Pauto-dd

• höhere Qualität der Produkte
• verbesserte Sicherheit der Prozze
• höhere Präzision in der Ausführung
• kürzere Zeiträume, geringere Zeitaufwendungen
• niedrigere Kosten
• zukünftige Entwicklungen an Hochlohnstandorten
• Fertigung anspruchsvoller Produkte
• Innovationskraft der Unternehmen muss Beitrag zur Wertschöpfung leisten
• Beschleunigte Prozesse ermöglichen früheren Markteintritt
• sichert Gewinn, Standort, Arbeitsplätze

• Design-/Konzept-/Anschauungs-/Kommunikationsmodelle
• Funktions-Ergonomiemodelle
• Fertigungsmodelle

• Design-/Konzept-/Anschauungs-/Kommunikationsmodelle
  • Für Designüberprüfung (Ästhetik)
  • Für Entscheidungsprozesse im Vorstand
  • Für Kommunikation mit Kunden, Zulieferer
• Funktions-/Ergonomiemodelle
  • Für Funktionstests (Durchströmverhalten, Montierbarkeit, Fertigbarkeit)
  • Für Öffentlichkeitsarbeit (Messen, Prospekte)
• Fertigungsmodelle
  • Für Erzeugnisprototypen
  • Für Gießmodelle

4 - Prozessschritte

1. Rechnerinterner Datensatz
   • Geschlossenes 3D-Modell
   • Umwandlung rechner interne Darstellung (RID) in Datenformat STL
   • Übergabe an das Fertigungssystem->STL-Datenschnittstelle
2. Datenaufbereitung/ Fertigungsvorbereitung
   • Einlesen der Daten im STL-Format
   • Prüfen auf Umsetzungsfehler + Beseitigung (Lücken, Überlappen,...)
   • Evtl. Generierung erforderlicher Stütstruktur
   • Umformung der Daten entsprechend Fertigungssystem
   • Slicen, automatisches zerlegen in Schichten (Schichtdicke, Schichtinformationen)
   • Infos bereitstellen für die Fertigung->Generieren der Bauprozessinformation
3. Generative Fertigung - Bauprozess
   • Übernahme der Fertigungsinformationen(geom. Daten, AnlagenSpez. Zusatzinfos)
   • Wirkprinzip: Nutzung verahrensabhängiger chem./phys. Effekte und Energiequellen
   • Wirkstellen: WST/"WZ" - Auftragen und Behandeln von formlosen Rohmaterial
   • Wirkvorgang: schichtwieses Erzeugen + evtl. Hilfsstrukturen (support)
   • Steuerrechner steuert pro Schicht das Wz (Konturpolygonzug...)
   • Erzeugung von "Grünteilen"
4. Finishen und Nachbearbeiten der Teile
   • Entfernen überflüssigen Roh-/Stützmaterials
   • Nachhärten der Teile (je nach Verfahren)
   • Oberflächenbearbeitung der Teile (mech. Bearbeitung, Lackieren,...)
   • Ergebnis: auslieferbare Modelle, Werkstücke, Werkzeuge

siehe Bild

• schmelzen erwärmten "Drahtes", der mit einer Führungs-/Extrudierdüse positioniert wird
• Verbindet sich mit vorhergehender Schicht und erkaltet
• Schmelzort:            Führungsdüse im Extrusionskopf
• Arbeitstemperatur: 50 bis 85 °C
• Drahtstärke:           d=1,8 mm (Düsen-d= 0,4mikrom)
• Material:                  ABS, PC, Elastomer, Feinwachsguss
• Stützkontur über 2. Rolle

• Fertigungsautomatisierung
• Ermöglicht eine weitgehend selbsttätige Fertigung, ohne den ständigen steuernden Eingriff des Menschen
• Basis zur Fertigungsautomatisierung: NC Tecnik
• Basiseinrichtung: WZM und zugehörige Steuerung
• NC-Bearbeitung heißt
• die Bewegung zw. Werkstück und Werkzeug zur Herstellung eines Bauteils im Raum und Geschwindigkeit
• umgebenden Bedingungen (z.B. Kühlmittel)
• Mit einem Ablaufprogramm automatisch zu steuern bzw. zu regeln

• NC-Achsen
• Antriebe (Hauptantrieb(Hauptspindel/Arbeitsspindel), Vorschubantrieb(Vorschubbewegung))
• Weg-/ Winkelmesseinrichtung (direkt/ indirekt, inkremental/absolut)
• NCM: System von Lagerregelkreisen und Steuerketten (Lageregelung)
• WZ-Relvolver

Ein NC-Steuerprogramm (Umsetzung von geom. und tech. Informationen jedes einzelnen Bearbeitungsschrittes in Arbeitsinformationen (Weg- und Schaltinformationen) der Maschine=Programmierung)

•  Wo : Form des Weges, Interpolation, G-Adressen, auch ‚vorbereitende‘ Wegbedingungen, immer im Zusammenhang mit Weginformationen Beispiele:
  •  G0 – Punktsteuerverhalten (Eilbewegung)
  •  G1 – Geraden-Interpolation
  • G2, G3 – Kreis-Interpolation
  •  Wohin : häufig mehrere Wegbedingungen nötig (steuerungsspez. in einem/mehreren Sätzen)
  •  Bewegungsaufgabe (Bewegung des WZ anz. Achsen,Umfang Zielkoordinaten, Achsennamen)

• Ein- und Ausschalten von Maschinenfunktionen
• Bleiben gespeichert (wie Schalter), überschreiben
• Beispiele:

o F – Vorschubgeschwindigkeit
o S – Spindeldrehzahl
o T – Werkzeug
o M – Zusatzfunktionen, Hilfsfunktionen

• NC-Programm: Anzahl von Programmsätzen
• Programmanfang (% Name/Nr. im ersten Satz)
• …
• Folge von Sätzen (…)
• …
• Programmende (im letzten Satz9
• Programmsatz: Anzahl von Programmworten (Kennzeichnung mit Satznummer, eine
Anweisung, mit allen Zusatzbedingungen)
• Programmwort: Adressbuchstabe (Adresse) und Ziffernfolge (Wert)
• Aufbau: Hauptprogramm und Unterprogramm

• Maschinen-Koordinatensystem:
  • Koordinatensystem der WZM (Ursprung is der unveränderliche Maschinen NP)
  • Lage wird vom WZM-Hersteller festgelegt
• Werkzeug(träger)-Koordinatensystem:
  • Liegt auf Maschinenführpunkt (z.B. Spindelnase bei Fräs- und Bohrmaschine)
  • Nullpunktlage des WZ-KS im M-KS immer bekannt-kein Nullen notwendig
  • Benötigt: Abstandswerte, Korrekturwerte des WZ
• Werkstück-Koordinatensystem
  • Platzierung durch NC-Programmierer
  • Ermitllung seiner Lage im M-KS
  • Vorraussetzung der Werkstückprogrammierung

siehe Bild

• Lage des Werkzeuges zur Bahn/ Kontur
• Länge und Radius des Werkzeuges (im Werkzeugkorrekturwertspeicher der Steuerung)
• Werkzeugkorrekturwertspeicher-Nummer

• Nach Umfang der Rechneruntersstützung
  • Manuell, ohne wesentliche Rechnerunterstützung
  • Maschinell, weitestgehend rechnerunterstützt, automatisiert
• Nach Ort der Programmierung
  • Im Planungsbereich, in der Arbeitsvorbereitung
  • In der Werkstatt, an der Steuerung
• Nach der Programmiermethode
  • Alphanummerische Programmierung, Editor, Adressschreibweise, Fachsprache
  • Grafisch-interaktive Programmierung, Programmiersystem
• Nach Programmiermittel/ -hilfsmittel
  • PC-Arbeitsplatz, Programmiersoftware Cax
  • Bedientafel, Programmiersoftware der Steuerung
  • Teach-in, PLAY-back

• Teilprogramm (Quellprogramm):

o Datenformat zur strukturierten Bereitstellung von Eingangsdaten mit
Programmiersprache
o Basiert auf geometrischen Elementen (Punkt, Gerade, Kreis, …, Spline ; Roh- und
Fertigteilgeometrie) und technologischen Informationen (Maschine, Spannmittel,
Material, WZ- und Bearbeitungsdefinition, Bearbeitungsablauf)
o In Entwicklung: Programmieren mit Feature (Fertigungs- und Bearbeitungsfeature)

• Prozessor:

o Sofwaremodul, rechnetechnisch eine Art Compiler ( decodiert das Teilprogramm,
führt Syntaxkontrolle aus)
o Berechnet umfangreiche technologische Lösungsvorschläge für Planungsschritte
(technologische Folgen, WZ-Auswahl, Schnittwerteauswahl, …)
o Berechnet Zielkoordinaten der WZ-bahnabschnitte
o Fügt WZ-Korrekturwerte ein um aktuelle WZ-Daten zu berücksichtigen
o Ergebnis: WZ-Bahnabschnitte + Schaltbefehle zum aktivieren der Funktionseinheiten
der WZM sind im CLDATA-Format (DIN 66215)

•  CLDATA :

o Strukturierte Übergabe von Daten zwischen Prozessor und Postprozessor
o Aufbau: Folge von Sätzen

•  Herkömmlicher Postprozessor

o Gültig für eine WZM-Steuerungs-Kombination
o Wandelt CLDATA-Format in Satz-Format um
o Berücksichtigt spez. Funktionen (Stangenmaterial vorschieben, Spänetransport ein)
o Überprüft das einhalten des Arbeitsraumes bei den Verfahrwegen
o Ermittelt Zeiten

•  Generalisierter Postprozessor

o Gültig für mehrere WZM-Steuerungs-Kombinationen
o Spez. Kombination durch setzten von Parametern
o Anwender kann Anpassung auch selbst vornehmen

• Ergebnis: NC-Programm

• DNC- Direct Numerical Control (Werkstattsteuerung)
• Aufgaben: Verwaltung und Zeitgerechte Verteilung von Steuerinformationen an mehreren Steuerungen
• Datenaustausch mit WZM und weiterer automatisierter Fertigungseinrichtungen
• Rückübertragung korregierter NC-Programme, NC-Programmvergleiche, ...

• Definition:
  • Gesamtheit von Prozessen, Maßnahmen und Mitteln, die zur Auftragsabwicklung von
    Fertigungsabläufen in der Produktion unter bestimmten Zielstellungen eingesetzt
    werden
  • Alle Funktionen lassen sich in Leitständen realisieren, wobei der Mensch als die
    oberste Instanz in den von ihm zu überwachenden Ablauf eingreift
• Störgrößen:
  • Fehlendes Material
  • Fehlende Dokumente (Arbeitsplan, Arbeitsskizze...)
  • Machinenausfall, fehlende Komponenten (Werkzeuge, Betriebsmittel,...)
  • Ausfall Personal
  • Fehlende Bauteile
  • Fehlende NC-Programme

•  wirkt generell in allen Unternehmenfunktionen
•  wirkt in der Unternehmensfunktion „Produktion“ (Entwicklung/Konstruktion, Arbeitsvorbereitung, Materialwirtschaft, Produktionsplanung und –steuerung, Qualitätssicherung, Betriebsmittelbau, Teilefertigung (Produktionsprozess), Montage, Instandhaltung)

•  technische Wissenschaft
• Erscheinungen, Vorgänge und Gesetzmäßigkeiten bei der rationelleren Gestaltung und Erleichterung menschlicher Arbeit
• Produktentwicklungs- und Produktionsprozessen
• Zwischenschaltung von technischen Einrichtungen zwischen Mensch und Prozess, welche menschliche physische und geistige Eigenschaften ersetzen oder ergänzen und selbsttätige Abläufe ermöglichen
•  materielle Voraussetzungen der Produktionsautomatisierung werden durch Automatisierungs- und Rechentechnik geschaffen

•  Beschleunigung der Produkteinführung
•  Verringerrung des Änderrungsaufwands im Produktentwicklungsprozess
•  Schneller Fehler erkenn und beheben -> Kostenersparnis
•  SOLL-IST-Vergleich an physischen Objekten
•  Größere Modellvielfalt (schwierige Formen)
•  Schnelle Reproduzierbarkeit

•  Concept Modelling
•  Rapid Prototyping
•  Rapid Tooling
•  Rapid Manufacturing

siehe Bild

• IGES – US Standard
• SET – Französischer Standard
• VDAFS – Version 1 als DIN, Version 2 als VDA-Richtlinie
• STEP – Internationaler Standard ISO 10303
•  Industriestandards (DXF, DWG, STL)
• Native Schnittstellen (CATIA VS, SolidEdge, SolidWorks, ProEngineer, …)
• Problematik:

o Große Zahl unterschiedlicher CAD-Systeme ( nicht unbedingt miteinander
Kompatibel, Unausweichlich aufgrund großer Unternehmensstrukturen bzw.
Zulieferer, Aufgabenklassen, …)
o Kosten beim CAD-Datenaustausch (Schnittstellen kosten, Änderrung in native
Datenformate, Verschiedene Systeme -> Zeitaufwendig)