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Simulationsgestützte 5-Achs-Fräsbearbeitung

Status abgeschlossen
Ziele


1. Nachweis der Wirtschaftlichkeit

ermöglichen eine effizientere Bearbeitung auch tiefer Kavitäten. Bereiche, die
sonst nur durch Erodieren abgetragen werden können, sind mit geneigten
Fräswerkzeugen in wesentlich kürzerer Zeit zu zerspanen. Zusätzliche
Einsparpotentiale liegen im Bereich der Folgekosten wie sie bei abtragenden
Verfahren typischerweise entstehen.

Dieses Projekt soll einen Beitrag dazu leisten, die simultane fünfachsige
Bearbeitung für den Werkzeug- und Formenbau, insbesondere für den Gesenkbau zu
qualifizieren.
Die grundsätzlichen Potentiale der simultanen fünfachsigen Fräsbearbeitung
liegen seit langem auf der Hand. Kürzere Ausspannlängen der Fräswerkzeuge

2. Entwicklung einer Maschinensimulation

Die Software soll nicht nur das Werkstück mit Werkzeug und Halter sondern die
gesamten kollisionsrelevanten Teile (Maschinentisch, Spindelkasten,
Spannelemente) simulieren und auf Kollision prüfen. Ganz besonders hervor zu
heben ist die Kollisionskontrolle gegen das sich verändernde Werkstück. Dies
ist bei den in den CAM-Systemen vorhandenen Maschinensimulationen nicht
gegeben. Diese berechnen in der Regel die Kollisionen gegen die Sollgeometrie,
evtl. versehen mit einem konstanten Aufmaß. Hierdurch stimmen Simulation und
realer Fräsprozess nicht überein. Die im Rahmen dieses Projektes zu
entwickelnde Simulation löst dieses Problem durch eine Abtragsimulation, die
den Materialabtrag bei simultanen fünfachsigen Bewegungen in kurzen
Rechenzeiten realisiert.

3. Entwicklung zusätzlicher Anstellstrategien

Kritischer Punkt bei der Erzeugung simultaner fünfachsiger Bewegungen ist die
Form der Werkzeuganstellung. Für die Wahl der Werkzeuganstellung steht ein
unendlich großer Suchraum zur Verfügung, der durch die Maschinenkinematik sowie
der Forderung nach Kollisionsfreiheit eingeschränkt wird. Auch mit diesen
Einschränkungen verbleibt ein hinreichend großer Suchraum, die Suche in diesem
Raum ist rechenaufwändig. Bei der im Werkzeug- und Formenbau üblichen Losgröße
von 1 ist die Rechenzeit ein kritischer Faktor. Aus diesem Grund ist durch
geeignete Nutzerinteraktion der Suchraum sinnvoll einzuschränken. Huerzu gilt
es möglichst viele Anwenderanforderungen an eine "gute" Anstellung zu sammeln
und in entsprechende Algorithmen umzusetzen.

4. Entwicklung von Softwarebibliothek zur Integration in bestehende CAD-CAM Systeme

Um eine möglichst nahtlose Integration in die vorhandene IT-Landschaft zu
gewährleisten sollen die im Rahmen dieses Projektes zu entwickelnden
Funktionalitäten in Form einer Softwarebibliothek realisiert werden. Diese
können dann als Bausteine in bestehende CAD-CAM-Systeme integriert werden.


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