Aus drei mach fünf

Bei fast allen Werkstücken werden heute mit dreiachsigen Fertigungsmethoden und einer leistungsfähigen Software gute Oberflächenergebnisse erzielt. In einigen Fällen aber erweist es sich als sehr zeitaufwändig, die dazu notwendigen Anstellungen zu ermitteln – umfassende Fertigungskenntnisse sind unabdingbar. Auch Dicht- und Sichtflächen müssen oft ohne Unterbrechung, also fünfachsig, bearbeitet werden.

Die Vorteile der dreiachsigen NC-Programmierung liegen auf der Hand. Das Werkzeug läuft ruhiger, und die Steuerung reagiert schneller als bei einer fünfachsigen Bearbeitung. Die Programmierung ist wesentlich einfacher und bleibt für Programmierer und Maschinenbediener überschaubarer. Mögliche Kollisionen sind leichter zu kontrollieren.

Wenn jedoch tiefe Kavitäten und steile Wände kollisionssicher mit kürzeren Werkzeugen gefertigt werden sollen, ist die fünfachsige Bearbeitung die bessere Wahl. Ebenso lassen sich mit einer dynamischen Werkzeugorientierung homogenere Übergänge erzeugen als mit festen Anstellungen.

Intelligente Konvertierung
Mit dem Drei-zu-Fünf-Achsen-Konverter von Tebis, der mit der neuen Version 3.5 Release 5 zur Verfügung steht, erstellen Anwender ihre dreiachsigen Fräsprogramme wie gewohnt und nutzen dennoch die Vorteile der fünfachsigen Simultanbearbeitung – und das ganz ohne Lizenz für das Modul zum 5-Achs-Simultanfräsen. Die einzige Voraussetzung ist eine fünfachsfähige Maschine. In den Konverter fließt die jahrelange Erfahrung der Tebis-Experten auf dem Gebiet sowohl der 3-Achs- als auch der 5-Achs-Programmierung mit ein. Prozess-Sicherheit wird garantiert. Kenntnisse für die 5-Achsen-Programmierung sind nicht notwendig.

Trends µ-genau

Praktikable Alternative
Um Missverständnissen vorzubeugen: Natürlich kann der neue Konverter die 5-Achs-Programmierung nicht vollständig ersetzen. Um hochkomplexe hinterschnittige Bauteile fünfachsig zu fertigen, sind nach wie vor der erfahrene 5-Achs-Programmierer sowie das entsprechende Modul gefragt. Aber für unterschiedliche Einsatzbereiche wie für die senkrechte Bearbeitung von Wänden und tiefen Kavitäten sowie von Freiformflächen im Sichtbereich kann der Konverter durchaus die richtige Alternative darstellen.

Im Zuge der Tebis Version 3.5 ist das Ziel, neue Strategien zur Kollisionsvermeidung zu entwickeln, von Release zu Release konsequent weiterverfolgt worden. Kollisionen sollen bereits vor der ersten Berechnung erkannt und vermieden werden. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise die interaktive Anstellungsermittlung zu erwähnen, mit der das Werkzeug mit einer neuen Prüffunktion manuell auf dem Bauteil positioniert wird. Mögliche Kollisionen werden graphisch dargestellt.

Tebis 2

Auch bei der Bearbeitung tiefer Kavi-täten zeigen sich die Vorteile der neuen Funktion. Der Einsatz kürzerer Werkzeuge verhindert unnötige Schwingungen.

Folgerichtig führt der Drei-zu-Fünf-Achsen-Konverter diese Idee weiter. Mit dem neuen Zusatzmodul lassen sich bei Verwendung eines Kugelfräsers bei den Schlicht- und Restmaterialbearbeitungen unterschiedliche Ausweichstrategien zur Kollisionsvermeidung definieren. Bei möglichen Kollisionen mit einer Werkzeugkomponente werden die erforderlichen Ausweichbewegungen automatisch berechnet – und das stets unter voller Berücksichtigung der speziellen Maschinenkinematik. Ein fünfachsiger Werkzeugweg entsteht, ohne dass das Werkstück in verschiedene Fräsbereiche aufgeteilt werden muss. Manuelle Eingriffe seitens des Anwenders sind zwar möglich, aber nicht zwingend erforderlich.

Dynamischere Bewegungen
Außer zur Kollisionsvermeidung lässt sich der Drei-zu-Fünf-Achsen-Konverter auch auf anderen Gebieten sinnvoll einsetzen. Bei bestimmten Bauteilbereichen – zu nennen wären hier beispielsweise Freiformflächen, deren Bearbeitung einen häufigen Orientierungswechsel des Werkzeugs verlangt – geht die Fertigung mit festen Anstellungen aufgrund ungünstiger Schnittbedingungen häufig zu Lasten der Oberflächengüte. Es bietet sich an, diese durch dynamische fünfachsige Werkzeugbewegungen auszugleichen.

Bei der Entwicklung behält Tebis eins immer im Auge: Einerseits sollen Standards eine möglichst hohe Prozesssicherheit gewährleisten. Andererseits muss sichergestellt sein, dass auf jede spezielle Anforderung flexibel reagiert werden kann. So lassen sich auch bei diesem neuen Zusatzmodul bereits mit den Grundeinstellungen sehr gute Ergebnisse erzielen. Gleichzeitig ist es möglich, die Programme individuell anzupassen. Dabei wurden bewusst einfache Parameter verwendet, die auch ohne Kenntnisse zum fünfachsigen Fräsen leicht verständlich sind. Auf diese Weise kann beispielsweise eine klassische Rundtischbearbeitung des Werkzeugs sehr einfach programmiert werden.

Das neue Zusatzmodul lässt sich problemlos in Fertigungsschablonen integrieren. Entsprechend den zu bearbeitenden Geometrien gibt der Anwender einmal vor, unter welchen Bedingungen fünfachsige Werkzeugwege generiert werden sollen. So bietet sich die Prüfung eventuell bei der Z-konstanten Bearbeitung von Flächen an. Die entsprechenden Schablonen sind jederzeit wiederverwendbar.