Mit ganzheitlicher Prozessplanung zu mehr Effizienz beim Fräsen

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Während diese offensichtlichen Fehler leicht zu erkennen, wenn auch ungleich schwieriger zu korrigieren sind, ist das in Bild 2b dargestellte Beispiel deutlich komplexer: Eine auf den ersten Blick gleichmäßig gekrümmte Kurve (dunkelgrüne durchgezogene Linie) kann je nach Werkzeugdurchmesser zu einer unstetigen Werkzeugbahn führen. Wird diese Unstetigkeit vom Post-Prozessor ungefiltert in ein NC-Programm übernommen, dann führt das zu einer Maschinenbewegung, die einen theoretisch unendlich großen Ruck in mindestens einer Achse voraussetzt. Das Bearbeitungsergebnis wird deshalb zwangsläufig von der geforderten Kontur abweichen, allerdings in einer Art und Weise, die der Prozessplaner nicht mehr beeinflussen kann.

Auch CAM-Systeme bergen Fehlerquellen

Unabhängig von der Qualität der CAD-Daten bergen auch CAM-Systeme Fehlerquellen. Abhängig von der gewählten Bearbeitungsstrategie und der Komplexität des Bauteils bietet die Verteilung der Bahnpunkte eine Herausforderung für viele CAM-Systeme. Besonders an Flächenverbünden ist häufig zu beobachten, dass die Bahnpunkte „treppenförmig“ angeordnet sind. Dies führt dann zu einer unstetigen Bahn, obwohl die Flächen gleichmäßig gekrümmt sind. Nicht minder schwierig gestaltet sich die Berechnung der Werkzeugorientierung: Eine ungleichmäßige Verteilung der Werkzeugvektoren erzeugt ruckartige Werkzeugbewegungen, die fast immer Spuren auf der Oberfläche hinterlassen.

Die Aufgabe des Post-Prozessors ist grundsätzlich einfach: Er soll die geplanten Bahnpunkte in ein Format überführen, das die Steuerung interpretieren kann. Allerdings gibt es auch dort eine Vielzahl an Fehlerquellen. Häufig werden beispielsweise Punkte hinzugefügt oder eliminiert oder es werden aufgrund numerischer Probleme unerwünschte Achspositionen und Verfahrwege berechnet.

Bei mehrstufigen Prozessen kann die Restmaterialsituation kritisch werden

Mangelnde Kompatibilität zwischen zerspanungstechnologischen Anforderungen und CAM-basierter Bahnplanung können bereits während der Prozessplanung zu Fehlern führen: Während der Zerspaner seiner Prozessplanung gedanklich Prozesskenngrößen wie Spanungsdicke, Spanungslänge oder Kontaktwinkel zugrunde legt, arbeitet das CAM-System mit Stellgrößen wie Vorschub pro Zahn und Drehzahl. Diese Diskrepanz zwischen der Denkweise des Anwenders und der Informationsverarbeitung in der Maschine kann bei der Bearbeitung von Freiformflächen ungünstige Prozessbedingungen schaffen.

Das gilt besonders dann, wenn die Zugänglichkeit der zu bearbeitenden Fläche stark eingeschränkt ist und kein fixer Parameter, sondern ein Parameterfenster (beispielsweise variabler Voreilwinkel) definiert wird, um Kollisionen zu vermeiden. Ebenso kritisch ist bei mehrstufigen Prozessen die Restmaterialsituation. Werden Aufmaßschwankungen nach dem Schruppprozess oder einem anderen Vorbearbeitungsprozess nicht berücksichtigt, kann die Eingriffssituation kurzzeitig vom geplanten Zustand abweichen. Die Folge ist ein höherer Verschleiß oder sogar spontanes Versagen des Werkzeugs.

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