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Verfahren zur Analyse von Fraesbahndaten mittels Diskretisierung der Eingangsdaten und Berechnung und Visualisierung von Additivdaten

IP.com Disclosure Number: IPCOM000182650D
Original Publication Date: 2009-May-27
Included in the Prior Art Database: 2009-May-27
Document File: 2 page(s) / 64K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Die Bearbeitung eines Werkstuecks auf einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine wird typischerweise mittels NC-Programmen beschrieben, welche in einem CAD/CAM-System unter Verwendung eines Postprozessors erzeugt werden (NC: Numerical Control, CAD: Computer Aided Design, CAM: Computer Aided Manufacturing). Ein NC-Programm kann beispielsweise die Verfahrbewegung eines Fraeswerkzeugs beinhalten. Diese Bewegungen koennen vom Postprozessor in unterschiedlichen Formaten, z.B. als Linearsatz, als Kreissatz oder als hoeherwertige Formate (Polynome, B-splines) ausgegeben werden. Bei einer 4-,5-, oder 6-achsigen Bewegung wird additiv noch die Fraeserorientierung beispielsweise als Vektor oder als Rundachswinkel ausgegeben.

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Verfahren zur Analyse von Fraesbahndaten mittels Diskretisierung der Eingangsdaten und Berechnung und Visualisierung von Additivdaten

Die Bearbeitung eines Werkstuecks auf einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine wird typischerweise mittels NC-Programmen beschrieben, welche in einem CAD/CAM-System unter Verwendung eines Postprozessors erzeugt werden (NC: Numerical Control, CAD: Computer Aided Design, CAM: Computer Aided Manufacturing). Ein NC-Programm kann beispielsweise die Verfahrbewegung eines Fraeswerkzeugs beinhalten. Diese Bewegungen koennen vom Postprozessor in unterschiedlichen Formaten, z.B. als Linearsatz, als Kreissatz oder als hoeherwertige Formate (Polynome, B-splines) ausgegeben werden. Bei einer 4-,5-, oder 6-achsigen Bewegung wird additiv noch die Fraeserorientierung beispielsweise als Vektor oder als Rundachswinkel ausgegeben.

Die Qualitaeten der Einzelsysteme CAD, CAM und Postprozessor bestimmen massgeblich die Qualitaet des NC-Programms, d.h. die Guete der berechneten Fraesbahnen. Um eine hohe Qualitaet der Fraesbahnen und damit eine hohe Qualitaet des zu fertigenden Werkstueckes zu erreichen, werden NC-Programme typischerweise vor der Fertigung simuliert.

Bisher erfolgt eine Fraesbahnanalyse entweder im CAM-System selbst oder in einem nachgeschalteten Simulationssystem. Im ersten Fall berechnet das CAM-System Punkte mit Werkzeugorientierung als Eingang fuer das nachfolgende NC-Programm im Postprozessor. Parametriert der Benutzer das CAM-System zur Ausgabe von Kreisen, Polynomen oder B-splines, so berechnet das CAM-System diskrete Punkte auf den Kurven mit Orientierungsvektoren. Die berechneten Fraespunkte und Orientierungsvektoren werden visualisiert. Weitere Informationen wie Kruemmung, Torsion, Ableitungen von Orientierungsvektoren etc. werden von derzeitig eingesetzten Systemen nicht berechnet und visualisiert. Ferner findet auch keine Visualisierung von interpolierten Orientierungen statt. Der Benutzer erhaelt somit keine Information, wie sich das Fraeswerkzeug zwischen zwei berechneten Orientierungen verhaelt.

Im zweiten Fall, wenn ein NC-Programm in einem nachgeschalteten Schritt mittels eines Simulationssystems simuliert wird, wird dem Benutzer die Bewegung des Fraesers als eine kontinuierliche oder diskrete Bilderfolge angezeigt. Typischerweise beinhaltet die Simulation auch einen virtuellen Abtrag des Werkstoffmaterials. Eine Darstellung weiterer Groessen findet nicht statt. Auch eine Darstellung der Werkzeugorientierung, z.B. in Form eines Vektors, findet meistens nicht statt.

Im Folgenden wird ein neuartiges Verfahren vorgeschlagen, welches zur exakten Analyse der Fraesbahnen eines NC-Programms herangezogen werden kann. Dabei wird die Fraesbahn entsprechend Benutzerdefinition beliebig fein diskretisiert, um in den diskreten interpolierten Punkten zusaetzliche Analyseinformation...