Automatisierte CAM-Programmierung (VI)

Prozessautomatisierung mit API. Liegen fertigungsrelevante Informationen als Dokument oder Datenbank bereits in anderen Systemen vor und können so nicht ohne Weiteres vom CAM-System übernommen werden, bietet sich eine weitere Möglichkeit für die Automatisierung. Von Microsoft Office-Produkten ist bekannt, dass sich Anwendungen durch sogenannte API’s (Application Programming Interface) steuern lassen. Dieses Werkzeug wird nun auch für die kommende hyperMILL-Version zur Verfügung und eröffnet Unternehmen dann weitreichende Möglichkeiten in der Prozessautomatisierung. Damit können Applikationen entwickelt werden, die beliebige Informationsquellen nutzen und auf dieser Basis mit hyperMILL komplett automatisiert NC-Programme erzeugen. Dank modernster .NET Technologie sind dafür alle etablierten Programmiersprachen wie Visual Basic, C# oder C++ nutzbar.

Automatisierte CAM-Programmierung (V)

Automatisieren durch Verknüpfen. Ein weiterer Weg einer automatisierten Programmierung sind assoziative Verknüpfungen. Assoziative Verbindungen sind vielen Anwendern aus der CAD-Konstruktion bekannt. Sie bedeuten, dass sich Geometrien abhängig voneinander verändern. Assoziativität zwischen CAD-Modell und CAM-Programmierung heißt, dass geänderte Modelldaten selbstständig in der CAM-Programmierung berücksichtigt werden. Erfolgt die CAM-Programmierung in einem durchgängigen CAD-CAM-Prozess, so ist dies heute weitestgehend selbstverständlich. Mit hyperMILL ist dieser Komfort jetzt auch für das Arbeiten mit „Fremddaten“ verfügbar – also auch bei mehr oder weniger komplettem Einlesen neuer oder veränderter Modelldaten aus anderen CAD-Systemen. Späte Änderungen lassen sich so mit geringem Aufwand berücksichtigen. Und auch das Programmieren ähnlicher Werkstücke wird erleichtert, wenn auf der CAD-Seite beispielsweise Vorgaben zu den verwendeten Farben und Layern eingehalten werden.

Mit dem assoziativen Kopieren von Jobs und Joblisten bietet hyperMILL eine weitere interessante Lösung für das automatisierte Programmieren. Hierbei werden alle Parameter des kopierten Jobs fest mit dem Original verknüpft. Eine geänderte Vorlage führt automatisch zu Änderungen in den abgeleiteten Jobs. Der Anwender hat aber trotzdem die Möglichkeit, bei Bedarf in jedem Arbeitsschritt einzelne Parameter vom Original abzukoppeln und lokal zu verändern. Natürlich lässt sich die Verbindung auch wieder herstellen. Anwendungsbeispiele dafür sind das Transformieren oder das Spiegeln. Dabei bietet vor allem das Transformieren besonders viele Möglichkeiten, da im Gegensatz zum Spiegeln nicht nur symmetrische Teile oder Elemente reproduziert werden können.

Die Funktion „Transformationen“ vervielfältigt Programme oder Programmteile für die Bearbeitung gleicher oder ähnlicher Geometrieelemente innerhalb eines Bauteils oder mehrere gleiche Bauteile in einer Aufspannung. Bearbeitungsschritte können frei im Raum reproduziert werden. Programme für Mehrfachaufspannungen in der Ebene oder für Spannvorrichtungen wie Aufspannwürfel sind so weitestgehend automatisch erstellbar. Änderungen an der Vorlage berücksichtigt die Software selbstständig in den abgeleiteten Jobs. Ein besonderes Merkmal ist, dass die verschobenen und/oder gedrehten Programme gegen das fertige Teil auf Kollision geprüft werden.

Automatisierte CAM-Programmierung (IV)

Prozessoptimierung mit Features. Mit dem „Customized Prozess Feature“ hat OPEN MIND für seine CAM-Software hyperMILL einen frei definierbaren Featuretyp entwickelt, der weit über Taschen und Bohrungen hinausgeht. Der Anwender kann damit alle benötigten Geometrien und Selektionen in einem Feature definieren. Mit Makros werden dann automatisch den jeweiligen Jobs die benötigen Geometrien zugewiesen. So können selektierte Geometrien in einem Feature für unterschiedliche Verwendungszwecke definiert werden. Einmal definiert kann dieses Feature auf vergleichbare Teile oder Geometrien, Varianten und Teilefamilien angewendet werden. Dies macht die Programmierung sehr einfach, schnell und sicher.

Diese Technologie wird beispielsweise mit dem Reifenpaket von hyperMILL eingesetzt: eine sehr effiziente Lösung, um Prozesse durch automatisierte Programmierung zu optimieren. Wiederkehrende Prozesse sind damit standardisierbar und Fertigungsstandards im Unternehmen festlegbar.

Automatisierte CAM-Programmierung (III)

Automatisierte Zuordnung. Bereits heute ist es möglich, für ähnliche Geometrien (Klassen) verschiedene Bearbeitungsfolgen zu hinterlegen. Das ist notwendig, da sich bei gleicher Endgeometrie die Technologie beispielsweise in Abhängigkeit vom Material oder auch der erforderlichen Genauigkeit ändern kann. Bei ähnlichen Geometrien kommen zudem meist weitere Entscheidungskriterien für die richtige Technologieauswahl hinzu.

Die für 2010 geplante hyperMILL-Version wird als neues Leistungsmerkmal intelligente Makros bieten. Sie ermöglichen es, dass der Anwender für jeden Bearbeitungsschritt definierte Regeln und Bedingungen hinterlegen kann. In Abhängigkeit von den Geometrieinformationen wie Durchmesser, Tiefe, offene oder geschlossene Taschen werden die generierten Arbeitsschritte regelkonform angepasst.

Beispielsweise sucht dieser Automatismus beim Bohren das für Durchmesser und Tiefe passende Werkzeug aus der Werkzeugdatenbank. Für die Bearbeitung wird dann der Arbeitsschritt mit oder ohne Vorbohren ausgewählt. Diese „intelligenten“ Makros ermöglichen somit eine automatisierte Programmierung auf einem sehr hohen Niveau. Sie minimieren zugleich die Anzahl der insgesamt erforderlichen Makros, da sich mit Regeln in einem Makro auch alternative Prozesse abbilden lassen.

Automatisierte CAM-Programmierung (II)

Arbeiten mit Makros. Technologiemakros in der CAM-Programmierung sind eine bestimmte Folge von Bearbeitungsschritten mit Werkzeugen und Technologiedaten für charakteristische Geometrien. Makros ermöglichen in der Praxis ein „Programmieren per Mausklick“. Dabei sucht die Software selbständig zu dem jeweiligen Geometriefeature das passende Makro aus der Technologiedatenbank. Dadurch werden komplette Arbeitsschritte automatisiert erstellt. Voraussetzung dafür ist, dass der Anwender einmal die Bearbeitungsschritte für häufig vorkommende Geometrien in einer Technologiedatenbank speichert. Unternehmen können sich dadurch ihr Fertigungswissen langfristig abrufbar sichern.
Damit dieses Wissen für jeden Anwender nachvollziehbar und damit zielsicher abgerufen werden kann, bietet die CAM-Software hyperMILL von OPEN MIND zum Beispiel die Möglichkeit, in der Datenbank zusätzlich zu den Makros Kommentare und erklärende Bildern abzulegen.

Automatisierte CAM-Programmierung (I)

Automatisches Programmieren zieht sich seit vielen Jahren wie ein roter Faden durch die Argumentation bei CAM-Software, denn so lassen sich Zeit und Kosten sparen. In erster Linie wird dabei auf Funktionen abgehoben, mit denen sich Geometrieinformationen aus dem CAD-System, sogenannte (Geometrie-)Features wie Bohrungen und Taschen, weiterverarbeiten lassen. Bearbeitungsstrategien für typische, sich wiederholende Geometrien werden in einer Technologiedatenbank abgelegt. Mit wenigen Mausklicks können diese Bearbeitungsfolgen dann einfach und schnell den entsprechenden Geometrien zugewiesen werden. Mittlerweile sind auch regelbasierte Automatismen verfügbar, welche die Programmierung von komplexeren Geometrievarianten beherrschen.

Die OPEN MIND Technologies AG beschäftigt sich seit Jahren mit dem Thema Automatisierung in der CAM-Programmierung und verfolgt mit seiner CAM-Software hyperMILL verschiedene Wege. Denn nicht jedes Unternehmen benötigt aufgrund des individuellen Teilespektrums den gleichen Grad an Automatisierung.

Feature-Technologie – von 2D bis zur 5Achs-Fertigung
Das Arbeiten mit (Geometrie-)Features ist eine bewährte Methode, um den Programmieraufwand nachhaltig zu senken. Bauteile mit vielen verschiedenen und unterschiedlich angeordneten Bohrungen oder Taschen, beispielsweise Schäumformen mit oft mehreren 100 Bohrungen, machen schnell deutlich: Eine automatisierte Featureerkennung und Weiterverarbeitung der Informationen im CAM-System reduziert den Programmieraufwand erheblich.

Vorteilhaft dabei: Im CAD-System definierte Geometrieinformationen wie Bohrung oder Taschen mit deren ergänzenden Attributen wie Orientierung, Durchmesser, Tiefe, Gewinde und Passung werden direkt in das CAM-System übernommen. In der Konstruktion am CAD-System lassen sich so die Grundlagen für die automatisierte Generierung des NC-Programms schaffen.

Zusätzliche Automatismen zur Auswertung von Farbcodes und Layerstrukturen (Ebenen), leistungsfähige Funktionen für Selektionen, Verwaltung und Darstellung ermöglichen ein effektives Weiterverarbeiten. Nur so können komplexe Werkstücke auch von Fremdsystemen einfach und effizient nach Features durchsucht, diese strukturiert und übersichtlich verarbeitet werden.

Um die Anzahl erforderlicher Programmierschritte zu reduzieren, hat OPEN MIND zudem die 5Achs-Bearbeitung auf die für 2D- und 3D-Bearbeitung typische Featuretechnologie angewendet. Das bedeutet, es können gleiche Features in unterschiedlicher Lage zu einer Gruppe zusammenfasst werden. Der Anwender muss also beim Programmieren nicht mehr auf die Orientierung der Geometrien achten. Ein Beispiel dafür ist das 5Achs-Bohren: Identische Bohrungen und Gewinde werden unabhängig von der Lage erkannt und als eine Bearbeitung generiert. So sind Bohraufgaben über mehrere Seiten und mit verschiedenen Anstellungen automatisch und kollisionsgeprüft programmierbar. Die Software legt prozesssichere Rückzugs- und Schwenkbewegungen fest und bietet verschiedene Strategien für das Optimieren der Werkzeugwege. Zusätzlich zum minimierten Programmieraufwand sorgt das auch für reduzierte Maschinelaufzeiten.