Der Start eines neuen Bearbeitungsprogramms ist immer ein spannender Moment. Eine realitätsnahe Simulation hilft dabei, den Nervenkitzel zu dämpfen und böse Überraschungen zu vermeiden. Bei Heidenhain kann eine solche aussagekräftige Bearbeitungsvorschau jetzt direkt auf der CNC-Steuerung TNC 640 stattfinden.
Die detailgetreue 3D-Simulationsgrafik der neuen Software-Version 4 für die Heidenhain TNC 640 unterstützt den Bediener dabei, fehlende Angaben oder Ungereimtheiten im Programm ohne Gefahr für Werkstück, Werkzeug und Maschine zu erkennen. Sie zeigt das Werkstück anschaulich und detailreich in beliebigen Betrachtungswinkeln und simuliert sowohl Fräs- als auch Drehbearbeitungen in einer Ansicht.
Für die Simulation definiert der Programmierer zunächst das Rohteil, also das unbearbeitete Werkstück. Dabei sind jetzt nicht mehr nur Quader, sondern auch zylindrische Körper wie Zylinder, Rohre und rotationssymmetrische Rohteile möglich. Die 3D-Simulationsgrafik arbeitet dann das Bearbeitungsprogramm virtuell ab. Dabei stellt sie das Werkstück präzise dar und bietet eine aussagekräftige Vorschau auf den tatsächlichen Bearbeitungsprozess. Betrachtungswinkel und Ansichtsoptionen können jederzeit während der ablaufenden Simulationen verändert und angepasst werden.
Simulation auf der Steuerung bietet Vorteile
Dass die 3D-Simulation auf der TNC-Steuerung erfolgt, hat für den Bediener einige Vorteile. So kann er jetzt an der Maschine erstellte Bearbeitungsprogramme schnell und einfach durchspielen. Aber auch bei Programmen, die er aus CAD/CAM-Systemen übernimmt, lohnt sich eine Simulation auf der Steuerung. Denn die 3D-Simulationsgrafik der TNC 640 berücksichtigt die tatsächliche Maschinenkinematik und prüft, ob die für die Bearbeitung vorgesehenen Werkzeuge tatsächlich in der Maschine vorhanden sind bzw. ob Werkzeugbestand und Werkzeugaufrufe richtig zugeordnet wurden.
Während der Simulation eröffnen viele neue Ansichtsoptionen einen genauen und frei wählbaren Blick auf Details. Damit hilft die TNC 640, fehlende Angaben, problematische Bearbeitungsvorgänge oder mangelhafte Oberflächen zu erkennen, bevor die tatsächliche Werkstückbearbeitung beginnt – und zwar in bisher nicht da gewesenem Detailreichtum. Über die grafische Simulation können unerwünschte Bearbeitungseffekte aus dem NC-Programm – z. B. nicht den Anforderungen entsprechende Oberflächen – frühzeitig vom Maschinenbediener erkannt werden.
Die Drehsimulation erfolgt in der gleichen 3D-Ansicht wie beim Fräsen. Dazu müssen lediglich die Fräs- und Drehbearbeitungen in einem NC-Programm kombiniert sein. Die Abtragssimulation zeigt auch Hinterschnitte realitätsnah an und profitiert von der auf der Steuerung hinterlegten Maschinenkinematik. Gleiche Maschinenkonfigurationen für Simulation und Abarbeitung eines NC-Programms sorgen für wirklichkeitsnahe Simulationsergebnisse – eine wichtige Grundlage für die erfolgreiche Fertigung von Fräs- und Fräs-Dreh-Bauteilen.
Damit der Bediener genau das ansehen kann, was ihn interessiert, kann er die Grafik seinen Wünschen anpassen. Dazu stehen ihm neue Softkeys zur Verfügung, die ihm über die Softkeyleisten einen schnellen Zugriff auf die benötigten Funktionen ermöglichen. Häufig benötigte Funktionen liegen auf der Hauptleiste, der vollständige Funktionsumfang steht dem Bediener über Untermenüs zur Verfügung. Alternativ kann er die Grafik auch mit der Maus bedienen. Ganz gleich, für welche Variante sich der Bediener auch entscheidet: Er rotiert, verschiebt oder zoomt das Bild, um detailreiche Ausschnitte zu betrachten, wie er es von gängigen CAD/CAM-Systemen gewohnt ist.
Abtragssimulation anpassen
Für die Abtragssimulation bietet die aussagekräftige 3D-Ansicht besondere Vorteile. Der Bediener kann wahlweise nur das Werkstück, nur die Werkzeugwege oder beides gemeinsam, also das Werkstück mit den Werkzeugwegen, betrachten. Dazu stehen ihm verschiedene Ansichtsoptionen zur Wahl. „Rohteil-Rahmen“ etwa zeigt die ursprünglichen Abmessungen des Rohteils als Rahmen und kennzeichnet darin die Hauptachsen. Während sich der Bediener ein einfaches Rohteil wie einen Quader noch vorstellen könnte, wird dies mit zunehmender Komplexität immer schwieriger. Die Anzeige der ursprünglichen Form und Größe ist daher hilfreich, um den Bearbeitungsprozess nachvollziehen und beurteilen zu können.
Für ein besseres räumliches Vorstellungsvermögen stellt die TNC 640 die Werkstückkanten als Linien dar. Die Ansichtsoption „Werkstück-Transparent“ erlaubt darüber hinaus einen Blick auf die innenliegenden Bearbeitungen – übrigens auch bei rotationssymmetrischen Werkstücken – und macht damit mehr Details am simulierten Werkstück sichtbar. Die Möglichkeit, unterschiedliche Arbeitsschritte am Werkstück mit verschiedenen Farben zu kennzeichnen, verdeutlicht dem Bediener leicht erkennbar die einzelnen Arbeitsschritte und erleichtert die Zuordnung der eingesetzten Werkzeuge.
So liefert die 3D-Simulationsgrafik der TNC nicht nur zu Rohteil und Werkstück aussagekräftige Darstellungen. Auch die Werkzeuge können auf Wunsch gezeigt werden. Um einen optimalen Blick auf die Situation werfen zu können, kann der Bediener das Werkzeug voll oder transparent einblenden und natürlich auch jederzeit ausblenden. So behält er in jeder Phase der Simulation den Überblick und kann der Darstellung leicht die gewünschten aussagekräftigen Informationen entnehmen.
Für die Simulation der Fräs- und Drehbearbeitungen stehen unterschiedliche Auflösungen und Modelltypen zur Verfügung. Bei maximaler Auflösung der 3D-Simulation kann die Steuerung die Satzendpunkte mit den entsprechenden Satznummern anzeigen. Das erleichtert die Analyse der Punktverteilung, z. B. um die zu erwartende Oberfläche vorab zu beurteilen – eine wertvolle Hilfe insbesondere bei extern erstellten Programmen.
Dr. Johannes Heidenhain GmbH www.heidenhain.de
Die Vorteile auf einen Blick
Die neue 3D-Simulationsgrafik der Heidenhain TNC 640 ermöglicht eine detailgetreue Bewertung des Fertigungsergebnisses bereits vor der eigentlichen Bearbeitung durch:
hochauflösende 3D-Ansicht
Werkzeugbahnen als 3D-Liniengrafik
Werkzeug- oder Werkstücktransparenz
werkzeugorientierte Farbgebung des Werkstücks
Hervorhebung von Kanten
darstellbare Spitzenwinkel
kubische und rotationssymmetrische Rohteildefinition (z. B. Rohr)
Simulation von Fräs- und Drehbearbeitung
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