5-Achs-Zentren optimal programmieren

Die Stammberger Werkzeugbau GmbH fertigt schwerpunktmäßig Komponenten für Spritzgiesswerkzeuge und allgemeine Frästeile. Um moderne 5-Achs-Bearbeitungszentren mit bestmöglichen NC-Programmen zu versorgen, setzt Stammberger schon seit 1997 auf das CAM-System hyperMILL^®: von 2,5D- über 3D- bis hin zur 5-Achs-Bearbeitung.

5-Achs-Maschinen besitzen gegenüber der 3-Achs-Technik eine Reihe von Vorteilen. Einerseits können komplexere Teile gefertigt werden, z.B. mit Hinterschnitten und Querbohrungen, die 3-achsig nur mit mehrmaligem Umspannen zu fräsen wären. Andererseits können Bearbeitungsabläufe erheblich verkürzt, teilweise kürzere Werkzeuge verwendet und bessere Oberflächen erzielt werden. Noch mehr Möglichkeiten ergeben sich, wenn mit allen fünf Achsen zugleich (simultan) gearbeitet wird, nicht zuletzt bei der Erzeugung von Freiformflächen. 5-Achs-Maschinen nutzen unterschiedliche Kinematiken, um die 5 Achsen darzustellen. Für alle müssen sichere und performante NC-Programme erzeugt werden.

Dies ist eine der Domänen des CAM-Systems hyperMILL^® von der OPEN MIND Technologies AG. Die richtungsweisende 5-AchsTechnologie sorgt dafür, dass nicht nur Genauigkeiten und Oberflächen stimmen, Werkzeuge und Maschinen geschont werden, sondern auch möglichst kurze Laufzeiten an den Maschinen entstehen. Neben den praxisgerechten Strategien zur Werkzeugorientierung ist die vollautomatische Kollisionsvermeidung ein Highlight dieser 5Achs-Technologie. Wie zuverlässig und prozesssicher hyperMILL^® in der Praxis ist, zeigt erneut das Beispiel des sehr erfahrenen Anwenders Stammberger Werkzeugbau, der bereits 1997 mit diesem CAM-System in die NC-Programmierung einstieg.

Weitere Meilensteine waren die Einführung des ersten 5-Achs-Bearbeitungszentrums 1999, danach kamen nur noch 5-Achs-Zentren, eine Koordinatenmessmaschine 2003 und eine Erodiermaschine 2005. Mit modernster Technik für beste Arbeitsergebnisse, lag Stammberger richtig, denn das Unternehmen wuchs stetig. Heute hat Stammberger zwölf Mitarbeiter, Tendenz steigend und ein nagelneues Fabrikationsgebäude. Dieses erlaubte nun die Anschaffung eines großen Bearbeitungszentrums DMG DMU 200 P, welches das mögliche Teilespektrum deutlich nach oben verschob.

Stammberger Werkzeugbau hat seinen Namen ursprünglich bekommen, weil man die Intension hatte, komplette Werkzeuge zu bauen. Unterdessen aber hat man sich auf die Fertigung von Komponenten wie Schieber, Schräg- und Profilauswerfer, auch komplexer Formensätze, spezialisiert und damit seinen Markt gefunden. Auch allgemeine Teile für andere Branchen werden mittlerweile gefertigt. Bei Werkstoffen gibt es für das Unternehmen keine Grenzen: Kunststoffe, Aluminium, Kupfer, Messing, Guss, Edelstähle sowie sämtliche anderen Stähle, weich und gehärtet, werden bearbeitet. Stammberger war übrigens einer der beiden OPEN MIND-Kunden, welche weltweit als erste die 5-Achs-Technik einführten. Bevor nun der Prozess damit näher beleuchtet wird, zunächst ein Blick auf die Software selbst.

Einfache Bedienung – volle Performance

OPEN MIND hat mit hyperMILL^® ein CAM-System entwickelt, welches dem Anwender die NC-Programmerstellung möglichst einfach macht und auf der anderen Seite dafür sorgt, dass die Performance der jeweiligen Werkzeugmaschine voll ausgenutzt werden kann. Besonderheiten des Systems sind, dass dem Anwender mit Hilfe der Bedienmasken aufgabenorientiert nur praktikable und sichere Möglichkeiten an die Hand gegeben werden und nicht alle theoretisch denkbare Varianten. „Wir glauben nicht, dass es sinnvoll ist, alles ungefiltert an den Endanwender zu geben, indes möchten wir die in der Praxis erprobten Verfahren in einzelnen Anwendungsgebieten mit einem Minimum an Schaltern zur Verfügung stellen“, so ein Techniker des Hauses.

In diesem Sinne ist es auch besonders praktikabel, dass der Anwender alle Bearbeitungsarten, 2D, 3D und 5-Achsen wie auch Fräsdrehen aus einer einheitlichen Benutzeroberfläche heraus programmieren kann, es gibt ja kaum noch ein Teil, bei dem nur eine Bearbeitungsart von Nöten ist. Eine weitere Spezialität von hyperMILL^® ist die Bearbeitung mit indexierten Achsen. Da die erreichbare Vorschubgeschwindigkeit von der langsamsten Achse bestimmt wird, besteht das Geheimnis einer erfolgreichen 5-Achs-Simultan-Bearbeitung nicht in der Erzeugung von Bewegung, sondern vielmehr in der gezielten Vermeidung und in einer Harmonisierung der Achsen. hyperMILL^® indexiert darum automatisch die Achsen, die nicht benötigt werden. Nur an den Stellen, wo das nicht geht, wird voll simultan gefahren.

Zu den besonderen Stärken von hyperMILL^® zählt sicher die automatische Kollisionsvermeidung. Auch bei komplexen Bewegungen entstehen kollisionsfreie NC-Wege. Ansonsten stellt das System aber auch wirkungsvolle Simulationsmöglichkeiten zur Verfügung. Ohne Zweifel gehört in diese Aufzählung noch die Feature- und Makrotechnologie, mit deren Hilfe die Anwender die Programmierung von Geometrien standardisieren und automatisieren können.

Die Prozesse beherrschen

Mit Hilfe von des CAD-Systems hyperCAD^® und der CAM-Lösung hyperMILL^® beherrschen die Teilehersteller in Bad Rodach alle nötigen Prozessschritte, von der Übernahme der Kundendaten über die Analyse und Aufbereiten mit hyperCAD^®, die NC-Programmierung, das Postprozessing und die Übergabe an die Maschinen. Sie haben dafür mittlerweile fünf hyperMILL^®-Lizenzen installiert. Für die Übernahme der 3D-Daten werden bei Stammberger IGES und STEP genutzt, mit einer klaren Tendenz zu STEP. Wolfgang Stammberger: „Über Direktschnittstellen zu den CAD-Systemen einzelner Kunden denken wir nach, haben sie aber bisher nicht gebraucht.“ Da CAD und CAM hier integriert sind, kann die NC-Programmierung direkt auf die Geometrie aufgesetzt werden, eine weitere Datenübertragung ist nicht notwendig.

Bei Stammberger wird quasi alles eingesetzt, was das System zu bieten hat, von 2D- über 3D- bis hin zur 5-Achs-Bearbeitung. Welche Strategien sind für das Unternehmen dabei besonders attraktiv? „Dazu muss ich sagen, dass uns das gesamte Leistungsspektrum, das hyperMILL^® bietet, überzeugt“, unterstreicht Wolfgang Stammberger, führt dann aber doch einige Zyklen auf, die im Haus für besonders nützlich gehalten werden, wie Konturfräsen, Profilschlichten, 5-Achs-Restmaterialbearbeitung, 5-Achs-Bohren sowie die automatische Rohteilnachführung.

Nach der Erstellung der einzelnen NC-Programme folgt das Postprocessing. Alle hier verwendeten „PPs“ wurden individuell von OPEN MIND angefertigt und laufen zur „großen Zufriedenheit“ von Stammberger. Sehr zufrieden ist der Unternehmer auch mit der Betreuung, die durch OPEN MIND direkt erfolgt. Fragt man ihn nach Zukunftsaspekten, so bringt er eine weitere Automatisierung und Integration des CAD/CAM-Systems mit weiteren Applikationen, z. B. der Werkzeugvoreinstellung, ins Spiel. „Auch dabei werden wir Herrn Stammberger nach besten Kräften helfen“, schließt Hans-Jörg Höger, Gebietsvertriebsleiter bei OPEN MIND und zuständiger Betreuer von Stammberger Werkzeugbau, das Gespräch ab.

www.stammberger-wzb.de