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 eldec-Technologie im Maschinenbau: Standardisierte Hochleistungsgeneratoren für exzellente Maschinenbaulösungen
15.12.2016 | EMAG eldec Induction GmbH

nachricht Neuer Fräser arbeitet schneller und spart Energie
12.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie