richtung umkehren

Über „MDI“ wird die Maschine per Hand verfahren. Dadurch kann überprüft werden, ob sich die Achsen in die richtige Richtung bewegen. Hat man bei der anfänglichen Zuordnung der Komponentennullpunkte nichts falsch gemacht, sollte alles richtig funktionieren. Ansonsten gibt es noch die Möglichkeit die Achsrichtungen zu tauschen, welches das nächste Bild zeigt. Da die Maschine noch keine Verfahrbegrenzungen (Endschalter) hat, können die Achsen auch weiter bewegt werden, wie man auf dem Bild sehen kann. Die Grundstellung der Maschine kann man jederzeit über „Modell zurücksetzen“ in der Simulationskontrolle erreichen.

Richtung umkehren

Achse

Richtung Schritt-weite



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2.2.3. Festlegen von Verfahrbegrenzungen (Endschalter)

In Vericut ist es möglich Verfahrbegrenzungen der Achsen festzulegen. Dadurch kann bei der Simulation festgestellt werden, ob Programme sich innerhalb der gültigen Maschinen-grenzen bewegen. So ist es möglich, große Teile optimal zu platzieren.

Bild 67 Öffnen der Maschineneinstellungen

Bild 68 Maschineneinstellungen

Bild 69 Eintragen der Endschalter

Anschließend werden im Reiter „Verfahrbegrenzungen“ drei Achsen hinzugefügt.

Nun werden die Achsen richtig bezeichnet und die Werte einer realen Ma-schine eingetragen. In unserer fiktiven Maschi-ne wurden diese per „MDI“ ermittelt.



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Bild 70 Endschalter überfahren1

Bild 71 Endschalter überfahren2

Im oberen Bild wird das Überfahren der Endschalter erlaubt. Die entsprechende Achse be-kommt beim Überfahren die Farbe Rot. Außerdem gibt uns das System eine Meldung aus. Im unteren Bild wird das Überfahren nicht erlaubt, die X-Achse kann nicht weiter verfahren werden. Auch hier bekommen wir wieder eine entsprechende Fehlermeldung.



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2.2.4. Initial Maschinen Position (Anfangsstellung)

In diesem Kapitell werden wir unserer fiktiven Maschine noch eine Anfangsstellung geben, die die Maschine beim Aufrufen oder beim „Modell zurücksetzen“ anfährt.

Bild 72 Maschinentabellen

Bild 73 Initial Maschinen Position

Bild 74 Tabelle zufügen

Es wird wieder ins Menü der Maschineneinstellun-gen gewechselt. Diesmal brauchen wir den Reiter „Tabellen“. Durch „Neu/Ändern“ fügen wir eine neue Tabelle ein.

Nun den Tabellennamen „Initial Ma-schinen Position“ wählen und die ent-sprechenden Koordinaten unter Werte eintragen.

Durch „Zufügen“ wird die Tabelle übernommen.



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Bild 75 Anfangsposition der Maschine

Bild 76 Maschine speichern

Durch „Modell zurücksetzen“ nimmt die Maschine jetzt ihre korrekte Anfangsposition ein. Anschließend sollte die Maschine wieder gespeichert werden.



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2.3. Aufbau der Deckel FP2NC Die Deckel FP2NC konnten wir anhand fertiger CATIA Modelle in Vericut aufbauen. Recht vielen Dank für die Modelle, die Studenten der STB in einer anderen Projektarbeit erstellt haben. Um die Modelle einfacher zu gestalten, wurden sie in das CAD System „Inventor 2009“ eingeladen und aufbereitet. Dabei wurden Einzelteile zu Blöcken zusammengefügt und anschließend als STL ausgegeben. Theoretisch ist es auch möglich CATIA Parts direkt in Vericut einzuladen. Da Vericut aber hauptsächlich mit STL Daten arbeitet und das Aufbereiten der Daten im Inventor recht schnell geht, wurde dieser Weg gewählt. Es wurden folgende Zuordnungen vorgenommen:

Basis - Z-Fuehrung.stl Y-Achse - Y-Achse.stl X-Achse - Maschinentisch.stl Z-Achse - Z-Achse.stl Spindel - Spindel.stl Kabinenverkleidung - Tischverkleidung.stl Hintere Kabinenverkleidung - Verkleidung_hinten.stl Maschinenkästen - Schaltkasten.stl und Maschinengestell.stl Bedienpult - Maschinenbedienpult.stl Sonstiges - Schild1 bis Schild4

Bild 77 Modelle der FP 2NC

Basis

Y-Achse

X-Achse

Z-Achse

Spindel

Kabinen- Verkleidung

Hintere Kabinenver-

kleidung

Maschinen- Kästen

Bedienpult



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Da im Komponentenbaum die Modelle leider nicht umbenannt werden können, wurden neue Obergruppen gebildet, die man leicht ein- und ausblenden kann. So ist es sehr schnell möglich, die komplette Kabinenverkleidung auszublenden, wenn man sie für die Simulation nicht benötigt (siehe Bild 62 und Bild 63).

Bild 78 Mit Kabinenverkleidung

Bild 79 Ohne Kabinenverkleidung

Des Weiteren wurden Verfahrbegrenzungen und eine „Initial Maschinen Position“ einge-tragen. Die entsprechenden Werte haben wir von Herrn Dipl. Ing Fischer an der STB Ber-lin erhalten. Die Vorgehensweise zum Erstellen einer Maschine wurde bereits im Kapitel 2.2 ausführlich erläutert.



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2.4. Vorlage der Deckel FP2NC erstellen Auf den folgenden Seiten wird eine funktionierende Vorlage der Deckel FP2NC erstellt. Das heißt es werden Spannmittel, eine Steuerung, Werkzeuge und ein fester Nullpunkt eingefügt.

2.4.1. Spannmittel einfügen

Es wird ein Schraubstock aus STL Daten eingefügt, der aus zwei verschiedenen Teilen besteht. Einmal aus dem Grundkörper mit fester Backe und einmal aus der losen Backe, die in ihrem Abstand angepasst werden kann. Als erstes wird die Verkleidung ausgeblendet, damit man eine bessere Sicht auf den Ma-schinentisch hat.

Bild 80 Spannmittel einfügen

Bild 81 Feste Backe ausrichten

Durch Doppelklick auf Fixture (Spannmittel) gelangt man wieder in das Modellierungsfenster. Es werden jetzt die gleichen Schrit-te, wie schon bei der Modellierung der Maschine ausgeführt.



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Bild 82 Feste Backe ausgerichtet

Bild 83 Feste Backe verschieben

Bild 84 Feste Backe fertig ausgerichtet Bild 85 Umbenennen

Anschließend wird die feste Backe um jeweils 80 mm in X und Y Richtung verschoben.

Wenn gewünscht, kann man Fixture auch einen anderen Namen geben. In unserem Beispiel „Schraubstock Feste Backe“.



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Bild 86 Erweitern um lose Backe

Bild 87

Bild 88 lose Backe

Bild 89 lose Backe verschieben

Nun wird die Anbindung um ein weiteres Spannmittel erweitert. Es ist aber auch genauso möglich, beide Modelle unter einem Spannmittel einzu-ordnen. Nur kann man dort wiederrum nicht die Namen ändern (siehe Bild 70)

Feste Backe

Lose Backe

Die lose Backe wurde nun ein-gelesen, ausgerichtet und um-benannt.

Die lose Backe wurde erst einmal um 100 mm verschoben. Der Wert kann dann für entspre-chende Werkstücke angepasst werden.



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2.4.2. Werkzeuge anlegen

Um mit Vericut arbeiten zu können, müssen die entsprechenden Werkzeuge, die im NC Programm aufgerufen werden, vorhanden sein. Diese werden in einer Werkzeugdaten-bank angelegt und können jederzeit aufgerufen werden. Dazu öffnet man den Werkzeugmanager über Projekt Werkzeuge oder es wird ein Doppelklick auf Werkzeuge im Projektbaum gemacht. Im Werkzeugmanager können nun neue Werkzeuge angelegt und abgespeichert werden. Es ist auch möglich schon vorhan-dene Werkzeuge zu importieren oder eine Werkzeugdatenbank von einem anderen Pro-jekt zu öffnen. Die folgenden Bilder erklären das Anlegen eines Bohrnutenfräsers T303 Ø10 mm.

Bild 90 Neues Werkzeug

Bild 91 Schaftfräser

Bild 92 Werte eintragen

Als erstes wird im linken ID Fenster, durch drücken der rechten Maustaste, ein neues Fräswerkzeug angelegt.

Es wird ein drehendes Werkzeug vom Typ Schaftfräser gewählt.

Hier werden die Abmaße des Fräsers ein-getragen. Dabei spielt die Schneidenlänge eine große Rolle, da Vericut auch überprüft, ob der nicht schneidende Schaft des Fräsers mit einer Kontur kollidiert.



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Bild 93 Halter einfügen

Bild 94 Werte für Halter

Bild 95 Halter verschieben

Im gleichen Werkzeug kann dem Fräser ein Halter zugeordnet wer-den. Wir wählen Zylinder. Es können auch andere Halter eingefügt wer-den, die sich nicht mit der Spindel drehen (z.B. Winkelköpfe)

Es werden wieder die entspre-chenden Werte eingetragen und durch zufügen wird der Halter eingefügt.

Da der Halter an die gleiche Stelle eingefügt wurde wie der Fräser, muss der Halter um die Ausspannlänge des Fräsers ver-schoben werden.

Zufügen

Verschieben



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Bild 96 Profil ändern

Bild 97 Profilpunkte anpassen

Möchte man eine kompliziertere Kontur als einen normalen Zylinder darstellen, kann man dies durch Rotationsprofil erledigen. Dabei wird die Kontur grob gezeichnet und anschließend werden die XZ-Koordinaten angepasst. Dabei ist es wichtig, dass die Kontur nicht geschlossen wird, es wird sozusagen die halbe Kontur gezeichnet. Auf dem unteren Bild kann man sehen, wie durch ändern der Halter angepasst wird.

Kontur zeichnen

Werte an-passen

Ändern



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Bild 98 Zweiter Halter einfügen

Bild 99 Halter 2 verschieben

Bild 100 Komplett Werkzeug

Es wird nun ein zweiter Halter eingefügt, der den oberen Ring der Aufnahme darstellen soll. Man könnte diesen auch gleich mit in den Halter1 integrieren. Da dieser aber pro Maschine im-mer gleich ist, kann er für andere Halter einfach dazu geladen wer-den.

Dieser muss nun um 80 mm nach oben geschoben wer-den. Bohrnutenfräser (30 mm) + Halter1 (50 mm) = 80 mm

Die Ausspannlänge beträgt im Moment noch 0 0 0 (X Y Z). Das heißt, das Werkzeug würde im Mo-ment komplett in der Spindel verschwinden. Im nächsten Bild wird gezeigt, wie die Ausspann-länge richtig gesetzt wird.



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Bild 101 Ausspannlänge richtig setzen

Bild 102 Fertige Ausspannlänge

Bild 103 Übernehmen der Werkzeuge in das aktuelle Projekt

In Vericut können alle möglichen Arten von Werkzeugen eingesetzt werden. Da es auch Werk-zeuge gibt, die nicht mittig gesetzt werden (z.B. Drehmeißel in Revolvern), kann man die Aus-spannlänge durch X, Y, Z Koordinaten bestimmen. Möchte man den Punkt der Ausspannlänge aber genau mittig setzen, wie in unserem Beispiel, fährt man mit der Maus an die Mantelfläche und drückt dann die mittlere Maustaste.

Ausspann- länge

Die Ausspannlänge beträgt jetzt 0 0 96. Der Wert 96 ist dabei auch schlüssig, da wir drei Werk-zeugtypen mit den Längen 30+50+16=96 übereinander gestapelt haben. Jetzt können wir die Werk-

zeugdatenbank unter einem beliebigen Namen spei-chern. Beim Verlassen wer-den wir dann gefragt, ob die Werkzeuge in das aktu-elle Projekt übernommen werden sollen.



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2.4.3. Steuerungen einladen

Da jede Maschine eine Steuerung braucht um ihre Achsen und Werkzeuge richtig zu ver-fahren bietet Vericut schon eine Vielzahl von fertigen Steuerungen an. Diese werden wie folgt eingeladen:

Bild 104 Steuerung öffnen Bild 105 Bibliothek

Bild 106 alle Steuerungen von Vericut

Bild 108 andere Möglichkeit

Konfiguration Steuerung Öffnen Bibliothek hei530.ctl für iTNC530 der Firma Heidenhain.

Steuerungen

Format ctl

Natürlich kann die Steuerung auch wieder über den Projekt-baum geöffnet werden.

Bild 107 Eingeladene Steuerung



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2.4.4. Nullpunkt anlegen

Der Schraubstock der Deckel FP2 steht eigentlich immer an der gleichen Stelle. Die Pro-gramme, die an dieser Maschine gestartet werden, gehen immer vom gleichen Nullpunkt aus. Damit erspart man sich die Zeit den Nullpunkt zu ermitteln. Deshalb macht es Sinn, diesen gleich mit in die Vorlage einzufügen.

Bild 109 Koordinatensystem Definieren1 Bild 110 Koordinatensystem Definieren2

Bild 111 fester Nullpunkt

Es gibt wieder zwei Möglichkeiten, das Fenster, zum Definieren eines Koordinatensystems, zu öffnen. Entweder Projekt Koordinatensystem Definieren oder im Projektbaum rechte Maustaste auf Koordinatensystem und modifizieren.

Nun wählt man einen Namen für das Koordinatensystem, verbindet ihn mit unserem Spannmittel „Schraubstock_FesteBacke“ und bestimmt diesen über drei Ebenen. Der Nullpunkt würde jetzt immer mit dem Schraubstock mit wandern, falls dieser einmal ver-schoben wird.



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Bild 112 Nullpunkt über drei Ebenen Bild 113 Nullpunkt aktualisieren

Bild 114 verschieben des Nullpunktes

Bild 115 Programmnullpunkt

3 Ebenen Aktualisieren

Der Nullpunkt muss noch um 12 mm in Y-Richtung verschoben werden, da spätere Rohteile immer am Zylinderstift anliegen.

Wenn die Koordinatensysteme geöffnet werden und das Häkchen bei Programm gesetzt ist, kann man sehen, dass es zwischen den Nullpunkten noch Abweichungen gibt. Man muss der Maschine noch mitteilen, dass der Nullpunkt des Programms dem Nullpunkt „Fester_NP“ entspricht. Dies wird durch einen Eintrag in den G-Code Einstellungen erledigt (siehe Bilder auf der nächs-ten Seite).



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Bild 116 G-Code Einstellungen1 Bild 117 G-Code Einstellungen2

Bild 118 Tabellen

Bild 119 Programmnull

Bild 120 Programmnull fertig

Wieder zwei Möglichkeiten

Unter G-Code Einstellungen gibt es den Reiter Tabellen. Dort legt man jetzt einen neuen Eintrag an.

Neu

Da man das Koordinatensystem der Pro-grammnull verschieben will, wählt man unter Tabellenname „Programmnull“. Nun verschiebt man die Position von Kompo-nente „Tool“ nach Koordinatensystem „Fes-ter_NP“. Warum von Tool werden Sie sich jetzt sicher fragen? Weil das Werkzeug sich genau im Bezugspunkt befindet. Der Programmnullpunkt ist wiede-rum, ohne Verschiebungen anderer Art, de-ckungsgleich zum Bezugspunkt.

Zufügen

Durch drücken der Taste „OK“ werden die Einstellungen übernommen. Um das Ergebnis zu sehen, muss man das Modell noch zurücksetzen, wie es auf den Bildern der nächsten Seite gezeigt wird.



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Bild 121 Vor „Modell zurücksetzen“ Bild 122 Nach „Modell zurücksetzen“

Die fertige Vorlage können wir jetzt unter einen Namen unserer Wahl abspeichern. Wichtig dabei ist, die Änderungen der Maschine müssen immer separat gespeichert wer-den.

Vorher

Nachher



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3. Simulation von CNC-Fräsprogrammen mit Vericut 3.1. Aufbau Spannung1 (Setup1) Um eine Simulation zu starten, brauchen wir pro Spannung, ein Setup mit Spannmittel, Nullpunkt, Roh- und Fertigteil sowie Maschine mit Steuerung und Werkzeugen. Da wir eine Vorlage mit Maschine, Steuerung, Werkzeugen und Spannmittel schon haben, öffnen wir diese und geben ihr einen neuen Namen.

Bild 123 Projekt speichern

Bild 124 Simulation1.vcproject

Bild 126 Erweitern

Als erstes sollten wir unsere Vorlage unter einem neuen Namen abspeichern. In unserem Fall „Simulation1“

Um einen besseren Überblick im Projektbaum zu haben erweitern wir alle Unterkomponenten. Anschließen wird ein neues Rohteil eingefügt.

Bild 125 Rohteil einfügen



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Bild 127 Blockgröße

Bild 128 Rohteil

Bild 128 Rohteil verschieben

Bild 128 Rohteil an der fertigen Position

Um ein Rohteil einzufügen wählen wir Block und geben die Abmaße Länge, Breite und Höhe ein. Zur besseren Übersicht kann man ver-schiedene Farben den Modellen zuwei-sen. Durch „Zufügen“ wird das Rohteil einge-fügt, wie auf dem nächsten Bild zu se-hen ist.

Das Rohteil muss jetzt noch in die richti-ge Position des Schraubstocks gescho-ben werden. Dazu wird es erst einmal grob nach oben verschoben und dann wieder über „Zu-sammensetzen“ auf die richtige Position platziert.

Auf dem linken Bild sieht man, wie das Rohteil an der richtigen Position sitzt. Das Rohteil wurde sozusagen an unseren schon vorhandenen Nullpunkt geschoben.

Rohteil

Verschieben

Zusammen- setzen



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Bild 128 Fertigteil einfügen

Bild 129 Fertigteil verschieben

Bild 129 Fertigteil Zusammensetzen

Mit dem Fertigteil wird fast genauso verfahren. Anstatt Block wählen wir die STL Datei unseres Fertigteils.

Auch unser Fertigteil wird erst einmal nicht an der richtigen Position eingefügt. Wir verfahren wie immer durch „Verschieben“ und richtiges „Zusammensetzen“.

Nach dem „Zusammensetzen“ wurde das Fertigteil an drei Seiten zum Rohteil ausgerichtet.



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Bild 130 Fertigteil an die richtige Position

Bild 131 Fertigteil Bild 132 Rohteil ausblenden

Bild 133 fehlende Werkzeuge anlegen

Anschließend verschieben wir unserer Fertigteil in X und Y um 2,5 mm und in Z um -1 mm. Das Fertigteil liegt jetzt in der XY-Ebene mittig zum Rohteil und in Z 1 mm unterhalb des Roh-teiles.

Um das Fertigteil jetzt sehen zu können, muss man das Rohteil ausblenden

Jetzt werden noch die feh-lenden Werkzeuge hinzuge-fügt.



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Bild 134 fehlende Werkzeuge anlegen1 Bild 135 fehlende Werkzeuge anlegen2

Bild 136 Programm einfügen

Bild 137 G-Code Einstellungen ändern Bild 138 Radiuskorrektur

Es folgt das Wichtigste, nämlich das NC-Programm, welches über-prüft werden soll, wird eingefügt.

Oder

Doppelklick

Programm im Explorer auswählen und einfügen.

Zufügen

Programm

Jetzt müssen wir Vericut noch mitteilen, dass er die Radiuskorrektur einschaltet. Warum wir das extra mitteilen müssen, entzieht sich leider unserer Kenntnis, es wäre doch schön, wenn dieses das Programm selbst erkennt. Schließlich steht ja im NC Code die Radiuskorrektur („RL/RR“ für an und „R0“ für aus).



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3.2. Simulation Seite1

Bild 139 Endschalter angefahren

Bild 140 Schraubstock verschieben

Nun können wir die Simulation starten. Gleich am Anfang des Pro-gramms fahren wir mit dem Werkzeug an den Endschalter. Was haben wir falsch gemacht? Wir haben den Schraubstock an der realen Maschine noch einmal vermessen und festgestellt, dass der Aufbau leicht von unseren Daten abweicht. Der Schraubstock wird nun ein-fach um den richtigen Wert ver-schoben.

Endschalter

Rot

Schraubstock verschieben

Dadurch, dass die komplette Komponente des Schraubstocks verschoben wird, wandern alle relevanten Dinge, die in Bezug zum Schraubstock stehen mit. Das heißt, man muss nicht extra den „Schraubstock_LoseBacke“, das Rohteil, das Fertigteil und den Nullpunkt verschieben. Auf der nächsten Seite kann nun endlich mit der Simulation gestartet werden. Dazu können wir über Info Programm das aktuelle Programm einblenden, welches uns die aktuelle Werkzeug-position zeigt. Außerdem können wir die Simulation auch im Einzelsatz starten.



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Bild 141 Simulation starten

Bild 142 laufende Simulation

Material- abtrag

Aktuelle Position

Aktuelle Position

Abspielen bis Ende

Einzelsatz



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3.3. Kollisionskontrolle

Bild 143 Kollision mit Spannmittel

Bild 144 Setup Bewegung1 Bild 145 Setup Bewegung2

Auf dem Bild 143 kann man sehr schön eine Kollision zwischen Werkzeugschneide und Schraub-stock sehen. Da wir unter „Setup Bewegung“ eingestellt haben, dass die Simulation ab dem 1. Fehler anhalten soll, stoppt diese auch an der richtigen Stelle. Wie man in Zeile 970 sehen kann, scheint etwas mit dem „Q-Parameter“ Q1 nicht zu stimmen.

Fehler

Stopp



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Bild 146 fertige Simulation

3.4. Aufbau Spannung2 (Setup2)

Bild 147 Setup1 kopieren

Bild 148 Setup1 als neu einfügen

Nachdem wir den Wert für den Parameter Q1 in Zeile 240 von 41 auf 21 korrigiert haben, lief unsere Simulation ohne Kollision durch.

Ende

Keine Fehler

Am einfachsten ist es, Setup1 zu kopieren und über „neues Setup hinzufügen“ wieder einzufügen. Wir müssen anschließend zwar wieder etwas löschen, aber besser als alles neu anzulegen.



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Bild 149 Fertigteil umdrehen

Bild 150 Umspannkoordinatensystem

Als erstes drehen wir mal unser Fertigteil um und platzieren es an die richtige Stelle.

Beim Umspannen ist es sehr wichtig, dass Setup2 auch ein neues Koordinatensystem „umspan-nen“ erhält. Dabei muss darauf geachtet werden, dass genau derselbe Name wie bei Setup1 gewählt wird. Das Koordinatensystem wird dahin geschoben, wo man von Setup1 zu Setup2 umspannt. An-schließend wird noch der Haken bei „Für Bauteilumspannung benutzen“ gesetzt und die X-Achse umgekehrt.

Umkehren

Haken



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Bild 151 Programm 2 einladen

Bild 152 Teil nach Setup1

Bild 153 Teil nach dem Umspannen

Da wir nun Pro-gramm2 benötigen, löschen wir im Setup2 Programm 1 und la-den Programm 2 ein.

Hier sieht man noch einmal das Teil nach der Bearbeitung Setup1 mit dem Koordinaten-system „umspannen“.

Und hier nun das umge-spannte Teil im Setup2.

Von

Nach



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Bild 154 Fertige Teil

3.5. Soll-Ist-Vergleich (Auto-Diff) Auto-Diff bietet die Möglichkeit simulierte Konturen mit der Originalkontur zu vergleichen. So ist es möglich schon im Vorfeld zu bemerken, wenn man mit dem Werkzeug die Fer-tigkontur verletzt. Außerdem kann auch leicht festgestellt werden, welche Bearbeitungen vergessen wurden oder ob sich gewisse Toleranzen, die man vorher festlegen kann, in den richtigen Grenzen bewegen.

Bild 156 AUTO-DIFF Einstellungen

Bild 157 Permanente Verletzungskontrolle

Hier sieht man jetzt das fertige Teil nach durchlau-fen der beiden Seiten (Setup1 + Setup2).

Bild 155 AUTO-DIFF starten

Bei der Vergleichstoleranz wählen wir „Beides“ um die Bereiche zu erkennen, die verletzt wurden und wo sich noch Restmaterial befindet.

Unter dem Reiter „Permanente Verlet-zungskontrolle“ stellt man die nötigen Toleranzen ein.

Verletzungs-kontrolle



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Bild 158 Beide Teile deckungsgleich

Bild 159 Konturverletzung1

Bild 160 Konturverletzung2

Bei der Simulation kann man jetzt sehr schön das Fertigteil und das zu bear-beitende Rohteil sehen. „AUTO-DIFF“ vergleicht in Echtzeit beide Modelle und liefert sofort eine Fehler-meldung beim Verletzen der Kontur.

Selbst kleinste Bereiche werden angezeigt. Da von der Rückseite die Bohrungen entgra-tet werden, meldet „AUTO-DIFF“ eine Kon-turverletzung. Wir kön-nen die Meldung über-springen, da diese ja von uns gewollt war.

Hier wurde die Tasche an die falsche Position gesetzt. Der Fehler wird sofort gemeldet und die Simulation gestoppt.

Fehlermel-dung



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Bild 161 Schnittmenge erstellen

Bild 162 Schnittmenge

Genauso ist es möglich, einen Vergleich zwischen Fertig- und simuliertem Teil durchzuführen. Dazu muss man als erstes die „Permanente Verletzungskontrolle“ ausschalten. Nun wird bis zum Ende simuliert und anschließend kann über „Vergleich“ die Schnittmenge berechnet werden.

Vergleich Fortschritts-

balken

Schnittmenge Verletzte Kontur

beim Entgraten



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Bild 163 Bericht des Vergleichs

4. Simulation von CNC-Drehprogrammen mit Vericut

Der Aufbau und die Simulation unterscheiden sich in den wesentlichen Punkten erst ein-mal nicht. Der größte Unterschied liegt darin, dass diesmal das Werkstück rotiert und die Werkzeuge nicht. Außerdem werden die Werkzeuge unterschiedlich in einem Revolver angeordnet. Von einem Unterschied zum Fräsen kann man eigentlich nicht sprechen, da es auch sehr viele exotische Fräsmaschinen gibt, an denen die Werkzeuge unterschiedlich angeordnet sind. Da der Aufbau in Vericut sehr frei gestaltet ist, können Maschinen aller Art aufgebaut werden. Maschinen mit mehreren antreibenden Werkzeugachsen, die gleichzeitig das Werkstück bearbeiten. Theoretisch ist es möglich in Vericut ganze Bearbeitungsstraßen mit unterschiedlichen Dreh-, Fräs- und Fräsdrehmaschinen aufzubauen. Bei der Simulation eines Drehprogramms haben wir eine fertige Drehmaschine aus der Bibliothek von Vericut gewählt. Die Steuerung sollte eine Sinumerik 840D sein, da wir am Anfang dieser Projektarbeit ja auf die Unterschiede der einzelnen Steuerungen eingegangen sind. Auch diese bietet Ver-icut in seiner Bibliothek an. Auch hier wird der Aufbau des zu bearbeitenden Werkstückes im Projektbaum erledigt. Wieder gibt es ein Setup in denen die einzelnen wichtigen Komponenten angelegt werden müssen. Die nächsten Bilder werden dies verdeutlichen.

Im Bericht wird einem gezeigt an welchen Stellen die Konturverlet-zung aufgetreten ist und wie viel Restmaterial noch auf der Kontur ist.

Bericht



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Bild 164 Aufbau beim Drehen

Bild 165 Werkzeuge Drehen Bild 166 Werkzeuge Fräsen

Nullpunkt

Rotierendes Werkstück

Werkzeuge

Revolver

Hier sieht man noch einmal den wesentlichen Unterschied zwischen Drehen und Fräsen. Auf dem linken Bild wird die Anbindung, der sich drehenden Spindel zugeordnet. Beim Fräsen ist diese der X-Achse zugeordnet (in unserem Bei-spiel). Bei den Werkzeugen verhält es sich ganz umgekehrt, beim Drehen sind diese im Revolver (Turret) und nicht in der Spindel, während sie beim Fräsen der Spindel zugeordnet sind.

Werkzeuge

Spindel

Anbindung



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Bild 167 Drehwerkzeuge im Manager

Bild 168 Werkzeuganordnung im Revolver

Die Werkzeuge anzuordnen ist etwas komplizierter als beim Fräsen, da das Werkzeug jetzt nicht im Zentrum der Spindel angeordnet wird, sondern im Werkzeugrevolver. Die Ausspannlängen beziehen sich dabei auf den Komponentennullpunkt des Halters und wer-den in XYZ Werten angegeben.

Ausspannlänge

Das Werkzeug wird dann mit seinem Komponentennullpunkt in Bezug zum Revolver gesetzt.

Abstand



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Bild 169 Laufende Simulation beim Drehen

5. Anpassung vorhandener Steuerungen

Viele Steuerungen sind so umfangreich, dass Vericut nicht immer alle Anweisungen kennt. Oftmals fehlen Kleinigkeiten, wie z.B. ein besonderer Zyklus oder die Zyklen unterschei-den sich in einzelnen Wörtern. Um mal ein Beispiel zu geben, kann es schon Unterschiede bei der iTNC530 geben. So gibt es verschiedene Softwarestände. Jede Steuerung unterzieht sich im Laufe der Zeit immer wieder kleinerer Anpassungen. Die Firma CGTech handhabt dies so, dass die Steuerungen, die Vericut verstehen soll, kundenspezifisch angepasst werden. Dies wird durch einen Wartungsvertrag gewährleis-tet. Bei vielen Firmen ist die Art und Weise des NC-Codes immer gleich. Da heutzutage bei komplexen Teilen fast immer ein CAM System zum Einsatz kommt, ist der generierte NC- Code des CAM Systems in seiner Art immer gleich. Als Beispiel sei zu nennen, dass z.B. ein Taschenzyklus im CAM System fast immer durch einzelne Linear- und Kreissätze ausgegeben wird. In Vericut ist es möglich gewisse Wörter und Anweisungen selbst zu ändern oder hinzuzu-fügen. Wir werden auf den nächsten Sätzen die Wörter „M800“ und „M801“ einfügen. Dabei soll „M800“ für Kühlung ein stehen und „M801“ für Kühlung aus.

Die Simulation läuft dann genau so ab wie beim Fräsen. Dabei greifen auch alle Kollisionskontrollen, die wir bis hierher kennengelernt haben.



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Bild 170 Wort-Format1 Bild 171 Wort-Format2

Bild 172 Fehler bei „M800“

Bild 173 Wort/Adresse1 Bild 174 Wort/Adresse2

Unter „WORT-FORMAT“ werden alle Wörter in der Steuerung definiert. Da das „M“ schon vor-handen ist brauchen wir kein Neues anlegen. Würden wir jetzt das Wort „STB800“ benutzen wollen, müsste hier erst die Adresse „STB“ angelegt werden.

Da die Steuerung unser Wort „M800“ für „Kühlung an“ nicht kennt, gibt es bei der Simulation eine Fehlermeldung.

Fehler

Um unserer bekannten Adresse jetzt die Ziffernfolge „800“ zuzuordnen, gehen wir über Konfiguration Wort/Adresse ins Menü. Dann fügen wir unter „M_Misc“ eine neue Adresse ein (siehe Bild 175)



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Bild 175 Makro zuordnen

Bild 176 „M800“ zufügen Bild 176 „M800“ verschieben

Jede Art von Wörter und Zyklen sind in Vericut durch Makros hinterlegt. Eine Schwierig-keit dabei ist es, dass viele Zyklen mehrere Makros in Kombination brauchen. Laut dem Support von CGTech gibt es nicht einen Techniker, der wirklich alle Makros kennt. Oftmals werden auftretende Probleme auch durch Unterprogramme gelöst. Der Zyklus „208 Bohrfräsen“ wurde vom Support von CGTech durch die Datei „hei530.sub“, die in der Steuerung „hei530.ctl“ aufgerufen wird, erstellt. In dem Ordner Beispiele\Simulation1\ finden Sie entsprechende Dateien.

Nun fügen wir das Wort M (Adres-se) mit dem Zusatz 800 (Ziffern-folge) ein. Anschließend wird dem neuen Wort „M800“ noch das Makro „CoolantOn“ zugeordnet. Dazu muss man nur die ersten Buchstaben des entsprechenden Makros eingeben. Vericut bietet einem dann die passenden Makros an.

Ziffernfolge Adresse

Buchstaben

Makro

Jetzt das entsprechende Makro wählen und hinzufügen. Wichtig ist dabei, dass unter M * nichts mehr stehen darf, da die dahinterliegenden Wörter überlesen werden. Einfach mit der Maus greifen und nach oben schieben.

verschieben



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Bild 177 Steuerung speichern

Bild 178 Simulation bis M801

Bild 179 „M800“ kopieren Bild 180 „M800“ einfügen

Bild 181 „M801“ Bild 182 Sortieren

Die Steuerung wird jetzt mit dem neuen Wort „M800“ abgespeichert. Anschließend kann die Simulation bis zur neuen Mel-dung gestartet werden.

Wie man sieht, wird die Simulation bis „M801“ ohne Fehler durchgefah-ren.

Am einfachsten wir kopieren unser „M800“, fügen es neu ein und an-schließend ändern wir entsprechende Werte und wählen das Makro „CoolantOff“ Anschließend noch richtig sortieren

und die Steuerung abspeichern. Bei der darauf folgenden Simulation treten dann keine Fehler mehr auf.



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Eine Übersicht über die zum jetzigen Zeitpunkt in Vericut vorhandenen Makros findet man in der Hilfe unter dem aktuellen Vericutverzeichnis. Über die folgende Datei kommt man in das Inhaltsverzeichnis: C:\cgtech622\hhelp\cgtech_help_library.pdf.

Von dort aus gelangt man in alle Kapitel. Makros findet man unter: Vericut Makros Natürlich kann die Datei „vericut_macros.pdf“ auch direkt geöffnet werden. Ansonsten bestehen die Steuerungen laut CGTech aus mehr als 1000 verschiedenen Mak-ros die mit mehr als 100000 Variablen verschachtelt miteinander arbeiten. Man sieht also, die Steuerungen anzupassen ist nicht ganz so einfach. Vorhandene Makros in Vericut zu ändern, ist nicht möglich, da diese geschützt sind und nur von CGTech USA angepasst werden. Um das Problem der eigenen Steuerung aufzugreifen möchte ich an dieser Stellen einen Auszug einer E-Mail des Supports von CGTech zitieren in der auf die Frage nach dem entwerfen einer eigenen Steuerung und ändern der Makros eingegangen wird. (CGTech Thomas Schmitz, 2009) „Die Makros in Vericut sind geschützt. Man kann sie sich nicht anschauen oder verändern. Die Steuerung in Vericut besteht aus mehr als 1000 Makros die mit ca. 100000 Variablen verschachtelt miteinander arbeiten. Wenn an den Makros was zu ändern ist, wird dies ausschließlich in der Entwicklungsabteilung CGTech USA gemacht um Kompatibilität zu gewährleisten und das mit einer Änderung nicht beste-hende Funktionen nicht mehr funktionieren. Vericut bietet die Möglichkeit, das Makros von den Kunden selber geschrieben werden können. Dies wird in Vericut unter dem Thema CME-API abgehandelt und ist in der Hilfe beschrieben. Diese Funktion wird aber nur sehr selten benutzt (auch von uns) da es schnell sehr aufwändig wird und es Wirtschaftlich dann fragwürdig wird. Normalerweise werden Spezialfunktionen über Unterpro-gramme realisiert in denen dann auch direkt die Vericut Makros angesprochen und verarbeitet werden können. Beispiele mit verschiedenen Steuerungen finden sie im library Verzeichnis unter ihrer Vericut Instal-lation. Die Makros für das Anfahren oder Abfahren an eine Kontur in der Hei530 sowie z.B. Kreis oder Rechtecktaschen wurden auf Kundenwunsch von uns schon öfters eingebaut bzw. sind einige Funktionen standardmäßig so dass wir sie nur noch Kundenspezifisch angepasst haben.“



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6. Was bietet Vericut sonst noch? In diesem Kapitel stellen wir kurz vor, was Vericut noch zu bieten hat. Da dieses Pro-gramm sehr umfangreich ist, gibt es sicherlich noch eine Vielzahl von erwähnenswerten Funktionen von Vericut. 6.1. OptiPath OptiPath ist ein Modul welches sich eignet Werkzeugbahnen hinsichtlich des Fräsereingriffes zu untersuchen. Dabei werden Geschwindigkeitsvorteile bis zu 30% und mehr erreicht. Es wird untersucht inwieweit der Fräser mit seinem Umfang im Eingriff des Materials ist. Oftmals kann die Schnittgeschwindigkeit erhöht werden, oft gibt es auch Leerwege, die dann mit dem Eilgang gefahren werden können. OptiPath findet diese Wege und passt selbstständig den NC-Code an, das heißt Werk-zeugbahnen werden auf gesplittet und durch zusätzliche Wege ergänzt, die mit einem schnelleren Vorschub gefahren werden können. Es werden dabei aber keine anderen Bahnen generiert, es werden lediglich die Vorschübe angepasst. Beispiel: Ohne OptiPath: Mit OptiPath: L X0 Y0 R0 F100 L X0 Y0 R0 F100 L X1000 F100 L X200 F100 L X800 F300 L X1000 F100

Bild 183 OptiPath

Zwischen X200 und X800 wird der Vorschub er-höht, da dort vielleicht weniger Material steht.

In den OpiPath Manager kommt man über den Werkzeugmanager Zufügen OptiPath. Jedes Werkzeug, welches im an-zupassenden Programm vor-kommt, muss dazu eingestellt werden. Hier kann dem Werkzeug genau mitgeteilt werden, wie es auf andere Schnittbedingungen zu reagieren hat. Das heißt bei welcher Schnittbrei-te bzw. Schnittverhältnis wird die Geschwindigkeit erhöht. Es kön-nen feste Werte eingetragen wer-den, die das Werkzeug auf keinen Fall überschreiten darf. Dadurch werden die Programme nicht nur schneller, das Werkzeug wird auch geschont.



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6.2. X-Caliper (Messfunktionen) Über den X-Caliper können alle Arten von Messungen durchgeführt werden. Wir werden hier mal drei der zahlreichen Messfunktionen vorstellen.

Bild 184 Abstand/Winkel 1 Bild 185 Abstand/Winkel 2

Bild 186 Lichte Weite

Bild 187 Materialstärke

Hier wird das Maß zwi-schen zwei Ebenen ge-nommen.

„Lichte Weite“ heißt einfach, dass von einer bestimmten Stelle bis zur nächsten Wand gemessen wird. Man kann sich das so vorstellen, dass man mit einer Taschenlampe oder einem Laser von einem Punkt, solange misst, bis der Strahl auf etwas trifft.

Materialstärke ist selbst-erklärend. Es wird halt das Maß gemessen von einer Stelle bis zum Ende des Materials.



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6.3. Dateizusammenfassung Eine sehr nützliche Funktion ist die Dateizusammenfassung. Sie ist dafür zuständig alle relevanten Komponenten eines Projektes zusammenzufassen. Dies ist oft nötig, wenn man das Projekt von einem Ort mit zu einem anderen nehmen möchte (E-Mail, PC Wech-sel, auf CD brennen etc.) Da die Projekte in Vericut durch viele Komponenten aufgebaut sind, die unter anderen Pfaden gespeichert sind, kann es vorkommen, dass ohne Dateizusammenfassung diese fehlen. Eine gewisse Steuerung oder eine bestimmte Maschine wird ja nur einmal abge-speichert und sie wird dann für die Simulation dazu geladen. Die nächsten Bilder zeigen eine Dateizusammenfassung. Dabei fassen wir gleich unser Beispiel zusammen, welches wir auf CD brennen wollen.

Bild 188 Dateizusammenfassung1 Bild 189 Dateizusammenfassung2

Bild 190 Dateizusammenfassung3

Beim Aufruf der Zusammenfassung werden wir nach den Dateien gefragt, die zusammengefasst werden sollen. Wir wählen „Kopiere alle Dateien“

Anschließend noch den richtigen Pfad angeben und alle wichtigen Dateien landen in unserem gewünschten Verzeichnis. Möchten wir das Projekt dann öffnen, kann dies aus dem neuen Verzeichnis heraus gesche-hen, es werden alle wichtigen Komponenten gefunden.



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7. Fazit Bei Vericut handelt es sich um eine sehr nützliche Software, die einem die Überprüfung von NC Programmen erleichtert. Durch die Software kann der Programmierer sozusagen ruhiger schlafen, da man ja ständig Gefahr läuft einen Maschinencrash zu fahren oder sonstigen Ausschuss zu verursachen. Was dabei nicht zu verleugnen ist, dass man auch eine Menge Zeit einplanen muss, um Teile sorgfältig zu überprüfen. Gerade bei der Einzelteilfertigung, bei der man innerhalb eines Tages, mehrere Teile programmiert, fehlt es doch oft an Zeit, noch extra stunden-lange Simulationen laufen zu lassen. Die Stärken von Vericut würden wir deshalb auch gleichzeitig als die Schwächen des Pro-grammes sehen. Man wird von dem riesen Umfang regelrecht erschlagen. Sicherlich, man kann mit der Software wahrscheinlich jede Art von Maschine nachbauen und diese auch unter jeder erdenklichen Steuerung laufen lassen. Dadurch müssen aber auch viel zu viele Einstellungen vorgenommen werden. Warum muss ich meinem Nullpunkt mitteilen, dass er sich über „Tool“ mit dem Bezugs-punkt verbindet. Eine Funktion „Antasten“ wäre doch schön, man wählt drei Ebenen und anschließend ist dies unser Nullpunkt zum Fräsen. Schließlich macht man dies täglich an der Maschine. Teil einspannen, antasten und los. Sicherlich verstehen wir die Problematik, die dahinter steckt. Man wäre dann nicht mehr kompatibel zu allen anderen Maschinen, die es so auf dem Markt gibt. Viele Firmen tasten auch nicht an, die haben ihren festen Nullpunkt (wie in unserem Beispiel Simulation1), der da immer bleibt. Ansonsten sind wir überzeugt, dass man in der heutigen Zeit nicht mehr an Simulations-programmen vorbeikommt. Da die Maschinen immer laufen müssen, kann man es sich nicht mehr leisten, die Maschine lange und umständlich einzufahren. Die komplette Arbeit, von der Konstruktion, über Programmierung bis zur Simulation gehört ganz klar an den Schreibtisch. Nach unserer Meinung werden sich Programme in der Fertigung immer mehr durchsetzen, dabei werden die Grenzen zwischen den verschiedenen Funktionen verschwimmen. Im Moment wird meist noch in einer CAD Umgebung konstruiert, anschließend wird im CAM Programm das NC Programm erstellt, welches dann mit einer Simulationssoftware überprüft wird. Wir denken, dass es in Zukunft, künftig Lösungen gibt, die unter einer Anwendung laufen. Viele Dinge, die heute noch per Hand erledigt werden müssen, wer-den Automatisch ablaufen. Ansonsten sind wir der Meinung, dass wir den Großteil der Software zeigen konnten, auch wenn zur Vollständigkeit noch sehr viele Seiten fehlen.



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8. Quellen

Sinumerik Handbuch, 11/2006, 6FC5398-1BP10-2AA0 Heidenhain Benutzer-Handbuch iTNC530 3/2003 Grundlagen Programmierhandbuch1 Deckel Diaolog11 Vericut Version 6 Trainingsunterlagen CGTech Deutschland GmbH CGTech Help Library Version 6.2.2. August 13, 2008

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Staatliche Technikerschule Berlin - christianreich.comchristianreich.com/Projektarbeit_Vericut_2009.pdf · Vericut Reich, Christian Mohr, Thomas Dipl. Ing. Gisbert Fischer . Thomas