Blog

May 24, 2023

Was kommt als nächstes für 5?

Die nächste Stufe der CNCs verspricht, Benutzer in jeder Phase auf dem Weg zu unterstützen.

Die nächste Stufe der CNCs verspricht, Benutzer in jeder Phase des Prozesses zu unterstützen, vom ersten Entwurf bis zum fertigen Werkstück.

Als vor einigen Jahrzehnten die Welle der 5-Achsen-Bearbeitungstechnologie begann, machten sich viele Anwender vor allem Sorgen um 3+2-Achsen-Anwendungen und die Umschreibung ihres CAM-Postprozessors, um die neuen CNC-Ebenenfunktionen für die 5-Seiten-Bearbeitung zu unterstützen. Einige Jahre später wurde eine Verifizierungssoftware entwickelt, die eine vollständige Simulation eines 5-Achsen-Werkzeugwegs ermöglicht und sogar NC-Code für einige CAM-Systemausgaben generiert.

In den letzten zwei Jahren mussten sich die Arbeiter in den Maschinenwerkstätten mit den Herausforderungen auseinandersetzen, die mit dem Ausscheiden erfahrener Programmierer und Bediener aus der Belegschaft einhergingen, und es kommt eine neue Generation von Arbeitskräften hinzu. Heute wollen Maschinenwerkstättenbesitzer die Vorteile von Industrie 4.0 und den daraus resultierenden Vorteilen nutzen Initiativen zum Internet der Dinge (IIoT), Prozessverbesserungen und natürlich die Automatisierung von 5-Achsen-Bearbeitungszentren.

Um dies zu erreichen, müssen viele Hersteller überdenken, wie ein modernes 5-Achsen-CNC-Bewegungssteuerungssystem aussehen sollte. Wie Sie wahrscheinlich bemerkt haben, habe ich den Begriff „Bewegungssteuerung“ vor „System“ hinzugefügt, was meiner Ansicht nach zu einer entscheidenden Komponente bei der Entwicklung von 5-Achsen-CNC-Technologien der nächsten Stufe wird.

Hier ist eine kurze Liste weiterer wichtiger Komponenten in der nächsten Generation von 5-Achsen-CNCs:

Mit Blick auf die Gegenwart und die nahe Zukunft können und sollten moderne 5-Achsen-Steuerungen in der Lage sein, sich nahtlos mit dem internen Computernetzwerk eines Unternehmens zu verbinden, um auf CNC-Programme zuzugreifen, Datenblätter einzurichten und möglicherweise sogar auf das CAM-System zuzugreifen erforderlich.

Um effektiv zu sein, sollte dies alles direkt vom CNC-Bediener in einem Industrie 4.0- oder IIOT-Betrieb erledigt werden können. Außerdem muss die Datenausgabe über verschiedene IT-Protokollformate leicht verfügbar sein, da sie für die Anbindung an zukünftige Überwachungssysteme und Datenbanken für Manufacturing Execution Systems (MES) und Enterprise Resource Planning (ERP)-Systeme unerlässlich ist.

CNC-Systeme der nächsten Generation müssen in der Lage sein, Betriebsleitern dabei zu helfen, die für die 5-Achsen-Bearbeitung erforderlichen fundierten Entscheidungen auf der Grundlage von Daten und nicht aus dem Bauchgefühl zu treffen, um Betriebsengpässe zu lösen und auch Produktivitätsverbesserungen einfach zu messen.

Derzeit umfasst dieser Produktivitätsüberblick 5-Achsen-Vertikalbearbeitungszentren im Vergleich zu Standard-Vertikalbearbeitungszentren und Standard-5-Achsen-Bearbeitungszentren im Vergleich zu hochdynamischen 5-Achsen-Bearbeitungszentren. Das bedeutet, dass zukünftige CNCs in der Lage sein müssen, mit Protokollen wie MTConnect und OPC Unified Architecture (OPC UA), einem bekannten internationalen Standard, zu arbeiten, um Daten von verschiedenen Maschinenkomponenten zu Wartungszwecken sowie für die Erfassung von Bewegungsdaten im Prozess zu sammeln .

Eine weitere Technologie der nächsten Generation, die 5-Achsen-Bearbeitungssysteme umfassen werden, sind direkt in die CNC integrierte Kalibrierungszyklen. Diese 5-Achsen-Kinematik (Ausrichtung und Kalibrierung aller fünf Achsen) Bewegungstechnologie trägt dazu bei, die Prozesszuverlässigkeit sicherzustellen und die Teilegenauigkeit und Oberflächengüte zu maximieren.

Dies funktioniert nur dann gut, wenn die CNC an ein geschlossenes Rückkopplungssystem mit hochpräzisen Winkel-/Linearencodern (auch Glasmaßstäbe genannt) angeschlossen ist, die eine präzise Achsenpositionierung und Wiederholbarkeit bei gleichzeitiger 5-Achsen-Bewegung gewährleisten.

Eine genaue Werkzeugvermessung wird immer wichtiger, wenn es darum geht, hohe Genauigkeit und hervorragende Oberflächenqualität bei der 5-Achsen-Simultanbearbeitung sicherzustellen.

Eine weitere Prozessverbesserung, auf die man sich bei der 5-Achsen-Bearbeitung freuen kann, ist die nächste Stufe gegenüber der Verwendung von Messtastern für die Teileeinrichtung: ein Kamerasystem. Kamera-/Bildverarbeitungssysteme werden in industriellen Anwendungen immer zuverlässiger und auch erschwinglicher. Eine 5-Achsen-CNC mit Kamera muss nicht nur in der Lage sein, hochauflösende Bilder zu speichern, sondern auch in der Lage sein, Bilder zu vergleichen und Unstimmigkeiten zu erkennen, um den Prozessablauf bei Bedarf zu stoppen oder zu ändern.

Diese Technologie ähnelt der heute auf Mobiltelefonen üblichen Gesichtserkennungsfunktion.

Es ist wichtig zu beachten, dass Kamerasysteme auch eine Werkzeuginspektion durchführen können, um eine genaue Werkzeugmessung sicherzustellen. Eine genaue Werkzeugvermessung wird immer wichtiger, wenn es darum geht, hohe Genauigkeit und hervorragende Oberflächenqualität bei der 5-Achsen-Simultanbearbeitung sicherzustellen.

Die Werkzeugvermessung ist besonders wichtig für diejenigen, die das Tool Center Point Management (TCPM) auf höchstem Niveau nutzen, und ein Muss für alle modernen 5-Achsen-CNCs.

Die Zukunft der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung umfasst die Ermöglichung einer präzisen Automatisierung, nicht nur für die Massenproduktion, sondern auch bis zur Losgröße eins. Um über ein automatisiertes 5-Achsen-System hochpräzise hochwertige Teile in kleinen Stückzahlen zu erhalten, ist es wichtig, dass die CNC an ein zuverlässiges, wiederholbares und genaues Bewegungssystem angeschlossen ist. Es ist außerdem wichtig, dass das verwendete Schneidwerkzeug bei dynamischen 5-Achsen-Anwendungen [TCPM] genau gesteuert wird, da es sonst das erste Teil nicht korrekt bearbeiten kann.

Der zweite wichtige Faktor, auf den man bei der Automatisierung der Kleinserienproduktion mittels 5-Achsen-Bearbeitung achten sollte, ist die CNC-Flexibilität. Die neuesten CNCs ermöglichen es dem Maschinenmanager, jederzeit Prioritäten festzulegen, einschließlich der zu bearbeitenden Palette und in welcher Reihenfolge. Von dort aus sollte die CNC so eingestellt werden können, dass sie automatisch ermittelt, ob alle wichtigen Informationen wie das CNC-Programm, die Werkzeugdaten, die verbleibende Werkzeuglebensdauer und die Bezugspunkteinstellung vorliegen, bevor das nächste Teil zuverlässig bearbeitet werden kann.

Mit neu verfügbaren CNCs, die die neuesten Standards für effizientes Arbeiten in 5-Achsen-Werkzeugmaschinen umfassen, beginnt jetzt die nächste Generation der Bearbeitung. Diese auf eine neue Generation von Arbeitern ausgerichteten CNC-Steuerungen bieten dank aufgabenorientiertem Design, leistungsstarker Visualisierungstechnologie und Hilfsfunktionen für Programmierung, Einrichtung und Bearbeitung eine optimale Benutzerführung durch alle Prozesse.

Die nächste Steuerungsebene verspricht, den Anwender in jeder Phase vom ersten Entwurf bis zum fertigen Werkstück zu unterstützen. Egal ob Einzelstücke oder Serienfertigung, komplexe Konturen oder einfache Nuten, ob beim Rüsten oder bei der eigentlichen Bearbeitung: Unterstützung wird versprochen. Für erfahrene Maschinenbauer eröffnet die neue CNC-Generation neue Möglichkeiten mit einem außergewöhnlichen Benutzererlebnis und Funktionen, die intuitive, aufgabenorientierte und anpassbare Vorgänge umfassen.

Zu den Highlights der neuesten CNC-Angebote gehört eine für die Touch-Bedienung optimierte Software, die ein Höchstmaß an Leistung ermöglicht. Beispielsweise können Benutzer jetzt problemlos Konturen direkt auf dem Touchscreen zeichnen. Darüber hinaus bietet die heutige erweiterte CNC-Programmiersprache neue intelligente Funktionen und eine neu entwickelte grafische Programmierung. Die zahlreichen smarten Funktionen vereinfachen die tägliche Arbeit enorm, bringen Produktionsabläufe voran und steigern die Prozesssicherheit.

Darüber hinaus können Werkstück- und Arbeitsräume in der nächsten Generation von CNCs jetzt für jede Aufgabe virtuell simuliert werden, was dem Benutzer eine durchgängige 3D-Visualisierungsunterstützung bietet.

Die TNC7-Steuerung der nächsten Generation von HEIDENHAIN wird auf der IMTS 2022 (12.-17. September) in Chicago in Nordamerika vorgestellt.

Abgerundet werden die neuen Designs durch Bedienelemente mit optimierter Ergonomie für das Arbeiten direkt an der Maschine.

Insgesamt verspricht die 5-Achsen-CNC der nächsten Generation mit ihrem optimierten Bediendesign, die Fertigung auf ein neues Niveau zu heben.

Gisbert Ledvon ist Direktor für Geschäftsentwicklung und Werkzeugmaschinen bei HEIDENHAIN Corp., 333 E. State Parkway, Schaumburg, Ill. 60173, 847-490-1191, [email protected], www.heidenhain.com.