Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Verfahrensoptimierte CNC-Lösungen für das Schneiden

06.08.2008
Zu den strategischen Erfolgsfaktoren einer CNC-Lösung im Maschinenbau gehören die steuerungsseitige Minimierung von Rüstzeiten für den Bediener sowie ein Konzept, das die weitere Maschinenentwicklung flexibel unterstützt.

Viele Optimierungsfaktoren der Steuerungslösung sind darüber hinaus verfahrenstypisch. Das heißt, die optimale Ausgestaltung der Steuerung beinhaltet Merkmale, die den besonderen Prozesseigenschaften oder den für das Verfahren typischen Maschinenkomponenten angepasst sind.

So lassen sich integrierte Hard- und Software-Pakete entwickeln, die optimal auf die Bedürfnisse einzelner Bearbeitungsverfahren zugeschnitten sind. Die Vorteile dieser verfahrensoptimierten CNC-Lösungen werden im Folgenden am Beispiel des Schneidens vorgestellt.

Technische und geometrische CNC-Funktionen

... mehr zu:
»CNC-Lösung »Laser »Schneiden »Werkzeug

Zu den CNC-Funktionen, die bei Schneideanwendungen immer wieder nachgefragt werden, gehört die bahngeschwindigkeitsabhängige Regelung der Schneideparameter. Auch wenn in Abhängigkeit vom Schneidewerkzeug (zum Beispiel Messer, Laser, Wasserstrahl) mit dieser Funktion unterschiedliche Prozessparameter gesteuert werden, erfolgt die entsprechende steuerungstechnische Umsetzung immer wieder nach demselben Muster.

Um eine genau definierte Schnittfuge in optimaler und gleichbleibender Qualität zu erzeugen, muss insbesondere auf die Konstanz der vom Laser abgegebenen Strecken-energie geachtet werden. Bei variabler Bearbeitungsgeschwindigkeit, wie sie beim Schneiden komplizierter und feiner Geometrien notwendigerweise auftritt, muss die Laserleistung kontinuierlich in Abhängigkeit von der jeweiligen Bahngeschwindigkeit geregelt werden. Dazu bieten die Eckelmann-CNC einen bahngeschwindigkeitsabhängigen Ausgang, je nach Anforderung als Spannungs- oder PWM-Signal oder über Busschnittstelle, an.

Dieses Verfahren lässt sich auf andere Schneidewerkzeuge übertragen. So lässt sich mit dem bahngeschwindigkeitsabhängigen Signal beispielsweise ebenso die Abrasivdosierung oder der Druck beim Wasserstrahlschneiden regeln. Zusätzliche Parametrierungen, wie Grenzwerte (zum Beispiel Minimaldruck beim Wasserstrahlschneiden), sind ebenfalls möglich.

Eine weitere immer wieder auftretende NC-Funktion beim Schneiden ist die automatische Z-Achsen-Höhenregulierung. Auch deren Funktionsweise sei mithilfe des Laserschneidens erläutert: Beim Laserschneiden treten typische Effekte auf, die die Konstanz der Schnittbedingungen beeinträchtigen und damit die Schnittqualität mindern könnten. So kann sich, bedingt durch die Welligkeit der Werkstücke und Verwerfungen während der Bearbeitung, der Abstand zwischen Werkstückoberfläche und Laserfokus ändern. Um dennoch eine konstante Laserstrahlgeometrie im Schneidebereich zu erhalten, müssen solche Höhenunterschiede durch eine schnelle Korrektur der Z-Achsen-Position automatisch ausgeglichen werden.

Höhenmessung mittels eines kapazitiven Ringsensors

Hierzu verfügt die CNC über einen analogen oder inkrementalen Eingangskanal zur Erfassung des Abstandes zwischen Werkzeug und Werkstückoberfläche. Im Fall der Blechbearbeitung kann dies die Höhenmessung mittels eines kapazitiven Ringsensors sein oder die Lichtbogenspannung von einer Plasma-Stromquelle. Es können auch andere optische oder taktile Systeme zur Abstandserfassung verwendet werden.

Zu den häufigsten geometrischen NC-Funktionen, wie sie typischerweise beim Schneiden eine Rolle spielen, gehören die Eckenerkennung, verschiedene Korrekturmodule (zum Beispiel für den Fall, dass sich der Schneidepunkt eines mechanischen Werkzeugs nicht genau in der Achsmitte befindet) sowie die Manteltransformation (zum Beispiel zum Rohrschneiden).

Darüber hinaus verfügt das Eckelmann-NC-Betriebssystem über weitere Funktionen, die die Arbeitsvorbereitung und den Bearbeitungsprozess beim CNC-Schneiden unterstützen, sich in gleicher Art aber auch bei anderen Anwendungen wiederfinden. Zum Beispiel bei der Vermessung der Tischoberfläche, Ermittlung und Verrechnung der Werkstücklage, tangentiale Werkzeugnachführung oder beim Rückwärtsfahren und Wiederanfahren an die Kontur.

Human-Machine-Interface im Branchen-Look

Von großer Bedeutung für die Maschinenakzeptanz ist eine Konzeption und Gestaltung der Bedienung, die an den Bedürfnissen und typischen Arbeitsgewohnheiten der Nutzer ausgerichtet ist. Auch in diesem Kontext ergeben sich schneidtypische Charakteristika. Die Eckelmann-CNC-Bedienoberfläche ermöglicht einen einfachen Import von Fertigungsdaten (DXF, DIN, ESSI) und eine komfortable Erstellung von NC-Programmen an der Maschine, die durch eine umfassende Makrobibliothek unterstützt wird.

Die HMI-Version „CNC für das Schneiden“ unterstützt mehrere Schachtelvarianten: das Gitterschachteln als einfachste Variante, bei der alle Teile in einem rechteckigen Gitter auf der Platte verschachtelt werden. In ähnlicher Weise, aber mit nochmals maximierter Platzausnutzung funktioniert das so genannte Parkettschachteln.

Eine weitere Variante ist das Konturschachteln, bei der Teile verschiedener Art verschachtelt werden können. Für zusätzliche Produktivität sorgen das automatische Platzieren von Anschnittfahnen oder das Sortieren und Optimieren der Schneidreihenfolge. Eine in die Software integrierte Auftragsverwaltung und Betriebsdatenerfassung runden die produktivitätsorientierte Bedienung ab.

Erfolgreiche Entwicklungspartnerschaft mit Lasercomb

Zu den Kunden der Eckelmann AG, mit denen viele der beschriebenen Steuerungsfunktionen umgesetzt und kontinuierlich optimiert wurden, gehört das Maschinenbauunternehmen Lasercomb GmbH. Lasercomb ist ein international bekannter Anbieter und Lieferant von innovativen Systemlösungen für die Verpackungsindustrie und den Stanzformenbau. Das umfangreiche Maschinenprogramm von Lasercomb unterstützt unterschiedliche Werkzeuge und Schneidverfahren. In allen Maschinen kommen CNC-Steuerungen von Eckelmann in unterschiedlichen Bauformen zum Einsatz.

Für den Stanzformenbau werden Laserschneidemaschinen mit Bearbeitungsflächen von bis zu 4000 mm × 2000 mm angeboten. Bei den Musterschneideanlagen (mit einer Bearbeitungsfläche von bis zu 5500 mm × 2500 mm) kommen Messer, Riller, Fräser und Zeichenstifte zum Einsatz. Damit werden Muster-Verpackungen und Displays exakt auf Tiefe geritzt, perforiert, gefräst, geschnitten und markiert. Zur Optimierung des Schneideergebnisses werden die Werkzeuge tangential zur Bahnkontur nachgeführt und durch eine Z-Achsen-Kompensation unterschiedlichen Tischhöhen angepasst.

Dipl.-Ing. Manfred Hofmann ist Vertriebsingenieur im Geschäftsbereich Embedded Control Systems bei der Eckelmann AG in 65205 Wiesbaden.

Manfred Hofmann | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/konstruktion/antriebsundsteuerungstechnik/articles/139381/

Weitere Berichte zu: CNC-Lösung Laser Schneiden Werkzeug

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Elektrische Spannung: Kaiserslauterer Ingenieure erforschen Versagen bei Kugellagern
28.03.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Modulares Fertigungssystem für Kettenräder
15.03.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von Agenten, Algorithmen und unbeliebten Wochentagen

28.03.2017 | Unternehmensmeldung

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit