Werkzeugbahn-Modifikationen in Fusion 360 Machining Extension meistern

Die Fusion 360 Machining Extension bietet Werkzeugbahn-Modifikationen, um heikle Situationen bei der Bearbeitung komplexer Teile zu vermeiden.

Wenige Objekte sind so einfach zu bearbeiten wie ein quadratischer Block. Heutige komplexe Produkte erfordern eine weit größere Vielfalt an Formen. Formen können kurvig, doppelt gekrümmt sein und Unterschnitte, senkrechte Wände, Bohrungen etc. aufweisen. Die Bearbeitung fortgeschrittener Merkmale kann zur echten Herausforderung werden.

CAM-Programmierer haben oft einige Tricks auf Lager, um fortgeschrittenere Umstände zu meistern. Doch Überraschungen passieren. Was, wenn die Modelldaten zur Generierung einer Werkzeugbahn weniger als ideal sind? Solche Situationen beinhalten oft Drittanbieter-CAD-Datenimporte, schlechte Designtechniken, unzureichende Freiformflächen und Hybrid-Design-Probleme. Diese Methoden können dazu führen, dass Werkzeugbahnen Kontaktpunkt-Grenzen nicht respektieren und in benachbarte Bereiche „bluten“. Ohne Behebung dieser Probleme können Ausschussteile, Werkzeugschäden oder noch schlimmer – Maschinenschäden – die Folge sein.

Autodesk Fusion 360 hat hilfreiche Werkzeugbahn-Modifikationswerkzeuge eingeführt, um dieses Problem anzugehen. Dieser Artikel behandelt Beispiele, wie das Freischalten von Werkzeugbahn-Modifikationen in Fusion 360 in heiklen Situationen helfen kann.

Was ist „Werkzeugbahn-Modifikation“?

Werkzeugbahn-Modifikationen erlauben Benutzern, Segmente zu modifizieren, zu löschen und zu entfernen, um Werkzeugbahnen sicherer, effizienter zu machen und Programmierzeit zu reduzieren. Sie sind ein Sammelbegriff für verschiedene Werkzeuge. Dazu gehören Trimmen der Werkzeugbahn, Löschen von Bahnen oder Segmenten, Werkzeugersatz und Modifikation von Werkzeugeintrittspositionen. Werkzeugbahn-Modifikationen sind Teil der Fusion 360 Machining Extension.

Zugriff auf Werkzeugbahn-Modifikationen in Fusion 360

Nach dem Kauf der Fusion 360 Machining Extension erstellen Sie eine gültige Werkzeugbahn. Sobald eine gültige Werkzeugbahn erstellt ist, wird der Modify-Tab in der Symbolleiste angezeigt, und eine Reihe von Werkzeugbahn-Modifikationen wird zugänglich.

Eine Reihe von Werkzeugbahn-Modifikationen ist nun zugänglich.

Die meisten Werkzeugbahn-Typen unterstützen Werkzeugbahn-Modifikationen. Die folgenden Typen unterstützen sie jedoch nicht: 2D-Werkzeugbahnen, 2D/3D Adaptive, 2D/3D Pocket, 2D Slot, 2D Thread, 2D Bore, 2D Circular, 2D Chamfer, Bohr-Werkzeugbahnen und Dreh-Werkzeugbahnen.

Dies liegt hauptsächlich daran, dass alle 2D-Werkzeugbahnen nicht modellbewusst (nicht assoziativ) sind. Theoretisch könnten sie durch angewandte Modifikationen gefährliche Ein- und Ausfahrbewegungen erzeugen. Auch beim Schruppen kann das Trimmen einer Schrupp-Operation Sicherheitsauswirkungen auf die verbleibenden Ein- und Austrittspositionen des Werkzeugs im Rohmaterial haben.

Wann sollten Sie Werkzeugbahn-Modifikationen einsetzen?

Beispiel 1

In diesem Beispiel zeigt die Schrägfläche eine Gelegenheit, Werkzeugbahn-Modifikationen zu nutzen, um Luftschnitte zu vermeiden.

Die eigentliche Stärke liegt darin, dass die Flächenauswahl assoziativ mit dem Modell verknüpft ist. Ändert sich das Design, aktualisiert sich die getrimmte Werkzeugbahn entsprechend. Wie im Bild oben zu sehen, verschwinden die Luftschnitte und hinterlassen eine effizientere Werkzeugbahn.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zeigt eine Form für einen Autoscheinwerfer. Man sieht, dass die Parallel-Strategie in einigen Fällen die Kontaktpunkt-Grenzen nicht respektiert:

In manchen Fällen kann man versuchen, das Problem durch Bearbeitung der Strategie mit Berührungs-/Vermeidungsflächen zu lösen. Dies liefert jedoch nicht immer ein akzeptables Ergebnis. Oft resultiert es in langen Verzögerungen bei der Flächenauswahl und Berechnungszeit. Werkzeugbahn-Bearbeitung zielt darauf ab, diesen Prozess erheblich effizienter zu gestalten.

Wichtig: Neuberechnete Ein- und Ausfahrbewegungen werden nur auf die getrimmten Bereiche angewendet. Der Rest der ursprünglichen Werkzeugbahn bleibt unverändert. Wie oben gezeigt, ist die resultierende Werkzeugbahn effizienter und sicherer, was zu einer insgesamt besseren Oberflächenqualität führt.

Beispiel 3

Das dritte Beispiel zeigt eine Situation, in der wir Ineffizienzen in der Werkzeugbahn entfernen möchten. Wir bearbeiten die Laschen mit dem Werkzeug, das von der Seite anrückt. Dies reduziert das Risiko, die scharfen Kanten der Laschen abzurunden. Es wurde Geometrie erstellt, um eine gute Werkzeugbahn über die beiden Laschen zu erhalten. Dies führt jedoch zu einer ineffizienten Strategie mit vielen Luftschnitten.

Werkzeugbahn-Bearbeitung erlaubt das Entfernen des gesamten überflüssigen Werkzeugbahnanteils, während die erforderlichen Bereiche zum Bearbeiten der Laschen beibehalten werden. In den untenstehenden Bildern sehen Sie den getrimmten Teil der Werkzeugbahn, der Luftschnitte entfernt und eine effizientere Werkzeugbahn hinterlässt. Dies reduzierte die Bearbeitungszeit für diese Laschensatz dramatisch von über 18 Min auf knapp über 13 Min. Das ist eine enorme Zeitersparnis für ein Teil mit vier Laschensätzen über eine Produktionsserie von 20-50 Teilen.

Beispiel 4

In diesem vierten Beispiel schauen wir uns an, wie wir das Beste aus zwei Werkzeugbahnen kombinieren können.

Hier wird eine Pencil-Werkzeugbahn verwendet, um den Innenradius des Radiusbereichs zu bearbeiten. Wenn sich das Werkzeug jedoch dem vertikalen Bereich der Werkzeugbahn nähert, beginnt es zu fragmentieren.

Das andere Problem: Eine vertikal geführte Werkzeugbahn an einem vertikalen Radius gefährdet Werkzeugstandzeit und Teilequalität. Dies führt zu möglichem Werkzeugschaden und schlechter Oberflächenqualität. Werkzeugbahn-Bearbeitung kann helfen, den oberen Teil der fragmentierten Werkzeugbahn abzuschneiden, was zu einer guten Pencil-Trace-Werkzeugbahn führt.

Eine Steep-and-Shallow-Werkzeugbahn ist ebenfalls im Modell vorhanden. Sie nutzt eine Kontur-Werkzeugbahn, um die vertikalen Wände mit konstantem Schritttiefgang zu bearbeiten. Hier können Sie die Werkzeugbahn-Trimmfunktionalität nutzen, um nur den inneren Teil des Polygon-Sketches um den Bereich der zuvor fragmentierten Pencil-Werkzeugbahn zu behalten.

Der Trim resultiert in einem gut positionierten Satz horizontaler Segmente. Viele Programmierer justieren jedoch oft die Schritttiefgänge, um die korrekte Oberflächenqualität zu gewährleisten. Glücklicherweise behält die getrimmte Werkzeugbahn den angewendeten Trim bei, während sie alle on-the-fly vorgenommenen Werkzeugbahn-Parameteränderungen verarbeitet. Eine gute Lösung ist im untenstehenden Bild zu sehen:

Beispiel 5

Das folgende Beispiel präsentiert zwei Probleme. Erstens rollt das Werkzeug über die Ecke und geht weiter in das Teil hinein als erforderlich. Das bedeutet, die Werkzeugbahn taucht potenziell in das noch zu entfernende Restmaterial ein, was Werkzeug und resultierende Oberflächenqualität beschädigt.

Zweitens ist es unpraktisch, ebene Flächen mit Kugelkopffräsern zu bearbeiten. Die Drehgeschwindigkeit an der Spitze ist fast null, während die Bearbeitung mit der Werkzeugunterseite oft eine schlechte Oberflächenqualität erzeugt.

Hier kann das Boundary-Trimming-Werkzeug genutzt werden, um schnell Bereiche zu identifizieren, die für die spätere Bearbeitung mit einem Flachbodenwerkzeug ausgeschlossen werden sollen – resultierend in effizienteren Werkzeugbahnen, besseren Oberflächen und langlebigeren Werkzeugen.

Beispiel 6

Im folgenden Beispiel haben wir eine Werkzeugbahn, die die Steil- und Flachbereiche dieser Taschen bearbeitet. Es ist erwähnenswert, dass es sehr üblich ist, dass das Werkzeug beim Einfahren und Ausfahren leichte Spuren auf dem Teil hinterleßt. Je nach Position von Ein- und Ausfahrt kann dies zu schlechterer Oberflächenqualität und mehr manuellem Polieren als Nachbearbeitung führen.

Ein weiteres Problem tritt auf, wenn ein Werkzeug in einen Bereich eintritt, wo es unter höherer Belastung steht. Beispielsweise in Ecken kann die Werkzeugstandzeit durch Stoßbelastung abnehmen.

Hier erlauben Werkzeugbahn-Modifikationen, die Eintrittspositionen aller geschlossenen Segmente zu verschieben. Dies ist besonders nützlich, um den Bedarf an manuellem Polieren zu reduzieren, was zu besserer Oberflächenqualität und verlängerter Werkzeugstandzeit führt. Es ist auch vorteilhaft bei der Bearbeitung von Mehr-Achs-Unterschnitten, wo das Werkzeug dann sichereren und einfacheren Zugang zu Überhängen/Unterschnitten hat.

Wichtig zu betonen: Einer der größten Vorteile von Werkzeugbahn-Modifikationen ist, dass die zu modifizierende Werkzeugbahn nicht vollständig neu berechnet werden muss. Fusion 360 regeneriert nur die betroffenen Ein- und Ausfahrbewegungen, was Programmierzeit spart und mehr Zeit für die Teilefertigung lässt.

Beispiel 7

In diesem letzten Beispiel haben wir eine Situation, in der der Halter oder Schaft des Werkzeugs an den steileren Wandbereichen mit dem Rohteil oder Teil kollidiert.

Die Simulation zeigt, dass der Werkzeughalter beim Hinauffahren an der Wand mit dem Teil kollidiert. Werkzeugbahn-Trimmung erlaubt das Aufteilen der Werkzeugbahn in steilere und flachere Bereiche. Dies behält effektiv beide geteilten Werkzeugbahn-Segmente bei.

In den steileren Bereichen können Sie die Change Tool-Funktionalität nutzen, um durch ein längeres Werkzeug mit derselben Schneidgeometrie zu ersetzen. Dies stellt sicher, dass Werkzeug und Modell kollisionsfrei bleiben.

Der Vorteil: Keine Neuberechnung der Werkzeugbahn ist beim Ersetzen durch ein längeres Werkzeug nötig (vorausgesetzt, die Schneidgeometrie bleibt unverändert).

Wiederum bedeutet das Wechseln des Werkzeugs für Teile einer Werkzeugbahn effizientere Zykluszeiten, effizientere Programmierung und nur dann ein längeres Werkzeug einzusetzen, wenn es erforderlich ist.

Mehr über Werkzeugbahn-Modifikationen in Fusion 360 erfahren

Wie Sie sehen, bieten Werkzeugbahn-Modifikationen die Flexibilität, Teile präziser mit weniger Bearbeitungszeit zu fertigen, was zu besseren Oberflächenqualitäten und Teilen führt.

Um mehr über Werkzeugbahn-Modifikationen in Fusion 360 zu erfahren, besuchen Sie dieses Hilfethema. Es gibt auch nützliche Video-Ressourcen auf dem Fusion 360 YouTube-Kanal, die einige der in diesem Artikel beschriebenen Funktionalitäten erklären.

Testen Sie die Fusion 360 Machining Extension kostenlos, um Werkzeugbahn-Modifikationen in Fusion 360 freizuschalten: