Langdrehmaschinen: So lässt sich der CNC-Prozess effizient optimieren

Viele Werkstätten nutzen dabei jedoch nicht die volle Kapazität ihrer Maschinen, und es werden Aufträge mit höheren Stückzahlen auf kapitalintensiven Drehfräszentren und Langdrehmaschinen oftmals ineffizient und mit unnötig langen Zykluszeiten gefertigt. Der Grund: die Maschinen sind schwierig zu programmieren und die meisten CAM-Systeme unterstützen diese speziellen mehrkanaligen Maschinen bislang nur sehr eingeschränkt.

Langdrehmaschinen effizienter einsetzen

Einen gewaltigen Fortschritt hin zu maximaler Zerspanleistung bei gleichzeitig komfortabler CAM-Programmierung komplexer Maschinen und Werkstücke verspricht InventorCAM 2021. InventorCAM ist vollständig in die Benutzeroberfläche von Autodesk Inventor integriert. Das bedeutet, dass sich sämtliche NC-Bearbeitungen innerhalb der Inventor-Benutzeroberfläche definieren, berechnen und simulieren lassen. Alle CAD-Geometrien, die für die NC-Bearbeitung benötigt werden, sind vollständig assoziativ zum Autodesk CAD Modell. Sollte sich an den CAD-Daten etwas ändern, lassen sich die Werkzeugwege automatisch synchronisieren. Alle Arbeitsschritte von der Idee bis zum fertigen Produkt werden vollständig und ohne Datenverlust auf die Arbeitsabläufe in der Fertigung übertragen. Laut Hersteller bedeutet dies die 100 prozentige Prozesssicherheit.

Der intelligente und patentierte iMachining-Werkzeugweg-Generator schützt und treibt selbst sehr kleine Werkzeuge auf modernen Drehfräszentren und CNC-Langdrehmaschinen effizient an. iMachining reduziert im Vergleich zu konventionellen Schruppstrategien die Bearbeitungszeit dabei um 70 Prozent und mehr. Und das alles bei gleichzeitiger Erhöhung der Werkzeugstandzeit um das gut Zehnfache. Eine große Behauptung, aber funktioniert das auch in der Praxis?

Mehr Zeitspanvolumen ab Teil 1

Das tut es, denn iMachining ist eine bewährte und stetig weiterentwickelte, effiziente Fräs-Strategie für die Reduzierung von Zykluszeiten unter Einsatz von Vollhartmetallfräsern, kleiner seitlicher Zustellungen, schneller Vorschubraten und hoher axialer Zustelltiefen. Der Schlüssel für ein höchstmögliches Zeitspanungsvolumen liegt in der Erzeugung optimierter, spiralförmiger Werkzeugbahnen mit variablen Schnittwinkeln und Vorschüben an jedem Punkt der Werkzeugbahn, was eine gleichbleibende Werkzeugbelastung zur Folge hat. So werden Belastungsspitzen vermieden wie sie auftreten, wenn sich der Materialeingriff abrupt ändert, wie z. B. beim Einfahren eines Werkzeugs in die Ecke einer Tasche. Ohne diese Technologie müssen die Vorschübe an den ungünstigsten Belastungsszenarien ausgerichtet werden, wodurch sich die Zykluszeiten unnötig verlängern. Darüber hinaus führt eine konstante Belastung auf den Fräser zu wesentlich geringeren Vibrationen, was wiederum eine drastische Erhöhung der Werkzeugstandzeit und bessere Oberflächengüte zur Folge hat.

Der Clou an der iMachining-Technologie von InventorCAM ist der patentierte iMachining-Wizard. Dieser berechnet automatisch die optimalen Vorschübe und Geschwindigkeiten unter Berücksichtigung von Schneidwerkzeug, Rohmaterial und Leistungsdaten der CNC-Maschine und garantiert so den Erfolg schon beim ersten Teil – ohne Versuch und Irrtum. iMachining verfügt über eine eingebaute Intelligenz, um den effizientesten Fräsbahnverlauf für jedes Teilgeometriemerkmal sicherzustellen. Dank hochentwickelter Algorithmen kann 3D iMachining bei komplexen 3D-Formen mehrere Standard-Schruppbearbeitungen mit einem einzigen Klick ersetzen.

Laufzeitoptimierte CNC-Programme

Insbesondere CNC-Langdreher verfügen über eine Vielzahl an Werkzeugen und zusätzlichen Modulen auf Kosten des Platzes und der Übersichtlichkeit innerhalb der Maschine und die Gefahr für teure Kollisionen steigt. Dem wirkt bereits im Vorfeld der interaktive Werkzeugassistent mit seiner Maschinenvorschau entgegen, die alle Werkzeuge am Revolver sowie die Position und Drehrichtung der Achsen übersichtlich darstellt. Im Programmier-Prozess kann sich der Anwender alle angelegten CNC-Bearbeitungen direkt in der integrierten Simulation anzeigen oder alternativ im digitalen Zwilling der erweiterten InventorCAM-Maschinensimulation kontrollieren lassen. Produktionsoptimierte CNC-Programme mit kürzesten Zykluszeiten erreicht der Anwender über die integrierte und intuitiv bedienbare Kanal-Synchronisation.

Der Vorteil bei InventorCAM: die Kanalsynchronisation kann während des gesamten Programmierprozesses simuliert werden. So kann der Programmierer die gleichzeitige Ausführung mehrerer Operationen auf verschiedenen Achsen leichter abstimmen und schon ab dem ersten Teil kollisionsfreie, laufzeitoptimierte CNC-Programme für komplexeste Teile erstellen.

Highlight des Hauptrelease InventorCAM 2021 ist die nach mehrjähriger Entwicklungszeit komplett überarbeitete Werkzeugverwaltung.

Die Software-Entwickler hatten in den letzten Jahren das CAM-System durch zahlreiche Schnittstellen für den Datenaustausch mit den Tool Data Management-Lösungen diverser Anbieter geöffnet und für die integrierte digitale Fertigung optimiert. Bei der voranschreitenden Digitalisierung der CNC-Fertigung ist die Werkzeugverwaltung ein wichtiges Bindeglied zwischen den einzelnen Prozessabläufen. In der Regel stehen dem Anwender heutzutage die Original-Werkzeugdaten der Hersteller zur Verfügung, die dann mitsamt der bereitgestellten 3D-Modelle von Werkzeug und Halter nahtlos in InventorCAM 2021 übernommen werden können. Der einfache und schnelle Datenimport ermöglicht die direkte Nutzung von Werkzeugen wie Kreissegmentfräsern, Sonderwerkzeugen oder geometrisch anspruchsvollen Haltern inklusive Wendeschneidplatten für die Restmaterial- und Kollisionsbetrachtung sowie die Simulation. Dies bringt Zeiteinsparungen bei der Werkzeugdefinition und verbessert die Prozesssicherheit.

Multitasking Dreh-Fräszentren und Langdrehmaschinen

Mit InventorCAM lassen sich mehrkanalige, komplexe Drehfräs-Bearbeitungszentren von DMG, Chiron, Index, Bumotec, Willemin, Miyano, Nakamura-Tome, Doosan oder Mazak sowie Langdrehmaschinen von Citizen und Star einfach und effizient programmieren. Dem Anwender stehen bei der Programmierung von Bauteilen alle Möglichkeiten offen. Neben Standard-Jobs für Drehen und drei- bis fünfachsigem Fräsen bietet InventorCAM auf Langdrehern zusätzliche Funktionen wie schräge Einstiche, trochoidales Einstechen mit runden Stechwerkzeugen, 3D Flächenbearbeitung, 4-Achsen-Simultandrehen und die iMa­chining-Bearbeitungstechnologie.

Michael Leditzky, Geschäftsleitung Technik bei der SolidCAM GmbH: „Ein wichtiger Faktor für die erfolgreiche Implementierung unserer CAM-Lösung bei technisch anspruchsvollen Bearbeitungsmaschinen sind die langjährige Erfahrung und hohe Verfügbarkeit unseres Support- und Postprozessor-Teams. Bei uns gewährleisten mehr als dreißig CAM-Techniker an sieben Standorten in Deutschland kompetente Beratung, einen sauberen Start in die CAM-Programmierung komplexer Maschinen und Bauteile sowie anschließend einen reibungslosen produktiven CAM-Einsatz.“

Von Leif Knittel.

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