Anforderungen an CAM-Systeme

Mit der Entwicklung von Parallekinematiken eröffnen sich für den Werkzeug- und Formenbau neue Dimensionen für die Herstellung von Formen bzw. Werkzeugen. Die hohe Dynamik dieser Maschinen bei der Bearbeitung mit mehr als 3-Achsen prädestinieren diese Maschinen für den Einsatz als HSC- Fräsmaschine. Damit können nunmehr Formelemente bearbeitet werden, die bei einer dreiachsigen Fräsbearbeitung nur mit großen Aufwendungen oder gar nicht realisiert werden konnten. Dazu gehören unter anderem:

  • Schmiedegesenke mit tiefen Kavitäten mit kleinen Grundradien
  • Formelemente mit großen Z-Differenzen, welche ein bislang ein
  • Auskraglängenverhältnis > 1:10 erforderten
  • Bearbeitung von Hinterschnitten
Beispiel: 5-Achs-Simultan-Bearbeitung im Werkzeug und Formenbau

Aber es können auch Werkstücke ohne besondere Komplexität effektiver bearbeitet werden, da durch die Zuordnung einer Spindelanstellung zu einzelnen Fräsbahn-bereichen können die Eingriffs- und Zerspanungsbedingungen wesentlich verbessert werden. Daraus ergeben sich wesentliche Vorteile:
  • Verbesserung der Oberflächenqualität durch außermittiges Schneiden bei der Verwendung von Kugelfräsern
  • Erhöhung der Werkzeugstandzeit
  • Reduzierung der Hauptzeit durch eine hohe Dynamik
Um diese Vorteile nutzen zu können, muß der Anwender bei der Programmierung effektiv unterstützt werden. Es müssen aber auch die Restriktionen und Besonderheiten von Parallelstrukturen Berücksichtigung finden. Die Forderungen für einen PKM-5-Achs-Modul lauten deshalb:
  • einfache Programmierung der 5-Achsen, die höhere Effektivität bei der Bearbeitung nicht durch eine komplizierte und langwierige Programmierung zunichte zu machen & Nutzung aller bekannten 3-Achs-Frässtrategien
  • Abbildung der unterschiedlichen Schwenkwinkelbereiche im Arbeitsraum für die Ermittlung der optimalen Aufspannlage
  • Kontrolle/Korrektur der maximalen Verfahrwege und zulässigen Spindel-anstellung
  • Berechnung von kollisionsfreien Werkzeug- bzw. Spindelanstellungen
  • Bearbeiten von Hinterschnitten
  • kontinuierliches Schwenken während der Bearbeitung