Die Rolle von CAD/CAM in der Blechbearbeitung

1. Überblick

Der herkömmliche Produktherstellungsprozess erfolgt in der Regel nach dem Prinzip "zuerst entwerfen, dann fertigen". Manchmal kann das resultierende Produkt während der Herstellung und Montage auf entscheidende Probleme stoßen, wie z. B. Fertigungsschwierigkeiten, Störungen bei der Montage oder, schlimmer noch, eine Unfähigkeit zur Herstellung und Produktion.

Dies ist häufig darauf zurückzuführen, dass der Konstrukteur mit dem Herstellungsprozess nicht vertraut ist oder die Kommunikation zwischen dem Konstrukteur und anderen technischen Mitarbeitern mangelhaft ist. Wie die Daten der Industrie zeigen, entfallen auf die Produktgestaltung 5% der Produktkosten, sie bestimmt jedoch 75% der gesamten Herstellungskosten und 80% der Produktqualität und -leistung.

Um die Verarbeitbarkeit von Produkten zu verbessern, die Qualität und Leistung zu gewährleisten, die Produktionskosten zu senken und den Prototypenzyklus zu verkürzen, ist es daher von entscheidender Bedeutung, bei der Produktentwicklung computergestützte Konstruktions- und Fertigungsverfahren (CAD/CAM) einzusetzen, die eine umfassende Informationsverbindung und Rückkopplung zwischen Konstruktion und Fertigung ermöglichen.

Dank dieser Informationsverknüpfung und des Feedbacks können die Konstrukteure ihre Entwürfe zeitnah verbessern, so dass ein erfolgreiches Produktdesign, ein erfolgreiches Prozessdesign und eine erfolgreiche Fertigung gewährleistet sind.

CAD/CAM umfasst die Verwendung von Computern zur Erzeugung und Anwendung verschiedener digitaler Informationen für Produktdesign und -herstellung. Es zeichnet sich durch hohe Intelligenz, Wissensintensität, schnelle Aktualisierung, starke Integration und hohe Effizienz aus. Die Verarbeitungskapazität nimmt mit der Weiterentwicklung der Computerhardware- und -softwaretechnologie ständig zu.

CAD/CAM wird häufig in der Maschinenbau-, Elektronik-, Textil-, Luftfahrt-, Schiffbau- und anderen Industrien für das Gesamtdesign, die Modellierung, das strukturelle Design, das optimierte Design, das Simulationsdesign von Mechanismusbewegungen, die Vor- und Nachbearbeitung von Finite-Elemente-Analysen, die Berechnung von Produktqualitätsmerkmalen, das Prozessdesign, die numerische Steuerungsverarbeitung und vieles mehr verwendet.

1.1 Computerunterstützter Entwurf (CAD)

Beim computergestützten Design (CAD) wird Computersoftware eingesetzt, um Form, Struktur, Farbe, Textur und andere Merkmale neu entwickelter Produkte zu erstellen und zu simulieren. Da sich diese Technologie ständig weiterentwickelt, wird CAD in verschiedenen Bereichen wie dem Grafikdruck und dem Verlagswesen in großem Umfang eingesetzt.

Der Anwendungsbereich von CAD ist breit gefächert und umfasst architektonische Zeichnungen, mechanische Zeichnungen, Schaltpläne und verschiedene andere Konstruktionsmethoden.

Ursprünglich wurde CAD vor allem in großen Unternehmen der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie der Elektronikindustrie eingesetzt. Mit der kontinuierlichen Senkung der Herstellungskosten für Computer hat sich der Anwendungsbereich jedoch erheblich erweitert.

Früher war die Zeichensoftware auf flache Entwürfe beschränkt, denen es an Realismus mangelte. Mit der fortschreitenden Entwicklung der Computertechnologie, der gesteigerten Effizienz und den niedrigeren Marktpreisen haben viele Unternehmen dreidimensionale Zeichnungsentwürfe eingeführt, wodurch die Konstruktionsentwürfe viel intuitiver werden.

1.2 Computergestütztes Engineering (CAE)

Computergestütztes Ingenieurwesen

Computer Aided Engineering (CAE) ist eine numerische Näherungsmethode, die zur Lösung komplexer Konstruktions- und Produktkonstruktionen in Bezug auf Festigkeit, Steifigkeit, Knickstabilität, dynamisches Verhalten, Wärmeleitung, dreidimensionalen Mehrkörperkontakt, Elasto-Plastizität und andere analytische Berechnungen sowie zur Optimierung der Konstruktionsleistung eingesetzt wird.

Die Grundidee der CAE besteht darin, den Lösungsbereich eines komplex geformten Kontinuums in endliche, einfache Teilbereiche zu unterteilen, d. h. ein Kontinuum in einen äquivalenten Verbundkörper aus finiten Elementen zu vereinfachen. Durch die Diskretisierung des Kontinuums wird das Problem der Lösung von Feldvariablen (Spannung, Verschiebung, Druck, Temperatur usw.) im Kontinuum auf die Lösung der Feldvariablenwerte an den Knoten der finiten Elemente vereinfacht.

Die grundlegenden Gleichungen, die zu diesem Zeitpunkt zu lösen sind, sind eine Reihe von algebraischen Gleichungen, nicht die ursprünglichen Differentialgleichungen, die die realen Feldvariablen des Kontinuums beschreiben. Die erhaltenen Lösungen sind numerische Näherungslösungen, und der Grad der Annäherung hängt von der Art und Anzahl der verwendeten Elemente und der Interpolationsfunktion der Elemente ab.

CAE-Software kann in zwei Kategorien unterteilt werden:

1. Spezielle CAE-Software, die für bestimmte Arten von Technik oder Produkten entwickelt wurde und für die Analyse, Vorhersage und Optimierung der Produktleistung verwendet wird.

2. CAE-Software für allgemeine Zwecke, mit der die physikalischen und mechanischen Eigenschaften verschiedener Arten von Technik und Produkten analysiert, simuliert, vorhergesagt, bewertet und optimiert werden können, um technologische Innovationen zu erreichen. Der Hauptbestandteil der CAE-Software ist die Finite-Elemente-Analyse-Software (FEA).

Die Rolle von CAE in der computergestützten Konstruktion und Fertigung manifestiert sich vor allem in den folgenden Aspekten:

1. Verbesserung der Entwurfsfähigkeiten, Gewährleistung der Rationalität des Produktentwurfs und Senkung der Entwurfskosten durch Computeranalyse und -berechnung.

2. Verkürzung des Entwurfs- und Analysezyklus.

3. Die Rolle der "virtuellen Prototypen", die die CAE-Analyse spielt, ersetzt weitgehend den ressourcenintensiven Prozess des "physischen Prototyp-Validierungsdesigns" im traditionellen Design. Die Rolle der "virtuellen Prototypen" kann die Zuverlässigkeit des Produkts während seines gesamten Lebenszyklus vorhersagen.

4. Einsatz von optimalem Design, um die beste Lösung für das Produktdesign zu finden und den Materialverbrauch und die Kosten zu senken.

5. Erkennen Sie potenzielle Probleme, bevor das Produkt hergestellt oder konstruiert wird.

6. Simulieren Sie verschiedene Prüfverfahren und reduzieren Sie so die Prüfzeit und -kosten.

7. Durchführung einer mechanischen Unfallanalyse zur Ermittlung der Unfallursache.

1.3 Computergestützte Prozessplanung (CAPP)

Die computergestützte Prozessplanung, abgekürzt CAPP, bezieht sich auf den Einsatz von Computerhardware- und -softwaretechnologie und -umgebung zur Entwicklung von Bearbeitungsprozessen für Teile durch numerische Berechnungen, logische Beurteilungen und Schlussfolgerungen. Mit Hilfe eines CAPP-Systems können Probleme wie die geringe Effizienz der manuellen Prozessgestaltung, schlechte Konsistenz, instabile Qualität und Schwierigkeiten bei der Optimierung gelöst werden.

CAPP ist eine Technologie, die die Konstruktionsdaten eines Unternehmens in Daten für die Produktherstellung umwandelt. Mit Hilfe dieser Computertechnologie werden Prozessdesigner dabei unterstützt, ihre Entwürfe vom Rohmaterial bis zum fertigen Produkt zu vervollständigen. CAPP dient als Brücke zwischen Konstruktion und Produktion beim Aufbau der Unternehmensinformatik und stellt außerdem relevante Daten für die Managementabteilung des Unternehmens bereit, die als Zwischenglied beim Austausch von Unternehmensinformationen fungiert.

Der Zweck von CAPP besteht darin, Computer für die Entwicklung von Bearbeitungsprozessen für Teile zu verwenden, die Rohmaterialien in Teile verarbeiten, die von technischen Zeichnungen gefordert werden. Dies wird erreicht, indem geometrische Informationen (Form, Größe usw.) und Verfahrensinformationen (Werkstoffe, Wärmebehandlung, Charge usw.) der zu bearbeitenden Teile in den Computer eingegeben werden, der dann automatisch die Verfahrensroute und den Bearbeitungsinhalt der Teile ausgibt.

1.4 Computergestützte Fertigung (CAM)

Computer Aided Manufacturing, abgekürzt CAM, ist der Einsatz von Computern zur Verwaltung, Steuerung und Bedienung von Produktionsanlagen. Die Eingabedaten sind die Prozessroute und der Arbeitsinhalt der Teile, und die Ausgabedaten sind die Bewegungsbahn des Werkzeugs während der Bearbeitung (Werkzeugpositionsdatei) und das numerische Steuerungsprogramm.

Das Kernstück der computergestützten Fertigung ist die numerische Steuerung (CNC), d. h. die Anwendung von Computern im Fertigungsprozess.

Computergestützte Fertigungssysteme verfügen im Allgemeinen über Datenkonvertierungs- und Prozessautomatisierungsfunktionen und umfassen auch numerische Steuerungen und computergestützte Prozessplanung.

Die computergestützte Fertigung wird nicht nur bei CNC-Werkzeugmaschinen eingesetzt, sondern auch bei der Steuerung verschiedener anderer Geräte wie Pressen, Flammen oder PlasmaschneidenLaserstrahlbearbeitung, automatische Plotter, Schweißmaschinen, Montagemaschinen, Inspektionsmaschinen, automatische Webstühle, Computerstickerei und Schneiden von Kleidungsstücken.

2. Anwendung computergestützter Konstruktions- und Fertigungstechniken für Blechteile

Der Einsatz computergestützter Konstruktions- und Fertigungstechniken bei der Entwicklung und Herstellung von Feinblech Produkte und Komponenten verändert die herkömmlichen Methoden der Produktionsunternehmen für die Konstruktion und Herstellung von Blechteilen erheblich und wirkt sich sogar auf deren Management und Wettbewerbsfähigkeit aus.

Daher muss jedes Unternehmen, das sich mit der Produktion von Blecherzeugnisse und Komponenten müssen sich bemühen, computergestützte Entwurfs- und Fertigungstechnologien zu erforschen, zu entwickeln oder einzusetzen, um ihren Entwicklungsvorsprung zu wahren. Blechteile zeichnen sich durch ihr geringes Gewicht, ihre hohe Festigkeit, ihre Leitfähigkeit (geeignet für die elektromagnetische Abschirmung), ihre geringen Kosten und ihre hervorragenden Möglichkeiten zur Massenproduktion aus.

Derzeit werden sie in Bereichen wie der Elektronik, der Kommunikation, der Automobilindustrie und der medizinischen Ausrüstung weit verbreitet. So sind Blechteile beispielsweise wesentliche Bestandteile von Computergehäusen, Mobiltelefonen und Gehäusen für Energieerzeugnisse.

Mit der zunehmenden Verbreitung von Blechteilen ist deren Konstruktion zu einem entscheidenden Aspekt des Produktentwicklungsprozesses geworden. Dies setzt voraus, dass die Entwicklungskonstrukteure die Techniken des computergestützten Designs und der computergestützten Konstruktion beherrschen. Herstellung von Blechen So wird sichergestellt, dass die entworfenen Teile die funktionalen und ästhetischen Anforderungen des Produkts erfüllen und gleichzeitig die Herstellung der Werkzeuge vereinfachen und die Kosten senken.

Der Prozess der computergestützten Konstruktion und Fertigung von Blechteilen beginnt mit der computergestützten Konstruktion, durchläuft die numerische Simulation des Abwickelns, Verschachtelns, Schneidens, Stanzens, Biegens und anderer Verfahren und endet mit der automatischen Ausgabe der Prozessroute des Teils, des Arbeitsinhalts, der Bewegungsbahn des Werkzeugs (Werkzeugpositionsdatei) und des numerischen Steuerungsprogramms durch den Computer.

Die wichtigsten Aspekte sind die Berechnung der Abwicklungsmaße von Blechteilen, das grafische Zeichnen und die Erstellung von numerischen Steuerungsprogrammen. Der Computer wertet die einzelnen Merkmale der Blechteile und die Beziehungen zwischen ihnen aus mathematischer Analyse und Fertigung aus (Blechbearbeitung Parameter), die den Produktdesignern ein sofortiges Feedback geben, um unangemessene Konstruktionen zu ändern.

2.1 Computergestütztes Entwerfen und Abwickeln von Blechteilen

Computergestütztes Entwerfen und Abwickeln von Blechteilen

Blechteile können im Allgemeinen in drei Kategorien eingeteilt werden: Flachteile (d. h. allgemeine flache Stanzteile), Biegeteile (d. h. durch Blechbiegen oder Biegeverarbeitung geformte Teile) und Formteile (d. h. Teile, die durch Ziehen und andere Umformverfahren hergestellt werden, entweder regelmäßige oder frei geformte Oberflächenteile). Blechteile unterscheiden sich erheblich von Teilen, die mit üblichen Bearbeitungsmethoden hergestellt werden.

Unter vielen Verfahren beim Stanzen von Blechteilen ist die Biegeverformung (Pressenbiegen Verfahren) ist die wichtigste Methode zur Schaffung komplexer räumlicher Beziehungen. Die Gestaltung und Abwicklung verschiedener regelmäßiger oder komplex geformter Blechteile kann in zwei Methoden unterteilt werden, die auf Modellen und Styling basieren.

Traditionell Blechschneiden Methoden umfassen Entwurfs- und Berechnungsmethoden. Zu den grundlegenden Methoden des Zeichnens gehören die Methoden der parallelen Linie, der Strahlenlinie und der Dreieckslinie; die Berechnungsmethoden ersetzen den Auslegungs- und Zeichnungsprozess bei den Zeichnungsmethoden, indem sie die Koordinaten und Linienlängen von Merkmalspunkten in der entfalteten Zeichnung berechnen und dann die berechneten Ergebnisse zeichnen.

Die Verwendung eines Computers zur Durchführung dieser Berechnungen ist die grundlegendste modellbasierte CAD-Methode für Blechteile. Für häufig verwendete Kasten, vertikale Wellen, Türverkleidungen und andere Arten von Blechteilen erfordert die auf dem Modell basierende Konstruktionsabwicklungsmethode einen gewissen Arbeitsaufwand für die Erstellung des Modells, aber sie ist sehr zuverlässig und effizient, wenn sie angewendet wird.

Es gibt zwei geometrische Modellierungsmethoden für Blechteile: die geometrische 2D-Blechmodellierung und die geometrische 3D-Blechmodellierung. Erstere umfasst Codierungsmethoden, Facettenmontagemethoden und interaktive Größeneingabemethoden; letztere umfasst Montagemethoden für Biegetransformationen, Voxel-Montagemethoden usw.

Der häufige Nachteil dieser Methoden ist, dass Änderungen sehr mühsam sind, wenn die Definition nicht korrekt ist, und sogar eine erneute Eingabe zur Erstellung des Modells erfordern können. Der effektivste Weg, diese Mängel zu überwinden, ist die Verwendung von Feature-Modellierungstechniken wie SolidWorks, Pro/E, UG, CATIA usw., d. h. Konstruktionsplattformen, die die Feature-Modellierung zur Erstellung von Produktmodellen aus Blech verwenden.

Die Modellierungsfunktionen und -methoden der verschiedenen CAD/CAM-Systeme sind unterschiedlich. Einfache Modellierungsmethoden verwenden nur reguläre Oberflächen und Volumenmodellierung, während komplexe Modellierungsmethoden über fortgeschrittene Oberflächenmodellierungs- und Volumenmodellierungsfunktionen verfügen, wie z. B. Anwendungen zur Teilekonstruktion, die Funktionen wie Scannen, Tiefziehen, Verrippung, Spirale, Schneiden usw. bieten, und Blechdesign kann automatisch Löcher für den Biegeprozess, die automatische Entfaltung und die Simulation erzeugen.

1. Montage Modellierung Betrieb Methode

Die Verwendung grundlegender geometrischer Volumenelemente wie dünne Blechwürfel und Hohlzylinder, die nach und nach zu einem geometrischen Modell des Teils zusammengesetzt werden, ist die grundlegende Methode der Blechmodellierung. Die in der Baugruppenmodellierungsmethode verwendeten Elemente können dickenlose Oberflächenelemente oder dicke Volumenelemente sein.

Viele Blechteile bestehen aus gleich dicken Blechen, was die Verwendung von dickenlosen Oberflächenblöcken im Modellierungsprozess ermöglicht, um die Grundstruktur des Blechteils zu konstruieren und dann die Richtung für das Auswachsen der Dicke des Teils festzulegen. Diese Methode, zuerst einen dickenlosen Strukturrahmen zu entwerfen und dann ein dickes Teil zu wachsen, ist auch auf komplexe Blechteile wie Überzüge anwendbar.

2. Methodik der Merkmalsmodellierung

Ein Merkmal ist eine Sammlung von Produktbeschreibungsinformationen, die nicht nur eine bestimmte Form aufweisen, die nach bestimmten topologischen Beziehungen geformt ist, sondern auch eine spezifische technische Semantik widerspiegeln, die für die Verwendung in der Konstruktion, Analyse und Fertigung geeignet ist.

Merkmale können in Formmerkmale, Präzisionsmerkmale und Materialmerkmale unterteilt werden. Unter diesen ist das Formfeature von zentraler Bedeutung, da es als Träger oder Basis für andere Features dient und den Kern für die Implementierung der parametrischen Feature-Modellierung bildet. Sie können geometrische Körper oder Objekte mit einer bestimmten technischen Bedeutung definieren.

Blechteile können in ein oder mehrere Formfeatures zerlegt werden. Aus der Sicht der Feature-Modellierung besteht ein Blechteil aus einer Reihe von Features, und ihre Verbindungen bilden ein vollständiges Bauteil. Ein Beispiel für die Feature-Modellierung eines Blechkastens ist in Abbildung 10-1 dargestellt.

Ausgehend von den Merkmalen der Blechteile lassen sich die folgenden Hauptmerkmale zusammenfassen:

1) Flächige Merkmale, die sich auf die flächige Form beziehen, aus der das Bauteil besteht, sind die Basisteile des Bauteils, der Verbindungsabschnitt der Biegeteile und der Grundkörper für das lokale Umformen und Stanzen.

2) Biegemerkmale, die durch Biegevorgänge erzeugte Formen sind. Das einfachste Biegemerkmal wird durch einen zylindrischen Biegebereich dargestellt.

3) Bohrungs-Features, die als allgemeine Unter-Features fungieren und sich an andere Features anschließen, wie z. B. das Stanzen auf einer Ebene oder das Biege-Feature.

4) Lokale Umformmerkmale, d.h. Formen, die durch lokale Umformprozesse an Stanzteilen erzeugt werden, haben in der Regel feste Form- und Merkmalsparametertypen, aber die numerischen Werte ändern sich und können daher durch Parameter ausgedrückt werden.

3. Methodik der Entfaltung

Das Grundprinzip der Blechabwicklungsmethode besteht darin, die topologischen Beziehungen zwischen jedem Flächenblock und den mit ihm verbundenen Flächenblöcken während des Entwurfsprozesses zu erfassen und als Grundlage für die Abwicklung zu verwenden.

Einfachere Systeme können zunächst eine Bezugsebene festlegen, dann jede abzuwickelnde Fläche, und Schritt für Schritt das gesamte Blechteil abwickeln. Fortgeschrittene CAD/CAM-Systeme können mehrere Flächen in einem Arbeitsgang abwickeln. Das abgewickelte Diagramm des Kastens in Abbildung 10-1 ist in Abbildung 10-2 dargestellt.

Abbildung 10-1: Featuremodellierungsdiagramm eines bestimmten Blechgehäuses

Abbildung 10-2: Aufgeklappte Ansicht des Gehäuses aus Abbildung 10-1

2.2 Computergestützte Materialauslegung

Die Kosten für die Herstellung von Blechteilen setzen sich hauptsächlich aus Materialkosten, Konstruktionsgebühren und Werkzeugkosten zusammen, wobei die Materialkosten einen erheblichen Anteil ausmachen. Der Einsatz eines computergestützten Layoutsystems ist ein wesentlicher Weg zur Senkung der Materialkosten.

Die Optimierung der Zielfunktionsmethode ist eine weit verbreitete Methode für die Blechauslegung. Das zugrunde liegende Prinzip besteht darin, die Parameter Δx (translatorische Verschiebung in X-Richtung), Δy (translatorische Verschiebung in Y-Richtung) und Δφ (Rotation) während der Replikation ähnlicher Werkstückblöcke als Variablen zu verwenden und dann eine spezifische Zielfunktion zu konstruieren, die auf den Arten der am Layout beteiligten Werkstückblöcke, der Form und der Menge der Korridore basiert.

Iterationen werden auf der Grundlage eines bestimmten Algorithmus um die Zielfunktion herum durchgeführt, und wenn die Zielfunktion ein voreingestelltes Präzisionsziel erreicht, wird die Iteration gestoppt, und das Layout wird auf der Grundlage der Parameter zum Zeitpunkt des Iterationsstopps durchgeführt. Um die Effizienz zu verbessern, kann der Bereich einiger Parameteränderungen festgelegt werden.

Wenn eine Vielzahl von Werkstückblocktypen am Layout beteiligt sind und es keine Einschränkungen für die Δx-, Δy- und Δφ-Parameter für die Duplizierung verschiedener Werkstückblöcke gibt, wird der Layout-Effekt stark reduziert.

Zu diesem Zeitpunkt können einige vorbereitende Arbeiten für das Layout durchgeführt werden, wie z. B. die Beurteilung der geometrischen Eigenschaften der am Layout beteiligten Werkstückblöcke oder das Tolerieren der Werkstückblöcke während der Suche nach Δx, Δy und Δφ und die Verwendung einfacher und weniger geschlossener Konturen als Ersatz für die ursprünglichen Werkstückblockkonturen.

Die verschiedenen Layoutsysteme (Software) haben unterschiedliche Grundfunktionen und Betriebsarten, aber der grundlegende Inhalt umfasst:

1. Auswählen von Plattenmaterial: Wählen Sie das Plattenmaterial für das Layout aus der Materialbibliothek aus, einschließlich Standardspezifikationen und Restmaterial aus früherer Verwendung.

2. Festlegen von Werkstückblöcken: Geben Sie den Typ und die Anzahl der Werkstückblöcke an, die aus der nach der Erweiterung der Blechteile erstellten Werkstückblockbibliothek dupliziert werden sollen.

3. Optimierung des Layouts: Layouten Sie die angegebenen Werkstückblöcke und deren Mengen auf dem ausgewählten Blechmaterial. Diese Menüebene erlaubt die Auswahl von Unterpunkten wie einreihig, zweireihig Kopf an Kopf, gemischte Verschachtelung, interaktives Layout, etc.

4. Layout-Bearbeitung: Bearbeiten Sie die am Layout beteiligten Werkstückblöcke vor oder prüfen Sie die Layoutergebnisse auf Interferenzen, passen Sie diese ggf. manuell an und legen Sie das Layout bei Bedarf neu an.

5. Ausgabe der Layout-Ergebnisse: Ausgabe des Layout-Ergebnisdiagramms und der entsprechenden Datendateien (einschließlich der Werkzeugpositionen), des Materialnutzungsgrads und eines Schnittplanberichts.

2.3 Kompilierung numerischer Steuerbefehle

Die numerische Steuerungsprogrammierung ist derzeit einer der vorteilhaftesten Aspekte des CAD/CAM-Systems und spielt eine entscheidende Rolle bei der Automatisierung von Konstruktion und Fertigung, der Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit und -qualität sowie der Verkürzung der Produktentwicklungszyklen.

Die numerische Steuerungsprogrammierung ist der gesamte Prozess, der von der Werkstückzeichnung bis zur Erstellung von Bearbeitungsprogrammen für die numerische Steuerung führt. Die Hauptaufgaben sind die Berechnung der Bearbeitungspunkte (auch CL-Punkte genannt), die Festlegung der Reihenfolge der Fräsbahnen, die Bestimmung der Prozessparameter und anderer Prozessrouten, die Kompilierung der numerischen Steueranweisungsdateien entsprechend dem spezifischen Format des numerischen Steuerungssystems und die Kontrolle des Bewegungsinhalts der numerischen Steueranweisungsdateien.

Bei der CAD/CAM-Bearbeitung komplexer Blechteile ist die Prozessgestaltung oft sehr kompliziert und kann von einem spezialisierten CAP four-System erledigt werden. Das Bearbeitungsobjekt Blech Zerspanung ist flaches Blechmaterial, das normalerweise durch Schneiden, Scheren und Stanzen bearbeitet wird. Die Prozessgestaltung ist relativ einfach und kann in das Programmiersystem der numerischen Steuerung integriert werden.

Unter Schneiden, Scheren und Stanzen ist die Anweisungsdatei für das numerisch gesteuerte Stanzen die komplexeste. Im Folgenden wird die numerische Steuerungsprogrammierung für das Blechausdehnungsschneiden auf der Grundlage des numerisch gesteuerten Stanzens vorgestellt.

1. Eingabe von Entwurfsinformationen in die Zusammenstellung von Stanzanweisungen der numerischen Steuerung: Konstruktion von BlechenMit den Verfahren der numerischen Steuerung, der Expansion und des Layouts können Grafiken und Datendateien erstellt werden, wobei die Grafiken mit Abmessungen versehen werden. Die einfachste Methode zur Erstellung von numerischen Steuerungsanweisungen ist die manuelle Erstellung, bei der Menschen Grafiken und Daten lesen und analysieren.

Bei der Blechausdehnung werden im Allgemeinen nur ebene grafische Informationen verarbeitet. Mit der auf Punkten und Linien basierenden Methode der Bahngenerierung für numerische Steuerungen können Programmiervorgänge direkt auf der Grafik visuell durchgeführt werden. Mit dem Cursor geben Sie das grafische Element an, das der Cursorposition am nächsten liegt, und der Computer bestätigt die geometrischen Informationen dieses grafischen Elements.

2. Prozessgestaltung bei der Erstellung von Stanzanweisungen für die numerische Steuerung: Der grundlegende Inhalt der Prozessgestaltung beim numerisch gesteuerten Stanzen umfasst vor allem die Auswahl der Stempel, die Festlegung der Stanzreihenfolge der einzelnen grafischen Elemente, die Bestimmung des Schrittabstands und der Geschwindigkeit der Blechbewegung während des schrittweisen Stanzens, die Festlegung der Position der Klaue usw.

Für Konturen gleicher Form und Größe können aufgrund der Gewohnheiten und des technischen Niveaus des Bedieners unterschiedliche Stanzmethoden verwendet werden. Beim Stanzen von großen Löchern und Schlitzen können beispielsweise kleinere Stempel verwendet werden, um die Konturen der Löcher und Schlitze auszustanzen, dann den Stempel wegzuschieben, die Maschine anzuhalten, das restliche Material im Loch manuell zu entfernen und dann die Bearbeitung fortzusetzen.

Alternativ kann ein größerer Stempel verwendet werden, um nicht nur die Konturen der Löcher und Schlitze auszustanzen, sondern auch das gesamte Innenmaterial in Bruchstücke zu zerlegen. Diese Wahl kann durch die Auswahl verschiedener Menüzweige während des Programmiervorgangs getroffen werden. In funktionelleren CAD-Systemen kann es zwei Anweisungsmethoden geben: Fragment-Punching und Non-Fragment-Punching.

3. Programmierung von Stanzanweisungen für numerische Steuerungen

Unter computergestützter Programmierung versteht man den Einsatz eines Computers zur Durchführung von Aufgaben im Zusammenhang mit der Programmierung, die ursprünglich manuell ausgeführt wurden. Bei der Erstellung von Anweisungen für das Stanzen von Blechen besteht der grundlegendste Vorgang darin, den Stempel (das Werkzeug) und die zu programmierenden Elemente zu spezifizieren, woraufhin das Programmiersystem automatisch numerische Steuerungsanweisungsdateien erzeugen kann.

Bei fortgeschrittenen Befehlssystemen wird bei der Programmierung auch festgelegt, ob gruppierte Stanzbefehle verwendet werden sollen, ob Unterprogramme aufgerufen werden sollen usw.

4. Optimierung und Simulation von Stanzanweisungen mit numerischer Steuerung

Nach der Erstellung der Stanzanweisungsdatei für die numerische Steuerung ist eine Nachbearbeitung erforderlich, und die grundlegenden Nachbearbeitungsvorgänge sind Optimierung und Simulation.

1) Die Optimierung von Stanzanweisungen umfasst im Allgemeinen die Optimierung von Stanzungen und Flugbahnen.

Der Zweck der Stanzoptimierung besteht einerseits darin, die Stanzanweisungen, die von demselben Stempel ausgeführt werden, zusammenzufassen, um den Werkzeugwechsel während der Verarbeitung zu reduzieren. Andererseits soll die Reihenfolge der Stanzvorgänge entsprechend den verschiedenen Stempeltypen festgelegt werden, wobei in der Regel kleinere Stempel zuerst und größere später eingesetzt werden. Bei der Bahnoptimierung geht es hauptsächlich darum, die Länge des Leerhubs während des Stanzens zu reduzieren.

2) Die Simulationsfunktion kann im Allgemeinen den Ausführungsprozess der Stanzanweisungsdatei anzeigen, prüfen, ob die Stanzanweisung angemessen ist und ob es während der Stanzbewegung zu Störungen mit dem Greifer kommen kann.

Es kann auch die Stanzanweisungsdatei in eine Grafik umwandeln und sie mit der Grafik vor der Programmierung vergleichen, die Konsistenz der beiden Grafiken analysieren und so die Korrektheit der Stanzanweisungsdatei beurteilen.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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