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propeller.jpg rohteil.jpg

Hallo liebe Leute,

für meine Bachelorarbeit muss ich eine Fräsmaschine bauen und darauf einen Propeller aus einem Holzblock fräsen. Die Maschine ist soweit fertig und besteht aus 3 Achsrichtungen.

Und jetzt kommt ihr ins Spiel.

Um den Propeller fräsen zu können muss ich natürlich alle Parameter an die Maschine übergeben, habe aber leider keine Ahnung, wie man einen kompletten CNC-Ablauf erstellt.
Da der Propeller selber in CATIA modelliert wurde, bietet es sich an den Rest der Bearbeitung auch mit CATIA zu machen.
Wie man den Bildern entnehmen kann ist nur eine äußere Bearbeitung notwendig, in der alles um den eigentlichen Propeller herum weggefräst werden soll. Die Bohrungen dienen als Aufnahme für das Werkstück.

Da ich mit CATIA bis jetzt nur Part-, Assembly- und Flächendesign gemacht habe bin ich ein totaler NC-Neuling und brauche Hilfe in der Richtung.

Wie schwer ist die Programmierung für dieses Teil?
Wie lange werde ich dafür brauchen?
Hilft mir bei diesem speziellen Fall das oft angemerkte Buch "CAD/CAM mit CATIA V5: NC-Programmierung, Postprocessing, Simulation" weiter?
Könnte mich vllt. jemand direkt bei der Fertigstellung des Teiles unterstützen?

Ich bin für jede Antwort und Hilfe dankbar.

Mit freundlichen Grüßen, Lucas

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Hallo!

Mal ein paar Einstiegsfragen:
a) Wie groß ist der Propeller?
b) Kann man das Ding überhaupt mit "nur" drei Achsen fräsen? (Hinterschnitte?)
c) Ist die selbstgebaute Fräsmaschine virtuell oder real?
d) Ist ein Postprozessor für die Fräsmaschine vorhanden?
e) Falls das Ding nur als Anschauungsprojekt dienen sollte - evtl. gleich bei einer Fa. fertigen lassen?

Gruß
Martin

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... noch ein Nachtrag:
Welche CATIA-Lizenzen und welches SP hast Du?
Handelt es sich um einen "Schulrechner" oder um Deinen eigenen?
Ist es Vista 64bit?

Gruß Martin

[Diese Nachricht wurde von martin2 am 08. Jul. 2009 editiert.]

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Vielen Dank erstmal für die Antwort.

a)der Propeller ist 2100mm lang, und ca. 190 breit

b)Dürfte kein Problem sein. Ich fräse die obere Seite eines Blattes ab, drehe den Propeller und fräse die Unterseite ab. Danach wird der Propeller umgespannt und das gleiche mit dem zweiten Blatt gemacht.

c)Die Fräsmaschine ist real. Sie besteht aus 2 y-x-Ebenen, die sich gegenüberstehen. Zwischen diesesn Ebenen ist eine fünfte horizontale Achse verbaut, die die Frässpindel führt.

d)Ich weis leider nicht, was ein Postprozessor ist. Wenn es sich um eine Art Softwareschnittstelle handelt, dann müsste ich nochmal den Softwareentwickler fragen. Es handelt sich um Editasc9 von der Firma Trimeta.

e)Der Propeller wird, wenn er fertig ist an ein Ultraleichtflugzeug montiert. Ihn woanders fertigen zu lassen, würde gegen meine Bachelorarbeitsauflagen verstoßen.

f)und g)Es handelt sich um einen Laborrechner und es sind alle nötigen Module installiert. Nachdem, was ich bis jetzt gelesen habe müsste das mit Prismatic Machining oder Surface Machining machbar sein.

h)Das System ist Vista 64

Ich hoffe ich konnte damit einige Fragen beantworten und habe keine neuen aufgeworfen.
Wenn nötig, könnte ich noch mit dem CATIA-File dienen.

Gruß, Lucas

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Hallo nochmal!

Du wirst einen Postprozessor benötigen. Dabei handelt es sich in der Tat um die Schnittstelle zwischen CATIA und Deiner Maschine.
In wie weit die StandardPP's von CATIA für Deine Zwecke ausreichen kann ich Dir aber nicht sagen, da ich keine Ahnung von Deiner CNC-Steuerung habe.

Als Lizenz wird für Dich das Surface Machining die entscheidende Umgebung sein.

Was Dir jetzt also fehlt ist der grundlegende NC-Process.
Die pauschale Vorgehensweise wird in etwa so ablaufen:

a) Du erstellst in Deinem bestehenden CATPart (Propeller) zuerst die zusätzliche NC-Geometrie. (Also das Rohteil, den Fräsnullpunkt, und die Sicherheitsebene) Achtung: Das Rohteil für die erste Aufspannung ist nur halb so groß wie der Propeller, da ja vorerst nur die Hälfte gefräst wird.

b) Du wechselst ins Surface Machining - gehst dort in die Aufspannung und gibst folgendes an: Rohteil, Fertigteil, Sicherheitsebene, Fräsnullpunkt, Die Maschine (3-Achsen-Standardmaschine könnte reichen), die pptable-Datei (=Die Postprozessor Worttabelle), evtl. eine extra konstruierte Spannvorrichtung (falls Du so eine mit aufnehmen willst, solltest Du erst ein CATProduct mit zwei Parts (1x Propeller und 1x Spannvorrichtung) erzeugen und das dann zur Bearbeitung verwenden.)

c) Dann am Besten erst mal speichern...

d) Nun die eigentlichen Fräsoperationen machen. Ich würd erst mal mit Schruppen beginnen.
Hierbei erst mal:
- "maximale Schnittiefe" festlegen (ich würd sagen am Anfang 5 mm)
- "Aufmaß auf Teil" festlegen (ich würd sagen 1 mm)
- "Werkzeug/Rohteil" Position: "Aussen"
- den Fräser festlegen (z.B. Schaftfräser D 20)
- die drei Vorschübe und die Spindeldrehzahl festlegen
- "Rückzugsbewegungen optimieren" anwählen
- In der zweiten Registerkarte das "Teil" (am Anfang rot) anklicken, dann im Strukturbaum den "Körper" des Propellers anwählen. (Nun sollte das "Teil" grün dargestellt werden.)
Dann mal eine Werkzeugbahnwiedergabe machen. (Button unten rechts)
Im erscheinenden Fenster mal den Play-Button drücken. Die anderen Buttons einfach mal testen...
Falls das Ergebnis nicht gefällt - Änderungen vornehmen...
Speichern!

e) Später dann mit weiteren Operationen das Ergebnis verfeinern...
(Fräsen in Höhenschnitten, Konturgeführtes Flächenfräsen, Kopierfräsen und Isoparametrisches Fräsen würd ich zumindest mal testen...) Speichern!

f) Falls das Ergebnis letzenendes ok ist das ganze Speichern und anschließend mittels "NC-Code interaktiv generieren" ausgeben.

g) Falls noch nicht passiert - Postprozessorlauf.

h) Übertragen des NC-Programms in die Maschine

i) Fräsen und Hoffen.

Gruß
Martin

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... nochmal ein Nachtrag:
Evtl. wäre es von Vorteil erst mal einen kleineren Propeller zu Testzwecken zu fertigen - geht schneller und benötigt nicht soviel Material...

Gruß Martin

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Das sieht verdammt viel für 2 Monate aus.
Ich werde das mal in Angriff nehmen und deswegen könnte meine nächste Nachricht auch ein wenig auf sich warten lassen.

Aber noch ein paar kurze Fragen:
Was wäre der Vorteil davon, wenn ich die Spannvorrichtung auch in Catia einbringe?
Wozu ist die Sicherheitsebene da und wo sollte sie liegen?

Die Idee erstmal nen kleinen Propeller zu fräsen ist zwar nicht schlecht, aber mit viel mehr Aufwand verbunden, als du vllt. denkst. Ich müsste dazu eine neue Einspannung konstruieren und die Teile dafür bestellen. Ich denke aber, dass eine Simulation mit dem Fräsprogramm ebenso gut ist.

Danke für deine Hilfe!

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Hallo!

Die Sicherheitsebene ist die Ebene zu welcher der Fräser "zurückkehrt" nach einer Bearbeitungsoperation - falls es so in den entsprechenden An- bzw. Wegfahrmakros der Bearbeitungsoperation eingestellt ist.
Leg Sie am besten 10 mm über Deinem Propeller. Wenn Du das Ding später wendest liegt sie wieder 10 mm über dem Propeller - Du benötigst also zwei Ebenen.

Thema Spannvorrichtung:
Wenn Du die Fräsbearbeitung später simulierst, siehst Du auch die Spannvorrichtung während der Simulation.
Weiterhin kann Sie auch als Hindernis in einer einzelnen Operation ausgewählt werden - falls der Fräser mitten durch die Spannvorrichtung fahren würde...

Falls Du noch keine Erfahrung bezüglich Postprozessor und der Maschine gemacht hast, würde ich Dir auf jeden Fall empfehlen erst mal ein paar kleinere Test's zu fräsen.

Gruß
Martin

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Hallo Lucas,

hast du einen Beispiel NC-Code für deine Maschine?

Vielleicht lässt sich dafür ein vorhandener Standard-Postprozessor aus CATIA verwenden?!

Grüße Dominik

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Ja klar, dieser Code lässt alle Achsen auf deren Referenzpunkte fahren. Das wurde bis jetzt mit 4 Achsen getestet und funktioniert.
Ich denke daraus kann man die Funktionsweise der Programmiersprache ganz gut ableiten.

/* Positionierung aller Achsen auf deren Referenzpunkt */
ML_r0 = 10; /* Steilheit der Anfahrtsrampe */
ML_f0 = 10; /* Steilheit der Anfahrtsrampe */
MF_r0 = 10; /* Steilheit der Anfahrtsrampe */
MF_f0 = 10; /* Steilheit der Anfahrtsrampe */
ML_f = 20; /* Geschwindigkeit in mm/sec */
MVPAR;
MLIMIT '0'; /* autom. Bereichsbegrenzung AUS */
/* ********************* Von Referenzschalter herunterfahren ***************** */

xinc = 0;
yinc = 0;
zinc = 0;
ainc = 0;

  if (0 == IN rx)
  {
    xinc = 120;
  }

  if (0 == IN ry)
  {
    yinc = 120;
  }
  if (0 == IN rz)
  {
    zinc = 120;
  }
  if (0 == IN ra)
  {
    ainc = 120;
  }

X _X + xinc; Y _Y + yinc; Z _Z + zinc; A _A + ainc; ML;

wait 0; /* Warten bis ausgeführt */
/* ********************************************************************************** */

/* **************** In rechter Richtung zum Referenzschalter fahren ********* */
xaref = 0;
xinc = 1;
yinc = 1;
zinc = 1;
ainc = 1;

while " xaref != 4 "
{
  if (0 == IN rx)
  {
    xaref = xaref + xinc;
    if (xinc == 1) {MRESET;}
    xinc = 0;
    print xaref;
  }
  if (0 == IN ry)
  {
    xaref = xaref + yinc;
    if (yinc == 1) {MRESET;}
    yinc = 0;
    print xaref;
  }
  if (0 == IN rz)
  {
    xaref = xaref + zinc;
    if (zinc == 1) {MRESET;}
    zinc = 0;
    print xaref;
  }
  if (0 == IN ra)
  {
    xaref = xaref + ainc;
    if (ainc == 1) {MRESET;}
    ainc = 0;
    print xaref;
  }
  X _X - xinc; Y _Y - yinc; Z _Z - zinc; A _A - ainc; ML;
}

/* ********************************************************************************** */

/* * Position als Nullpunkt für Objekt- und Maschinenkoordinaten festlegen */

X 0; Y 0; Z 0; A 0; SETMC;

X 0; Y 0; Z 0; A 0; SETOC;

/* ********************************************************************************** */

MLIMIT '1'; /* Autom. Bereichsbegrenzung EIN */

Hier noch ein kleines Fahrbeispiel:

MF_f =50; MVPAR;
MF_r0 =100; MVPAR;
MF_r1 =300; MVPAR;
X 0; Y 0; A 0; Z 0; MF;
MF_f =8; MVPAR;
X 10; Y 10; A 10; Z 10; MF;
X 15; Y 22.5; A 15; Z 22.5; MF;
X 20; Y 40; A 20; Z 40; MF;
X 25; Y 62.5; A 25; Z 62.5; MF;
X 30; Y 90; A 30; Z 90; MF;
X 35; Y 122.5; A 35; Z 122.5; MF;
X 40; Y 160; A 40; Z 160; MF;
X 45; Y 202.5; A 45; Z 202.5; MF;
X 50; Y 250; A 50; Z 250; MF;
X 55; Y 302.5; A 55; Z 302.5; MF;
X 60; Y 360; A 60; Z 360; MF;
X 65; Y 422.5; A 65; Z 422.5; MF;
X 70; Y 490; A 70; Z 490; MF;
X 75; Y 562.5; A 75; Z 562.5; MF;
X 80; Y 640; A 80; Z 640; MF;
X 85; Y 722.5; A 85; Z 722.5; MF;
X 90; Y 810; A 90; Z 810; MF;
X 95; Y 902.5; A 95; Z 902.5; MF;
MF_f =50; MVPAR;
MF_r0 =100; MVPAR;
MF_r1 =300; MVPAR;
X 0; Y 0; A 0; Z 0; MF;

MF ist hierbei immer der Fahrbefehl und MF_... ist die Änderung der Rampen

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@martin2

Vielen Dank! Deine Schrittanweisungen haben perfekt funktioniert und ich habe eine Werkzeugbahn erzeugen können.
Um mir die Prozedur selbst ein wenig näherzubringen habe ich versucht virtuell aus einem Würfel eine Halbkugel zu fräsen. Wie kann ich mir das "gefräste" Ergebnis ohne die Werkzeugbahn anzeigen lassen?

Wie würde man am besten an so eine Aufgabe herangehen? (Einstellungen, Bearbeitungsart, ...)

Ich glaube, wenn ich es hinbekomme eine Halbkugel zu fräsen, dann schaff ich auch den Propeller, da die Geometrie ziemlich ähnlich ist.

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Hallo!

Zuerst - Thema Postprozessor:
Wenn ich mir Deinen NC-Code so anschaue erinnert mich das ganze sehr stark an C. Ich glaube weniger, das CATIA hier standardmäßig was anbieten kann.

Thema Anzeige ohne Bearbeitungsbahn:
Wenn Du die Werkzeugbahnwiedergabe gestartet hast und Du dich im Fenster mit dem "Play-Button" befindest, so kannst Du auch auf eine Kamera klicken. Anschließend wird das Teil im fertigbearbeiteten Zustand (nach kurzer Berechnungszeit) angezeigt.

Zur Info noch folgender Tip:
Wenn Du die Werkzeugbahnwiedergabe mit dem Play-Button startest und die Geschichte einmal komplett ablaufen lässt, kannst Du anschließend noch auf das "Disketten-Symbol" (ohne blauen Haken) klicken.
Daran anschließend kannst Du das fertig gefräste Teil als Produkt abspeichern.
Wenn Du nun das Produkt anschließend öffnest, befindet sich eine cgr-Datei darin, welches ebenfalls das fertig bearbeitete Teil darstellt. Optimal: In dieses Produkt kannst Du dein ursprüngliches CATPart hinzufügen und man sieht sehr schön den Vergleich zwischen Frästeil und Sollteil.

Thema -  Wie würde man am Besten an so eine Aufgabe herangehen:
Ich schätze mal Du meinst den Propeller. Hierzu würde ich Dir empfehlen die vorher schon in Punkt e) genannten Bearbeitungsoperationen mal an verschiedenen Demo-Teilen auszuprobieren. Jede Operation hat Vor- aber auch Nachteile.
- Fräsen in Höhenschnitten ist z.B. sehr gut um steile Bereich abzuzeilen. Falls diese Bereich aber weiter unten abflachen so sieht die Fläche dort dann nicht so toll aus. (da der Schritt dort größer wird...)
- Isoparametrisches Fräsen kann ziemlich gut sein um nur eine einzelne Fläche schön abzuzeilen.
... usw. - das musst Du einfach testen und Dich dann für das beste Ergebnis entscheiden...

Gruß Martin

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halbkugel.jpg

Anzeige klappt wunderbar.

Mit meiner Frage meinte ich allerdings wirklich, wie du eine Halbkugel aus einem Quader fräsen würdest.
Welchen Modus und welche Parameter bringen das beste Ergebnis?

Ich habs mit ein paar Sachen versucht, das Ergebnis sieht allerdings etwas dürftig aus ^^ (siehe Bild)

Eine Idee, die ich dazu hätte und gerne auch auf den Propeller anwenden würde ist die Tatsache, dass ich ja alle Achsen unabhängig von einander bewegen kann.
Wenn ich also einen Kreis auf der X-Y-Ebene hinbekomme, warum dann nicht auch einen Kreis auf der X-Z-Ebene? Wenn ich diese Parabeln kombinieren könnte, dann würde das ganze um die Halbkugel herum wie eine Art enger werdender Helix aussehen.

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Hallo!
Probier mal "Konturgeführtes Flächenfräsen".

Alternativ könnte man die horziontalen Bereiche evtl. mit einer anderen Operation bearbeiten als die flachen Bereiche.

In der Aufspannung würde ich unter Simulation noch die Toleranz auf 0,005 stellen - das macht die Simulationsanzeige schöner.

Weiterhin solltest Du mit einer kleineren Bearbeitungstoleranz und kleineren axialen Schritten bzw. Abständen der Fräsbahn auch ein besseres Ergebnis erhalten. Beim Schruppen (wo's ja darum geht möglichst viel Material abzutragen) können die Werte aber ruhig größer sein.

Gruß Martin

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struktur.jpg oben.jpg unten.jpg

Hallo Martin,

"Konturgeführtes Flächenfräsen" war die Antwort.
Es funktioniert alles wunderbar und das Ergebnis sieht zufriedenstellend aus.

Anhand meines Strukturbaumes kann man sehen, dass ich 2 Aufspannungen benötige, weil ich den Propeller ja einmal umdrehen muss (eigentlich 3mal, aber ich muss ja nur das gleiche Programm 2mal laufen lassen).
Gibt es eine Möglichkeit den gesamten Prozess als Video anzusehen? Bis jetzt habe ich ja nur die Ober- und Unterseiten separat angezeigt bekommen.

Das zweite und letzte Problem ist jetzt natürlich der richtige Postprozessor. Ich habe 3 Postprozessoren zur Auswahl und diese haben dann noch jeweils mindestens 20 verschiedene Unterdatein. Welcher würde denn am ehesten an das Format herankommen, welches ich weiter oben beschrieben habe? Falls nötig, könnte ich vllt. mit einer Stringumwandlung den ausgegebenen Code an meine Maschine anpassen. (also direkt in dem Code Hand anlegen)

Gruß, Lucas

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Hallo!
Thema PP: Sorry - da musst Du selber durch.

Thema Simulation in einem Stück: Ebenfalls sorry - wenn dann müsstest Du alles in ein Herstellungsprogramm packen und mit Drehen/Schwenken etc. arbeiten.

Gruß
Martin

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