Perfekte Maschinenanbindung

Technik
// CNC-Bearbeitung
/ Der Autor Andreas Weinzierl hat sich auf die komplexe Fünfachs-Bearbeitung spezialisiert. Im Laufe der Jahre hat er umfassende Praxiserfahrungen in der
Programmierung dreidimensionaler Bearbeitungen gesammelt. Im Bild das Fräsen einer Lautsprecherhälfte. (Fotos und Grafiken: Weinzierl)
Kein Schnitt an der Schnittstelle
Perfekte Maschinenanbindung
CAD/CAM-Programme können ihre volle Leistung nur mit einer ausgereizten Schnittstelle zur
CNC-Maschine ausspielen. In mehrjähriger Praxis und gemeinsam mit einem kooperativen Softwarepartner
konnte bei 3D-Holz Design eine praxistaugliche und effiziente Schnittstelle zum WoodWop-
Format der Homag Gruppe geschaffen werden. ANDREAS WEINZIERL
I Irgendwie hatte ich doch eine andere Vorstellung,
wie Maschine und Software miteinander
harmonieren sollten. Nach der Anschaffung
der CAD/CAM-Software Master-
Cam für komplexe Freiformteile und für die
rationelle Programmierung einer Fünfachs-
Maschine von Homag stellte sich bald
Ernüchterung ein: Wie alle leistungsfähigen
CAD/CAM-Systeme wurde auch MasterCam
für die Bedürfnisse der Metallbearbeitung
entwickelt.
Dort wird seit jeher direkt mit dem G-Code
aus CAD/CAM-Programmen programmiert,
den der NC-Generator hingegen bei den in der
Holzbearbeitung genutzten Wop-Systemen
erst an der Maschine erzeugt.
Sich jetzt also ausschließlich der G-Code-Programmierung
annehmen, nur weil man sich
eine externe CAM-Software zugelegt hat?
Es war also notwendig, auf die Gegebenheiten
von WoodWop einzugehen, um die
gewohnte Visualisierung zu erhalten, die Effizienz
zu steigern, Fehler zu vermeiden bzw.
darauf an der Maschine reagieren zu können.
Oberstes Ziel war es also, aus dem externen
CAD/CAM heraus nach Möglichkeit immer
auch entsprechende optimale Wop-Bearbeitungsmakros
zu posten. Dies bietet gegenüber
dem direkten G-Code-Posting Vorteile:
· Die Bearbeitungen sind auf der Maschine
schnell zu überblicken und einsehbar
· Der NC-Generator an der Maschine überprüft
das Programm auf Fehler
· Programme können an der Maschine ohne
großen Aufwand editiert werden. Der Weg
zurück in die externe CAM-Software kann also
eingespart werden
· Bei Bohrbearbeitungen kann ohne jeglichen
Zusatzaufwand der Bohrkopf angewandt
und die Bohrungen auch optimiert werden
· Bei der Programmierung in MasterCam
muss sich der Bediener so gut wie keine
Gedanken machen, wie er die programmierten
Operationen zur Maschine übergibt: Der
Postlauf findet mit sinnvoll hinterlegten Voreinstellungen
das beste Wop-Ergebnis.
Nachteilig erweist sich dabei der (theoretisch
unnütze) Zwischenschritt zum Wop-Format.
Denn datenarm ist dieser Weg nicht: Beim
Posten des Wop-Formates ist generell mehr
Text zu generieren, um die Bearbeitungsmakros
entsprechend zu beschreiben. Bei
einem fehlerfreien Programm könnte man
sich diesen Zwischenschritt sparen, da ja auch
der NC-Generator an der Maschine nichts
Anderes macht als entsprechende G-Befehle
eines Universalmakros zur Maschine „durchzureichen“.
Dass dies jedoch eine praxistaugliche
Lösung für handwerkliche Einsätze sein
kann, wage ich stark zu bezweifeln.
Allerdings können mit externer CAM-Software
auch Bearbeitungen programmiert werden,
für die eine Wop-Software letztlich kein
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Strukturierte Wop-Ausgabe: Operationen aus dem CAM behalten ihre Operationen in WoodWop. So findet man
sich in gewohnter Umgebung schnell zurecht, Der Bediener muss nicht mehr zwangsläufig den Weg ins externe
CAM zurückverfolgen. Mit Wop-Makro-Posting sieht er sofort, was auf ihn zukommt.
/ Dieser Korpus für einen Elektrobass wurde inklusive
Hals komplett aus einer Nussbaumbohle gefräst.
/ Komplexere Bearbeitungen sind ohne maschinengebundener Simulation durchaus riskant.
eigenes Bearbeitungsmakro mehr vorsieht.
Für diese Fälle bleibt also der Weg des Postens
eines G-Codes nicht aus. So kommt es, dass
man in nur einem Programmlauf durchaus
beide Wege nutzt. Als Beispiel sei ein beliebiges
Standardteil zu sehen, das zusätzlich eine
5-Achs-Simultan-Bearbeitung enthält.
Daher bleibt das Posten eines G-Codes (Universalmakro)
dennoch unverzichtbar. Zu
oft gibt es Situationen, an denen diese Art der
Übergabe der reinen Wop-Makro-Anbindung
zu bevorzugen ist. Sei es bezüglich der Darstellung
komplexer Datenmenge in Wood-
Wop oder auch dem vorsätzlichem Tricksen
gegenüber den Wop-Makros. Denn bei der
Übergabe als Universalmakro werden die
Koordinaten blindlings ohne jegliche Fehlerkontrolle
durchgereicht. So können durch
diese Herangehensweise auch Bearbeitungen
übergeben werden, die anhand der Plausibilitätsprüfung
durch den NC-Generator beim
Einsatz von Wop-Bearbeitungsmakros an der
Maschine geblockt werden würden.
Grund genug, um auch das Universalmakro,
das den G-Code enthält, zu frisieren. Hier sei
z. B. die automatische Absaughaubenberechnung
genannt: Aufgrund von Werkzeugdurchmesser,
Werkzeugneigung, Werkzeuglänge
und Werkstückdicke wird der Störkreis des
Werkzeugs kontinuierlich berechnet und die
Absaughaube in die darüberliegende Stellung
gebracht. Außerdem werden nur die Koordinaten
übergeben, die sich auch tatsächlich
ändern. Somit wird die Datei schlank gehalten
und das Handling erleichtert. Ebenso
können alle von Homag bisher angewandten
NC-Satz-Verschleifparameter (je nach
Steuerungsgeneration) angewandt oder mit
eigenen Werten versehen werden.
Ziel war es dabei immer, die Anbindung weitgehend
automatisiert zu hinterlegen.
Der Postlauf findet weitgehend selbst den
passendsten Weg, um ein bestmögliches
Wop-Posting zu erzielen. Dennoch sollen
durch eine Automatisierung diverse Parameter
innerhalb einer Fräsoperation auch
bewusst gesetzt werden können: Absaughaubenstellung,
Rampenfaktor, NC-Stop nach
einem Bearbeitungsgang etc.
Zusätzlich kann dabei auch die Postingart
beeinflusst werden. Beim vertikalen Konturfräsen
hätte man innerhalb WoodWop drei
Möglichkeiten: Vertikalfräsmakro, Polygonzug
oder Universalmakro (G-Code).
So war es jedoch mit nur einem „rein funktionierenden“
Programmlauf nicht getan. Ich
wollte mich nach dem Erzeugen des MPR-Formates
schneller in WoodWop zurechtfinden,
um sichtbare, nachvollziehbare Bezüge zu den
Fräsoperationen aus MasterCam herzustellen.
Wenn hunderte Fräsmakros lediglich die
Hierarchie einer richtigen Reihenfolge vorweisen,
bringt das schließlich nicht den gewünschten
Übersichtseffekt um sich schnell
wieder an der Maschine im Wop zurechtzufinden.
Hierzu bietet das Blockmakro die optimalen
Voraussetzungen: Sämtliche Fräsoperationen,
die aus einer MasterCam-Operation
stammen, werden in ein Blockmakro zusammengefasst.
Jedoch nur dann, wenn es auch
Sinn macht. Sofern die Operation aus Master-
Cam nur eine einzige Bearbeitungskontur/
Bohrpunkt etc. enthält, wird auch auf das
Blockmakro innerhalb WoodWop verzichtet.
So erhält man dort immer den optimalen
Bezug zur Originalprogrammierung in MasterCam
und kann beispielsweise ein Blockmakro
mit Dutzenden darin enthaltenen Operationen
noch völlig unkompliziert an der
Maschine bezüglich der Fräsreihenfolge in
einem Guss verschieben.
Ebenso werden Zusatzinformationen wie z. B.
Werkzeuginformationen oder im CAM definierte
Anmerkungen innerhalb einer Opera-
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Technik
// CNC-Bearbeitung
/ „Bildhauerische Tätigkeiten“ auf der CNC: Hier das
Fräsen eines Stierohres
/ Postingfenster: Beim Erzeugen des MPR-Formates werden global geltende Informationen mitgegeben. Diese
sind voreingestellt. Sie können aber durch den Nutzer auch gezielt und situationsabhängig beeinflusst werden.
tion in ein Kommentarmakro mitausgegeben.
So habe ich nach und nach alle sinnvollen
WoodWop-Makros erfasst, welche nun in den
Postprozessor integriert sind. Selbst das Einbinden
bereits bestehender Komponenten
inkl. einem Drehwinkel ist möglich.
Bei der Entwicklung wurde Wert darauf gelegt,
dass keine fehlerhaften Makros gepostet
werden. Es soll also gewährleistet sein, dass
der NC-Generator an der Maschine das Programm
erfolgreich generiert.
Zuletzt geben wir beim Start des Postingvorganges
noch globale Informationen mit:
Ein Z-Versatz des Werkstücks, ob vertikale
Bohrungen optimiert werden sollen, ob ein
gespiegeltes Programm aufgerufen werden
kann, ob Polygonzüge und Universalmakros
eingebettet oder extern gepostet werden
oder auch, ob eine separate, ausgereiztere
Absaughaubenberechnung nicht nur für das
Universalmakro, sondern auch für WoodWop-
Makros berechnet und zugewiesen werden
soll. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit,
die Bearbeitungen innerhalb der realen
Maschinenumgebung auf etwaige Fehler
hin zu simulieren. Selbst wenn der Postlauf
beendet ist, haben wir noch auf Komfort
geachtet. Die erzeugte Datei öffnet sich automatisch
zeitgleich in zwei Programmen, ohne
sie separat öffnen zu müssen: im Texteditor,
um das Universalmakro betrachten zu können
wie auch in WoodWop selbst.
Viele Abendstunden und Enthusiasmus
waren notwendig, diese Schnittmenge auszuarbeiten.
So gibt es selbst heute noch hin
und wieder Situationen, in denen eine Lücke
klafft. Es gilt, den Fehler sogleich zu lokalisieren
um die gewonnenen Erkenntnisse an den
CAM-Anbieter (für MasterCam ist dies die
Formtec AG, Chur) weiterzuleiten, um diese
Fehler zu beseitigen. So habe ich in partnerschaftlicher
Zusammenarbeit namentlich mit
Herrn Good anhand jahrelanger komplexer
Praxisaufgaben eine ungeahnte Schnittmenge
dessen geschaffen, was ich vor Jahren
noch für unmöglich hielt. Wichtig war dabei
die Erkenntnis, dass nicht der Softwarevertrieb,
sondern letztlich der Anwender die
Möglichkeiten des Wop's auszukundschaften
hat. Vom Anwender muss Inspiration und
Input kommen, der Vertrieb kann dann
umsetzen. Bezüglich der Softwarekombination
MasterCam-WoodWop ist diese Arbeit
weitgehend gemacht. Letztlich, so meine
felsenfeste Überzeugung, ist eine Anbindung
auf hohem Niveau neben dem Beherrschen
von Wop und externem CAM selbst, der
wichtigste Schlüssel zum Erfolg. I
Der Autor
Andreas Weinzierl ist Inhaber der Firma
3D-HolzDesign in Traunstein. Als
innovativer Dienstleister ist dieser Betrieb
auf die komplexe Bearbeitung von Holz,
Holzwerkstoffen und Kunststoffen
spezialisiert.
www.3D-HolzDesign.de
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