Fräsen mit SINUMERIK 5-Achs-Bearbeitung Handbuch SINUMERIK 1 Basisinformationen Allgemeines zur 2 SINUMERIK Werkstückfertigung 5-Achs-Bearbeitung Wichtige Funktionen für die 3 5-Achsbearbeitung Handbuch 4 Aerospace, Strukturteile Turbinen- und 5 Triebwerkskomponenten Gültig für: Steuerung 6 Komplexe Freiformflächen SINUMERIK 840D SINUMERIK 840D sl 7 SINUMERIK 840Di Nachschlagen Ausgabe 05/2009 Dokbestnr. 6FC5095-0AB10-0AP1 0 Einleitung Auflagenschlüssel, Marken 0 Einleitung SINUMERIK® -Dokumentation Auflagenschlüssel, Marken Die nachfolgend aufgeführten Ausgaben sind bis zur vorliegenden Ausgabe erschienen. In der Spalte „Bemerkung“ ist durch Buchstaben gekennzeichnet, welchen Status die bisher erschienenen Ausgaben besitzen. Kennzeichnung des Status in der Spalte „Bemerkung“: A .... Neue Dokumentation. B .... Unveränderter Nachdruck mit neuer Bestell-Nummer. C .... Überarbeitete Version mit neuem Ausgabestand. Hat sich der auf der Seite dargestellte technische Sachverhalt gegenüber dem vorherigen Ausgabestand geändert, wird dies durch den veränderten Ausgabestand in der Kopfzeile derjeweiligen Seite angezeigt. Ausgabe Bestell-Nr. Bemerkung 05.2009 6FC5095-0AB10-0AP1 A Marken SIMATIC, SIMATIC HMI, SIMATIC NET, SIROTEC, SINUMERIK, SIMODRIVE und SINAMICS sind eingetragene Marken der Siemens AG. Die übrigen Bezeichnungen in dieser Druckschrift können Marken sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen können. Weitere Informationen finden Sie im Internet unter: Es können weitere, in dieser Dokumentation nicht http://www.siemens.com/sinumerik beschriebene Funktionen in der Steuerung lauffähig sein. Es besteht jedoch kein Anspruch auf diese Funktionen bei Die Erstellung diese Unterlage erfolgte mit mehreren Layout- Neulieferung bzw. im Servicefall. und Grafiktools. Weitergabe sowie Vervielfältigung dieser Unterlage, Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung Verwertung und Mitteilung ihres Inhalts ist nicht gestattet, mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft. Dennoch soweit nicht ausdrücklich zugestanden. können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass Zuwiderhandlungenverpflichten zu Schadenersatz. Alle wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr Rechte vorbehalten,insbesondere für den Fall der übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden Patenterteilung oder GM-Eintragung. jedoch regelmäßig überprüft, und notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten. Für © Siemens AG 1995 - 2009. All rights reserved. Verbesserungsvorschläge sind wir dankbar. Technische Änderungen vorbehalten. Bestell-Nr. Siemens-Aktiengesellschaft 4 © Siemens AG All rights reserved. SINUMERIK, Handbuch, 5-Achs-Bearbeitung 0 Einleitung Inhalt 0 Einleitung Inhalt Seite 1 Basisinformationen ............................................................................................................. 7 1.1 Einleitung .....................................................................................................................8 1.2 Anforderungen der 5-Achs-Bearbeitung ......................................................................9 1.3 Linear-, Rundachsen und Kinematiken .....................................................................10 1.4 Oberflächengüte, Genauigkeit, Geschwindigkeit ......................................................14 2 Allgemeines zur Werkstückfertigung............................................................................... 17 2.1 Prozesskette für die Fertigung von 5-Achs-Werkstücken .........................................18 2.2 CAM System .............................................................................................................19 2.3 Programmstruktur für die 5-Achs-Bearbeitung ..........................................................21 2.4 Einführung - Messen in JOG und AUTOMATIK ........................................................23 2.5 Werkstück einrichten und messen in JOG ................................................................24 2.6 Werkzeug messen in JOG ........................................................................................27 2.7 Werkstück messen in AUTOMATIK ..........................................................................30 2.8 Werkzeug messen in AUTOMATIK ...........................................................................33 2.9 Maschine prüfen/kalibrieren mit dem Kinematikmesszyklus CYCLE996 ..................35 2.10 Quick View / Schnelldarstellung ................................................................................37 2.11 ShopMill - Grafische Oberfläche ...............................................................................38 3 Wichtige Funktionen der 5-Achs-Bearbeitung................................................................. 39 3.1 Einleitung ...................................................................................................................40 3.2 Bergriffserklärung Schwenken, Frames und TRAORI ...............................................41 3.3 Koordinatensysteme transformieren - Frames ..........................................................42 3.4 Schwenken - CYCLE800 ...........................................................................................44 3.5 5-Achs-Transformation TRAORI ...............................................................................46 3.6 High Speed Settings – CYCLE832 ............................................................................63 3.7 Werkzeugradiuskorrekturen CUT3D .........................................................................73 3.8 Volumetric Compensation System (VCS) .................................................................76 3.9 VNCK - Virtuelle Maschine ........................................................................................77 4 Aerospace, Strukturteile ................................................................................................... 79 4.1 Spezielle Funktionen für Strukturteile ........................................................................80 4.2 Programmierbeispiel für die Tasche eines Strukturteils ............................................81 5 Triebwerks- und Turbinenkomponenten.......................................................................... 85 5.1 Spezielle Funktionen für Triebwerks- und Turbinenkomponenten ............................86 5.2 Beispiel Schaufelblatt ................................................................................................87 6 Komplexe Freiformflächen................................................................................................ 91 6.1 Spezielle Funktionen für Freiformflächen ..................................................................92 6.2 Beispiel Fräsen eines Mantarochens ........................................................................93 5 © Siemens AG All rights reserved. SINUMERIK, Handbuch, 5-Achs-Bearbeitung 0 Einleitung Inhalt Seite 7 Nachschlagen .................................................................................................................... 97 7.1 Höherwertige Funktionen im Überblick .....................................................................98 7.2 Weitere Informationen/Dokumentationen ................................................................108 7.3 Stichwortverzeichnis ...............................................................................................110 6 © Siemens AG All rights reserved. SINUMERIK, Handbuch, 5-Achs-Bearbeitung Basisinformationen Inhalt Seite 1.1 Einleitung 8 1.2 Anforderungen der 5-Achs-Bearbeitung 9 1.3 Linear-, Rundachsen und Kinematiken 10 1.4 Oberflächengüte, Genauigkeit, Geschwindigkeit 14 1.1 Basisinformationen 1.1 Einleitung Perfekte Oberflächenqualität, Präzision und Geschwindigkeit ohne Nacharbeit sind die Hauptziele bei der Mehrachs-Bearbeitung. Die Prozesskette CAD-CAM-CNC ist dabei der typische Arbeitsablauf. Siemens bietet angefangen vom CAD-System bis zur Steuerung, der SINUMERIK, eine durchgängige Lösung für diese Anforderungen. Die SINUMERIK Steuerungen verfügen über leistungsfähige, hoch entwickelte Funktionen, durch deren intelligente Nutzung der gesamte Ablauf der Mehrachs-Programmierung und - Bearbeitung, speziell der 5-Achs-Bearbeitung, wesentlich vereinfacht, und das Produktionsergebnis verbessert wird. Das Handbuch bietet in kompakter Form Fachleuten aus Industrie und Forschung einen Einstieg in die wichtigsten Grundlagen der Mehrachs-Bearbeitung. Darauf aufbauend gibt es dem Anwender an der Maschine praktische Hinweise für eine effiziente Arbeitsgestaltung und dem Programmierer einen Einblick in die Funktionen der Steuerung und des CAD-CAM Systems. Für die verschiedenen Einsatzbereiche der Mehrachs-Bearbeitung werden die speziell dafür entwickelten Funktionen kurz vorgestellt und im Zusammenhang betrachtet. Viele Aspekte können in diesem Handbuch nur kurz dargestellt werden. Weitergehende Informationen finden Sie in den entsprechenden Sinumerik-Dokumentation und der einschlägigen Literatur (Siehe “Weitere Informationen/Dokumentationen” auf Seite108.) Dieses Handbuch dient als Ergänzung zum Handbuch Werkzeug- und Formenbau (3-Achs- Handbuch), das sich mit den typischen Funktionen der 3-Achs-Bearbeitung beschäftigt. Zum besseren Verständnis, können Sie sich darin über die Grundlagen und Funktionen informieren. Spannweite der 5-Achsbearbeitung 8 © Siemens AG All rights reserved. SINUMERIK, Handbuch, 5-Achs-Bearbeitung 1.2 Basisinformationen 1.2 Anforderungen der 5-Achs-Bearbeitung Freiformflächen Der Anspruch an das Design in sämtlichen Formenbau Anwendungsbereichen steigt ständig. Ergonomie, cw-Wert oder einfach nur Ästhetik verlangen komplexere Oberflächengeome- trien in kürzerer Zeit und mit höherer Präzi- sion. Das Design kommt überwiegend aus CAD-Systemen, die Bearbeitungsprogramme von CAM-Stationen. Trotzdem hat der Spezialist an der Werkzeug- maschine die technologische Verantwortung für die Qualität der Form und des gesamten Werkzeugs. Triebwerks- und Mit der SINUMERIK bietet Siemens CNC- Turbinenkomponenten Steuerungen, die genau auf die Ansprüche z. B. Impeller der 5-Achs-Bearbeitung und auch dem HSC- Bereich zugeschnitten sind: (cid:132) gute Bedienbarkeit (cid:132) komfortable Programmierung an der Maschine (cid:132) optimale Leistungsfähigkeit in der Prozesskette CAD - CAM - CNC (cid:132) maximale Qualitätsbeherrschung an der Maschine (cid:132) optimierte 5-Achs-Funktionen Unterschiedliche Anforderungen je nach Einsatzgebiet Strukturteile Entsprechend dem Einsatzzweck werden Flugzeugindustrie unterschiedliche Anforderungen an die Steuerung definiert und verschiedenste Funktionen gefordert. Die 5-Achs-Bearbeitung kann dabei in drei große Bereiche eingeteilt werden: (cid:132) Freiformflächen (Formenbau) (cid:132) Turbinen- und Triebwerkskomponenten (Impeller, Blisk) (cid:132) Strukturteile (Flugzeugindustrie) Für jeden dieser Bereiche bietet die SINUMERIK optimale Unterstützung. 9 © Siemens AG All rights reserved. SINUMERIK, Handbuch, 5-Achs-Bearbeitung 1.3 Basisinformationen 1.3 Linear-, Rundachsen und Kinematiken 1.3.1 Achsen und Programmierung Linear- und Rundachsen Für Bearbeitungsfälle mit angestellten Werkzeugen, oder um beliebig im Raum liegende Geometrien zu fräsen, sind die 3 Linearachsen X, Y und Z und noch zwei Rundachsen A, B oder C erforderlich. Die Achsen müssen simultan angesteuert werden können. Bewegung Mit den Linearachsen X, Y und Z wird die Werkzeugspitze Werkzeugposition im Raum angefahren. Die Werkzeugspitze kann damit jede beliebige Position einnehmen. Bei der 3-Achs-Bearbeitung erfolgt die Bearbeitung durch Programmierung der drei Linearachsen. Die Kontur wird zeilenweise durch die Bewegung der drei Linearachsen gefräst. Soll das Werkzeug noch in einem Winkel angestellt werden, müssen Rundachsen vorhanden sein. Anstellen des Mit zwei Drehachsen, z. B. B und C wird die Werkzeugs Anstellung des Werkzeugs, d. h. die Werkzeugorientierung verändert. Dies ist notwendig, wenn das Werkzeug zur Bearbeitungsfläche ausgerichtet werden soll oder auch, um z. B. beim Umfangsfräsen eine Tasche mit schrägen Wänden zu fräsen. Mit drei Linearachsen und zwei Rundachsen ist theoretisch jeder Punkt im Raum mit jeder beliebigen Werkzeugorientierung anfahrbar. Dies ist die Grundlage für die 5- Achsbearbeitung. 10 © Siemens AG All rights reserved. SINUMERIK, Handbuch, 5-Achs-Bearbeitung