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Verfahren zur Toleranzanalyse von Fraesbahndaten mittels projizierbarer Toleranzvolumina

IP.com Disclosure Number: IPCOM000189257D
Original Publication Date: 2009-Nov-23
Included in the Prior Art Database: 2009-Nov-23
Document File: 3 page(s) / 288K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

NC-Programme zur Steuerung von Werkzeugmaschinen werden heutzutage mittels CAD- und CAM-Software unter Zuhilfenahme eines Postprozessors generiert (NC: Numerical Control; CAD: Computer Aided Design; CAM: Computer Aided Manufacturing). Zum Beispiel fuer Fraesmaschinen berechnet ein CAM-System eine Fraesbahn relativ zu einer idealen Fraesbahn, innerhalb einer vom Benutzer festgelegten Toleranz, der sogenannten CAM-Toleranz. Bei Fraesschlichtbearbeitungen beispielsweise liegt diese Toleranz typischer Weise bei 5-10µm. Im weiteren Verlauf der Bearbeitung wird das NC-Programm an die numerische Steuerung uebergeben, die wiederum mit weiteren additiven Toleranzen arbeitet. Bei einer Parametrierung der numerischen Steuerung mit einem sogenannten Kompressor sind zuvor axiale oder raeumliche Toleranzen anzugeben. Wie beschrieben, werden im Verlaufe einer Fraesbearbeitung verschiedene Toleranzen sowohl im CAM-System, als auch in der Steuerung festgelegt und verwendet. Die Einhaltung aller Toleranzen wird heutzutage oft nur ueber Heuristiken realisiert, so dass deren Einhaltung CAM- und steuerseitig nicht im Sinne einer oberen Schranke algorithmisch verifiziert wird. Eine Analyse der Toleranzen wird nach dem derzeitigen Stand der Technik nicht durchgefuehrt.

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Verfahren zur Toleranzanalyse von Fraesbahndaten mittels projizierbarer Toleranzvolumina

Idee: Dr. Christof Sinn, DE-Renningen; Dr. Dominik Wagenfuehr, DE Renningen

NC-Programme zur Steuerung von Werkzeugmaschinen werden heutzutage mittels CAD- und CAM- Software unter Zuhilfenahme eines Postprozessors generiert (NC: Numerical Control; CAD: Computer Aided Design; CAM: Computer Aided Manufacturing). Zum Beispiel fuer Fraesmaschinen berechnet ein CAM-System eine Fraesbahn relativ zu einer idealen Fraesbahn, innerhalb einer vom Benutzer festgelegten Toleranz, der sogenannten CAM-Toleranz. Bei Fraesschlichtbearbeitungen beispielsweise liegt diese Toleranz typischer Weise bei 5-10µm. Im weiteren Verlauf der Bearbeitung wird das NC-Programm an die numerische Steuerung uebergeben, die wiederum mit weiteren additiven Toleranzen arbeitet. Bei einer Parametrierung der numerischen Steuerung mit einem sogenannten Kompressor sind zuvor axiale oder raeumliche Toleranzen anzugeben. Wie beschrieben, werden im Verlaufe einer Fraesbearbeitung verschiedene Toleranzen sowohl im CAM- System, als auch in der Steuerung festgelegt und verwendet. Die Einhaltung aller Toleranzen wird heutzutage oft nur ueber Heuristiken realisiert, so dass deren Einhaltung CAM- und steuerseitig nicht im Sinne einer oberen Schranke algorithmisch verifiziert wird. Eine Analyse der Toleranzen wird nach dem derzeitigen Stand der Technik nicht durchgefuehrt.

Im Folgenden wird ein Verfahren vorgeschlagen, das zur Analyse der Einhaltung bzw. Ueberschreitung der beschriebenen Toleranzen dient. Um die Einhaltung der CAM-Toleranz ueberpruefen zu koennen, wird zunaechst ein hochgenaues NC-Programm erstellt, das im anschliessenden Verfahren als Referenz dient. Die dabei verwendete CAM-Toleranz sollte nicht mehr als 1 µm betragen. Mit Hilfe des vorschlagsgemaessen Verfahrens kann anschliessend unter Zuhilfenahme des Referenz-NC-Programms die diskrete Distanz zum NC-Teileprogramm berechnet werden, das zur Bearbeitung vorgesehen wurde. Bereits zu diesem Zeitpunkt kann der Anwender bei Toleranzueberschreitungen gewarnt werden. Zusaetzlich koennen dem Nutzer mittels einer Visualisierungskomponente die Datensaetze des NC-Teileprogramms und des Referenz- Teileprogramms angezeigt werden. Dadurch kann der Nutzer nicht nur eine Toleranzueberschreitung analysieren, sonder auch die tatsaechliche Distanz vom NC-Teileprogramm zu der Referenz. Zu diesem Zweck wird ein Toleranzschlauch um das Referenz-NC-Programm generiert und die Distanzen in diskreten Punkten visualisiert (Abbildung 1). Anschliessend werden diese dreidimensionalen Toleranzvolumina mitsamt der NC-Saetze auf eine zum Sichtvektor orthogonale Ebene projiziert. Die dadurch entstehenden, zweidimensionalen Toleranzbaender (Abbildung 2) koennen anschliessend eckverrundet werden (Abbildung 3). Eine vom CAM-System berechn...