Von CAD/CAM zur Werkzeugmontage:Moderne Zeiten erfordern moderne Lösungen

Neue Zeiten stellen neue Anforderungen an Hersteller von Schneidwerkzeugen. Die Bereitstellung von Werkzeugen und die Unterstützung bei deren Anwendung, einschließlich der Planung von Bearbeitungsvorgängen, reichen nicht aus – die moderne metallverarbeitende Industrie benötigt virtuelle, immaterielle Lösungen, die morgen ein wesentlicher Bestandteil der Produktlinien sein werden.

Die Digitalisierung der Fertigungsindustrie, ein klarer Trend der heutigen Realität, ist einer der deutlichen technologischen Durchbrüche, die durch die „vierte industrielle Revolution“ – die Implementierung von Industrie 4.0-Standards – angeregt wurden. Der Wind der Veränderung hat bereits einen relativ konservativen Industriezweig verändert:die Metallverarbeitung. Da die Zerspanung nach wie vor ein wesentliches Verfahren in der Metallbearbeitungstechnik ist, sieht sich der Zerspanungswerkzeugbau, der Werkzeuge für dieses Verfahren bereitstellt, vor die Notwendigkeit gestellt, neue Anforderungen zu erfüllen. Folglich sollten die Informationen, die die Werkzeuge spezifizieren, auf die gleiche Weise vereinheitlicht und digitalisiert werden. Informationsinteroperabilität ist der Schlüssel, um einen relevanten Datenaustausch zwischen verschiedenen Komponenten der heutigen und zukünftigen intelligenten Fertigungsprozesse sicherzustellen. Die Norm ISO 13399 spezifiziert die Datendarstellung für Schneidwerkzeuge und Werkzeughalter in einer Weise, die eine universelle Plattformunabhängigkeit gewährleistet. Das Hauptziel besteht darin, eine einheitliche und verständliche Computerdarstellung der Werkzeuge und Halter für verschiedene Elemente der Metallbearbeitungstechnologie zu erstellen, unabhängig davon, ob sie real oder virtuell sind, einschließlich computergestützter Konstruktions- und Fertigungssysteme (CAD/CAM).

Von Technologen, die an der Prozessplanung arbeiten, Ingenieuren, die Werkzeugbaugruppen konstruieren oder den Werkzeugteil eines komplexen Schlüsselprojekts vorbereiten, und CNC-Programmierern, die einen Werkzeugweg in einer CAD/CAM-Umgebung überprüfen, bis hin zu Anwendungsspezialisten, die Bearbeitungsvorgänge optimieren, und sogar Vertriebsleitern, die bei der Auswahl eines weiteren helfen effektives Werkzeug – alle können Stunden damit verbringen, die Werkzeugdaten der Werkzeughersteller in die Software des Kunden zu übernehmen. Jeder CAD/CAM-Anwender muss einen sofortigen und einfachen Zugriff auf digitalisierte Werkzeugdaten haben, und diese Anforderung ist für den Service eines Werkzeugherstellers von strategischer Bedeutung geworden.

Datenübertragung

Die wesentliche Datenübertragung erfolgt über eine STEP-Datei mit der Erweiterung.p21, in der Textcode gespeichert ist, der sich auf die Parameterwerte des Produkts bezieht. Außerdem enthält die .p21-Datei den Namen der 3D-Datei eines bestimmten Produkts. ISO 13399 schreibt die .p21-Datei vor, die zwischen Computerplattformen für CAD- und CAM-Anwender übertragen werden kann.

E-CAT-Kompetenzen

ISCAR erkannte den Wert der Bereitstellung zugänglicher und genauer Werkzeugdaten für die Vorbearbeitung in den Werkstätten und integrierte Werkzeugmontageoptionen in „E-CAT“, den umfassenden elektronischen Katalog des Unternehmens. Diese Option ermöglicht es Benutzern, eine Werkzeugbaugruppe aus verschiedenen ISCAR-Produkten zu erstellen, die in E-CAT vertreten sind, und dann die Werkzeugbaugruppendaten einfach in ihr CAD/CAM-System zu integrieren, wodurch Benutzer die Analyse der Anwendung der Baugruppe auf bestimmte Operationen mit der Verwendung fortsetzen können von Simulationssoftwarefunktionen.

E-CAT stellt ein effektives Instrument dar, um viele Aufgaben zu lösen, denen sich Hersteller heute stellen müssen. Das Programm integriert ein fortschrittliches Filtersystem, um die Auswahl der am besten geeigneten Werkzeuge für den Vorgang basierend auf den Bearbeitungsparametern zu ermöglichen. Der Werkzeugsatz umfasst das Werkzeug, Wechseleinsätze oder Schneidköpfe, einen Werkzeughalter und ggf. ein Reduzierstück oder eine Verlängerung, die alle Montagevorgaben optimal erfüllen. So erkennt das System beispielsweise, ob der gewählte Werkzeughalter die exakte Position einer eingespannten Schneide sicherstellt oder ob die Position vom Anwender verändert werden sollte.

Basierend auf dem ISO 13399-Standard wird eine digitale Zwillingsdarstellung der Werkzeugbaugruppe generiert, die ein Garant für eine erfolgreiche Kommunikation zwischen aktueller und zukünftiger Softwareunterstützung in einer digitalisierten intelligenten Fabrik ist.
Die Baugruppe gewährleistet eine schnelle und zuverlässige Simulation der Betrieb sowie Kollisionsprüfung (Interferenzprüfung), Werkzeugbahnoptimierung und die Konstruktion von Spannvorrichtungen. Da das gewählte Bearbeitungsverfahren den Wert der auf die Werkstücke wirkenden Kräfte bestimmt und eine Werkzeugkonfiguration die Form der Werkstückhalteelemente beeinflusst, kann die Simulation des Vorgangs unter Verwendung des Werkzeugbaugruppenmodells als ein wirksames Instrument für die Werkstückhalterkonstruktion betrachtet werden. Die Analyse erfolgt in einer virtuellen Fertigungsumgebung und nicht in der Werkstatt, was mögliche Fehler beim realen Zuschnitt minimiert und sogar verhindert. Die erstellten Baugruppen können sowohl im 3D- als auch im 2D-Format heruntergeladen werden, um die Erstellung von Zeichnungen, Skizzen und anderen technischen Dokumenten zu erleichtern.

E-CAT ist einfach und benutzerfreundlich und integriert sogar eine CAD-Funktion zum Erstellen einer Werkzeugbaugruppe aus Bibliothekselementen, die Standardartikel aus den Produktlinien widerspiegeln. Das Werkzeugbaugruppenmodell ist plattformunabhängig und soll in die eigene CAM-Software des Benutzers integriert werden, um Fehler in der Werkstatt während der Bearbeitung zu vermeiden.

Die Möglichkeit, einzelne und mehrere Werkzeugbaugruppen in den frühen Phasen der Fertigung zu planen und zu prüfen, ist eine äußerst wertvolle Quelle für Zeit- und Kosteneinsparungen. ISCAR ist der Ansicht, dass die Gewährleistung einer solchen Möglichkeit ein integraler Bestandteil der Produktpalette jedes Herstellers von Schneidwerkzeugen sein sollte. Die Optionen für die Werkzeugmontage bieten eine angemessene und effektive Antwort auf die Anforderungen der modernen Metallbearbeitung, und weitere E-CAT-Werkzeugmontageanwendungen stehen zur Verfügung, um metallverarbeitende Hersteller in der sich entwickelnden Welt der Industrie 4.0 zu unterstützen.

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