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Maximale Produktivität bei allen Anwendungen

Maximale Produktivität bei allen Anwendungen

Maximale Produktivität bei allen Anwendungen

Hinter dem Begriff CNC-Drehen verbirgt sich ein weites Spektrum von Anwendungen, das von der Bearbeitung komplexer Einzelteile bis hin zur Massenfertigung einfacher Teile reicht. Tendenziell nimmt die Komplexität der zu fertigenden Werkstücke mit der Losgröße ab. Auf der anderen Seite erhöht sich jedoch der Grad der Automatisierung. Alle Anwendungen stellen somit hohe Ansprüche an die jeweilige Werkzeugmaschine.

Drehen mit SINUMERIK

Mit dem Anspruch an die Leistungsfähigkeit der Maschine steigt auch der Anspruch an die CNC. Neben Basisdrehfunktionen bieten SINUMERIK CNCs daher umfangreiche Technologiefunktionen und Automatisierungsschnittstellen, um die Bearbeitung komplexer Einzelwerkstücke sowie die Massenfertigung von Einfachteilen zu ermöglichen.


Wenige CNC-Funktionen zur Beherrschung von Drehprozessen

Über die grundsätzlichen CNC-Funktionen zur Bahnsteuerung hinaus genügen bereits wenige spezifische CNC-Funktionen, um den Drehprozess zu beherrschen. Dazu gehört beispielsweise das Einhalten einer konstanten Schnittgeschwindigkeit, also die Anpassung der Spindeldrehzahl beim Drehen entlang der Durchmesserachse. Eine weitere Kernfunktion für die Fertigung rotationssymmetrischer Bauteile ist das Gewindeschneiden. Dabei muss die lagegeregelte Werkzeuglängsachse mit der drehzahlgesteuerten Spindel synchronisiert werden. SINUMERIK CNCs bieten über den DIN-Sprachbefehl G33 hinaus einen leistungsfähigen Gewindezyklus. Dieser Zyklus ermöglicht das Programmieren beliebiger Längs-, Plan-, Kegel- oder verketteter Gewinde direkt an der Maschine. Gewindetabellen erleichtern die Eingabe von Gewindesteigung und -tiefe. Weitere Parameter steuern die lineare oder degressive Zustellung an wechselnden Gewindeflanken.

Der SINUMERIK Gewindezyklus
... ermöglicht die einfache Parametrierung unterschiedlichster Gewindeformen. Die vollgrafische ShopTurn Arbeitsschrittprogrammierung ist intuitiv und einfach.

Die DIN-ISO-Programmierung
... mit programGUIDE bietet maximale Produktivität bei minimaler Bearbeitungszeit. Sie wird damit allen Fertigungsanforderungen gerecht.


Programmierzeit als wichtiger Faktor

Die Wahl der CNC-Programmiermethode hängt maßgeblich vom Fertigungslos ab. Bei der Einzelteilfertigung ist die Programmierzeit der produktivitätsbestimmende Faktor. Mit der ShopTurn Arbeitsschrittprogrammierung gibt es dafür eine sehr intuitive grafische Programmierung. Bei der Massenfertigung hingegen ist die Programmlaufzeit entscheidend. Daher können SINUMERIK CNCs auch über DIN/ ISO-Sprachbefehle programmiert werden. Eine Zyklenunterstützung (programGUIDE) bildet den nahtlosen Übergang zwischen DIN/ISO und vollgrafischer ShopTurn Programmierung und macht SINUMERIK CNCs somit zu Allroundern für alle Losgrößen.


Königsdisziplin Konturdrehen

Eine der Königsdisziplinen einer Drehsteuerung ist die Bearbeitung frei definierter Bearbeitungsprofile ohne CAD/CAM-System. Mit einem integrierten Konturrechner erstellte Bearbeitungsprofile werden von einem Bearbeitungszyklus in die gewünschten Bewegungssequenzen umgesetzt. Der SINUMERIK Abspanzyklus bietet neben dem klassischen Längs- oder Planabspanen auch die Möglichkeit zum Konturstechen und Stechdrehen.
In vielen Fällen kann ein Bearbeitungsprofil jedoch nicht mit einer Plattengröße respektive mit einer Bearbeitungsstrategie gefertigt werden. Daher bietet der SINUMERIK Zyklus die Möglichkeit, das Zerspansegment einzugrenzen, sprich sukzessive mit der richtigen Bearbeitungsstrategie zu fertigen. Die automatische Restmaterialerkennung übergibt dabei das angepasste Rohteil an den jeweils nachfolgenden Bearbeitungsschritt.

Der SINUMERIK Konturzyklus
... bietet drei grundlegend unterschiedliche Bearbeitungsmethoden: das klassische Abspanen, das Stechen und, wie hier gezeigt, das Stechdrehen.


Erweitertes Bearbeitungsspektrum

Durch angetriebene Werkzeuge wird das Bearbeitungsspektrum von Drehmaschinen auf Bohr- und Fräsbearbeitungen erweitert. Im Sinne der Bauteilgenauigkeit ist eine Maschine mit Y-Achse sicherlich die erste Wahl. Aber auch Maschinen ohne Y-Achse bieten mit Transmit, der Transformation des rechtwinkligen Werkstückkoordinatensystems auf die Maschinenachse X und die lagegeregelte Spindel, die Möglichkeit zur Stirnseitenbearbeitung.
Mit Tracyl können beliebige Konturen auf der Mantelfläche der Drehwerkstücke gefertigt werden. Die Y-Achse im Werkstückkoordinatensystem wird dabei auf die Drehung der lagegeregelten Spindel abgebildet. In beiden Fällen kann der CNC-Programmierer in einem rechtwinkligen Werkstückkoordinatensystem programmieren. Das bedeutet, dass alle für das Bohren und Fräsen entwickelten Bearbeitungszyklen auf der Stirn- und Mantelfläche von Drehwerkstücken verwendet werden können.

Die Programmierung
... findet im kartesischen Werkstückkoordinatensystem statt. Die Transformation Tracyl generiert daraus Bewegungen im Maschinenkoordinatensystem.


Voraussetzung für 5-Achs-Bearbeitung geschaffen

Einen Quantensprung in der Flexibilität der Anwendung von Drehmaschinen ermöglicht eine B-Achse. Über diese Rundachse kann die Neigung des Werkzeugträgers orientiert werden. In Verbindung mit der lagegeregelten Hauptspindel (C-Achse) ist damit die Voraussetzung für eine 5-Achs-Bearbeitung gegeben. Wie bei Fräsmaschinen können Bohr- und Fräsbearbeitungen in beliebig geschwenkten Werkstückebenen durchgeführt werden. Der SINUMERIK Schwenkzyklus ermöglicht dabei das komfortable Programmieren der Ebenenschwenks.

Weisen alle Maschinenachsen eine genügende Dynamik auf, so können auch Freiformflächen mit dynamischer Werkzeugorientierung bearbeitet werden. Die SINUMERIK 840D sl bietet die dazu notwendige 5-Achs-Transformation mit Tool-Center-Point-Programmierung. Befindet sich in der Frässpindel ein Drehwerkzeug, so lässt sich der Begriff 5-Achs-Bearbeitung auch auf Drehoperationen übertragen. Mit der Orientierung der B-Achse kann der Hauptschneidenwinkel eingestellt werden. Mit der Orientierung des Drehmeisels in der lagegeregelten Frässpindel wird zusätzlich der Nebenschneidenwinkel und somit der Spanfluss angepasst. Die aus den beiden Orientierungswinkeln resultierende räumliche Werkzeuglänge wird vom SINUMERIK Schwenkzyklus automatisch berechnet.

Der Schwenkzyklus Cycle800
... erlaubt das statische Anstellen von Drehwerkzeugen bei Maschinen mit B-Achse und sorgt somit für eine universelle Nutzung der Schneidplatten.


Stark verkürzte Bearbeitungszeit

Zur Steigerung der Produktivität werden Drehmaschinen mit mehreren autarken Werkzeugträgern ausgestattet. In Verbindung mit einer Gegenspindel führt dies zu einer enormen Verkürzung der Bearbeitungszeit. In der CNC wird jeder Werkzeugträger einem eigenen CNC-Kanal mit eigenständigem CNC-Programm zugeordnet. Die parallel arbeitenden CNC-Programme müssen so aufgebaut und miteinander synchronisiert werden, dass möglichst geringe Wartezeiten entstehen. Die- se CNC-Programmoptimierung wird schnell zur Sisyphusarbeit. Genau hier setzt das SINUMERIK Funktionspaket programSYNC an.

Ein Mehrkanaleditor mit zeitsynchroner Programmdarstellung ermöglicht das zielgerichtete Setzen von Synchronisationsmarken. Die automatische Berechnung der Bearbeitungszeiten einzelner Programmsequenzen erleichtert das Zeitmanagement. Darüber hinaus ermöglicht programSYNC das sichere und bedienerfreundliche Einfahren einzelner Werkzeugträger respektive einzelner Bearbeitungsspindeln. An Drehmaschinen mit zwei Werkzeugträgern ist auch das 4-achsige Drehen möglich, also das gleichzeitige Bearbeiten zweier Werkzeuge am selben Bearbeitungsprofil. Neben der Erhöhung des Spanvolumens bei gleichbleibender Schneidplattenbelastung dient das „Balanced Cutting“ zum Ausgleichen der Schnittkräfte bei langen Werkstücken.

Der SINUMERIK Abspanzyklus erlaubt das 4-achsige Drehen frei definierbarer Konturen. Die Strategie der Werkzeugbahnführung lässt sich dank intuitiver Bedienerführung mit wenigen Parametern einstellen.

Die mehrkanalige Simulation
... von Bearbeitungen ermöglicht das SINUMERIK Funktionspaket programSYNC, das die Prozesse gleichzeitig in mehreren CNC-Kanälen darstellt.

Die zeitsynchrone Darstellung
... von CNC-Programmen für mehrkanalige Bearbeitungen ist übersichtlich und ermöglicht das effiziente Programmieren von Mehrkanalanwendungen.


Enorme Bandbreite technologischer Facetten

Die letzte Stufe der Produktivitätssteigerung ist die Automatisierung des Werkstückflusses. Bei horizontalen Drehmaschinen dienen hierzu Stangenlader und Teilefänger. Ein spezieller Zyklus in der ShopTurn Arbeitsschrittprogrammierung organisiert den Teilefluss zwischen Haupt- und Gegenspindel in Zusammenarbeit mit dem Stangenlader. Bei vertikalen Drehzentren erfolgt die automatische Zu- und Abführung von Werkstücken über ein vom Maschinenhersteller bereits integriertes Transportsystem.

Eine weitere Möglichkeit zur Automatisierung des Teileflusses ist die Nutzung eines Handlingroboters. Hier bietet die SINUMERIK 840D sl einen höchstmöglichen Grad der Systemintegration. Manage MyRobot ermöglicht die Bewegung der Roboterachsen sowie die Durchführung der Teachvorgänge über die Bedieneinheit der SINUMERIK. Der Roboterprogrammablauf ist ebenfalls in der CNC abgebildet und kann somit bestmöglich mit dem CNC-Programmablauf synchronisiert werden. Hinter dem simplen Begriff Drehen verbirgt sich also eine enorme Bandbreite technologischer Facetten. Mit einer ebenso breiten Palette an Technologiefunktionen und Automatisierungsschnittstellen stellen sich SINUMERIK CNCs den Anforderungen moderner Drehmaschinen.

Der Gegenspindelzyklus
... in ShopTurn ermöglicht das grafisch interaktive Programmieren der Gegenspindel – vom einfachen Abstützen bis zum automatisierten Werkstückfluss.


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