Bohren und Fräsen in der Serie: schnell und sicher mit Tebis



NC-Programme für die Serienfertigung von Guss- und Schmiedeteilen schnell und sicher erstellen und gleichzeitig die Einfahrzeiten drastisch reduzieren –Tebis bietet dafür die richtige Technik. Die wesentlichen Komponenten hierfür sind Featuretechnik, Rohteilverfolgung, realitätsgetreue Werkzeugbibliothek und vor allem die virtuelle Maschine zur Absicherung der Serienmaschinen.

 

 

 

Grenzen herkömmlicher NC-Programmierung

Die Anforderungen an die Bohr- und Fräsbearbeitung bei der Serienfertigung von Motorteilen, wie Zylinderköpfe oder Fahrwerksteilen, wie Achsschwingen, steigen ständig. Wer die NC-Programme dafür mit der Hand an der Steuerung erstellt oder einfache 2D-Programmiersysteme nutzt, stößt da schnell an Grenzen. Die NC-Programme sind nicht kollisionsgeprüft und damit nicht prozesssicher. Dies führt zu langen Einfahrzeiten auf den Bearbeitungszentren für die Serienfertigung. Änderungen am Bauteil können nur mühsam in die NC-Programme eingebracht werden. Die minimal mögliche Anzahl von Werkzeugwechseln sowie die minimale Länge der Rückzugs- und Verfahrbewegungen in den NC-Programmen wird nur durch Geduld und Erfahrung der Mitarbeiter erreicht.

Um nicht mit solchen Nachteilen leben zu müssen, erledigen mehr und mehr Firmen die NC-Programmierung für die Serienfertigung mit Tebis. Denn außer schneller und einfacher NC-Programmierung kann man mit Tebis auch die komplette NC-Fertigung in der virtuellen Welt abbilden. Daraus ergibt sich eine enorme Steigerung der Prozesssicherheit und -geschwindigkeit.

Maschinenlesbare Fertigungsaufgabe

Dies beginnt damit, dass Bohr-Features und andere Fertigungsinformationen, wie beispielsweise Toleranzangaben, aus den gängigen Konstruktionssystemen übernommen werden. Dort, wo solche Informationen nicht zur Verfügung stehen, helfen Analysefunktionen, die alle Bohrungs- und Taschengeometrien im Bauteil auffinden und entsprechende Features platzieren. Am Ende der Analysen steht ein Tebis CAD-Modell, das in eindeutiger maschinenlesbarer Form beschreibt, wie das fertige Bauteil aussehen muss.

Permanente Materialverfolgung

In der Fräsbearbeitung setzt Tebis voll auf die Materialverfolgung mit Abtragssimulation. Ausgehend vom Rohguss wird der Materialabtrag durch jede Fräsoperation auch im Tebis CAD-Modell nachgeführt. Dies sorgt für gezielte Bearbeitung genau dort, wo noch Material steht, und ermöglicht minimale Rückzüge für schnelle Serienbearbeitung – ohne Kollisionsgefahr mit noch nicht bearbeiteten Bauteilbereichen.

Volle Kontrolle über Änderungen

Da alle Fertigungsinformationen in Features abgebildet sind, kann man Änderungen sowie auch fertigungsbedingte Anpassungen leicht und nachvollziehbar in den Fertigungsablauf einbringen. Dazu werden die Features einfach nur verschoben oder Durchmesser, Längen oder Tiefen geändert. Diese Aufgaben können in der Fertigung ausgeführt werden, es ist keine Änderung der Konstruktionsdaten notwendig. Dennoch enthält der Fertigungsdatensatz alle Informationen über das zu fertigende Bauteil und es müssen keine Änderungen direkt in den NC-Code eingebracht werden.

Realitätsgetreue Werkzeugverwaltung und virtuelle Maschinen

Außer dem Ausgangs- und dem Endzustand müssen natürlich auch Maschine und Werkzeuge als Fertigungsmittel in der virtuellen Welt abgebildet werden. Hier zeigt sich eine weitere Stärke von Tebis: mit der realitätsgetreuen Werkzeugverwaltung lassen sich Werkzeugkomponenten (Schneiden, Halter, Verlängerungen) und deren Zusammenbau als Komplettwerkzeuge flexibel verwalten. Alle für die Bearbeitung erforderlichen Geometrie- und Technologieinformationen stehen somit in der virtuellen Welt zur Verfügung.

Die Planungsfunktionen der virtuelle Maschine von Tebis ermöglichen, bereits vor der Berechnung des ersten Werkzeugweges, das Werkstück mit entsprechenden Spannmitteln im Bearbeitungsraum der virtuellen Maschine zu platzieren. So kann man festlegen, welche Bearbeitung am besten in welcher Aufspannung gefertigt wird, ohne eine Maschine zu blockieren.

Am Ende der NC-Programmierung werden alle berechneten Werkzeugwege numerisch auf Kollision und Endschalterübertretungen überprüft. Diese Prüfung ist 100% genau und zuverlässig – die Einfahrzeiten und -kosten lassen sich so drastisch reduzieren. Auch ein kurzfristiger Wechsel auf eine andere Maschine ist mit dem Tebis Simulator schnell und sicher möglich, um Kapazitätsengpässe und Ausfälle von Maschinen zu beherrschen.

Komplette NC-Fertigung abbilden

Durch die Abbildung der kompletten NC-Fertigung mit Bauteil, Rohteil, Werkzeugen und virtuellen Maschinen in Tebis, lässt sich das kostspielige oft tagelange „Einfahren“ der NC-Programme auf den Maschinen am Beginn einer Serienfertigung drastisch verkürzen. Durch die Verlagerung dieser Tätigkeiten in die virtuelle Realität von Tebis gewinnt man gleichzeitig Sicherheit und vollständige Kontrolle über Änderungsstände.

Als Beispiel zum Anfassen zeigte die Tebis AG auf der EMO 2007 die Bearbeitung des Zylinderkopfs aus dem aktuellen BMW M5. Dabei waren außer zahlreichen Planflächen mehr als 190 Bohrungen zu fertigen, darunter 80 Gewinde. Außerdem wurden Brennräume, Ventilsitze sowie die Ein- und Auslasskanäle bearbeitet. In den zwei Aufspannungen kamen über 30 Bohr- und Fräswerkzeuge zum Einsatz.

Durch die Abbildung der kompletten NC-Fertigung mit Bauteil, Rohteil, Werkzeugen und virtuellen Maschinen in Tebis werden die Einfahrzeiten an den Bearbeitungszentren drastisch reduziert.

Die Bearbeitung der Einlasskanäle muss in zwei Hälften aufgeteilt werden – von der Brennraumseite und von der Einlassseite.

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