Sowohl CAM-Software als auch CNC-Simulation verbessern die Effizienz der Fertigung. Sie tun dies auf unterschiedliche Arten − und arbeiten dabei sehr gut zusammen. Lesen Sie, welche Möglichkeiten und Grenzen die beiden Methoden kennzeichnen. 

Die Hauptargumente für die Nutzung von CAM-Software und CNC-Simulation ähneln sich: Beide verringern die Neben- und Rüstzeiten. Sie ermöglichen stabile und optimierte Prozesse durch frühzeitige Planung im digitalen Modell. Schließlich vermeiden sie Kollisionen und andere Probleme beim Durchlauf. 

CAM-Programmierung: Vom CAD-Modell direkt zum NC-Programm

Dies sind die wichtigsten positiven und weniger vorteilhaften Merkmale der CAM-Programmierung:

• Geometrie liegt bereits vor
• Unterstützung für zahlreiche Programmierschritte 
• Sehr aufwändige Programme möglich
• NC-Simulation oft integriert
• Digitale Modelle von Maschine, Werkzeugen und Spannmitteln benötigt
• Postprozessor erforderlich
• Einarbeitung notwendig
  
  

Wie CAM die Programmierung von NC-Code effizienter macht

Ein bedeutender Vorteil von CAM-Software ist, dass der Programmierer zu bearbeitende Geometrien direkt aus dem Fertigteilmodell übernehmen kann. Deswegen muss er Features wie Bohrungspositionen, Bohrungsarten und Konturen nicht händisch in ein CNC-Programm übertragen. Die CAM-Software wie TopSolid’Cam unterstützt den Anwender schon bei der Definition der einzelnen Bearbeitungsschritte und der Auslegung des Prozesses. Dazu gehören zum Beispiel die Auswahl des Werkzeugs und der Schnittbedingungen sowie die Geometriedefinition. Die korrekte Geometrie des Werkstücks dient dazu, Kollisionen mit Fertigteil, Spannmitteln oder Maschinenelementen zu verhindern. Dadurch kann der Programmierer den Zerspanungsprozess aktiv beeinflussen und das Ergebnis sofort begutachten. Darüber hinaus ermöglicht eine CAM-Software die Programmierung von Freiformflächen und Bearbeitungen mit fünf simultanen Achsen. Solche Bearbeitungen gehören z.B. in der Luftfahrtindustrie zum Standard. Durch manuelles Eingeben des NC-Codes wären solche Operationen nicht möglich.

Idealerweise verfügt die CAM-Software über eine integrierte Simulation im Maschinenmodell. Dadurch erhält der Anwender ein unmittelbares Feedback und kann den Prozess sofort optimieren. Die Programmierung erfolgt dabei parallel an einem separaten Arbeitsplatz. Hierfür wird die Maschine nicht benötigt und kann weiterlaufen.

Voraussetzungen für die Nutzung von CAM-Software

Zunächst will das Bedienen der Software gelernt sein, was ein geringeres Hindernis sein sollte. Was die  CAM-Software an sich betrifft, besteht ein Nachteil darin, dass das Maschinenmodell sowie die Modelle der Werkzeuge und Spannmittel in 3D hinterlegt sein müssen. Für jede Maschine ist zudem ein angepasster Postprozessor erforderlich. Postprozessoren sind die Teile einer CAM-Software, die die interne Darstellung der Bearbeitung so aufbereiten, dass die Werkzeugmaschine diese verarbeiten kann. Schließlich kann eine CAM-Software nur solche Bearbeitungen simulieren, die in dieser CAM-Software erstellt wurden. Bereits vorhandenen NC-Code für ein gleiches oder ähnliches Bauteil kann eine CAM-Software nicht verwenden.

NC-Code-Simulation: Auch nutzbar für bestehende Programme

Software zur NC-Simulation hat ebenfalls einige prinzipielle Vorzüge und Einschränkungen:

• Können NC-Programme aus verschiedenen Quellen verarbeiten
• Geeignet für Anwendung zusätzlich zu CAM
• Digitale Modelle von Maschinen, Werkzeugen und Spannmitteln benötigt
• Präprozessor erforderlich
• Einarbeitung notwendig
  
  

CNC-Simulation mit jedem lauffähigen Code möglich 

Spezielle Software für NC-Code-Simulation wie das hausinterne TopSolid'CamSimul, welches auf Eureka basiert, oder Vericut kann mit allen bestehenden NC-Programmen umgehen, diese prüfen und optimieren. Der Anwender erhält Aussagen zur Kollisionsfreiheit und zur Stabilität des Prozesses. Neben einer CAM-Software eingesetzt, ermöglichen sie sozusagen ein 4-Augen-Prinzip für erhöhte Sicherheit: die Bearbeitung wird in beiden Programmen simuliert. So erkennt die eine Software, was der anderen vielleicht entgeht. Das ermöglicht die Behebung von Fehlern vor der realen Bearbeitung. Insbesondere können CAM-neutrale NC-Simulatoren alle fest eingespeicherten Zyklen der verwendeten Steuerung oder speziell der verwendeten Maschine simulieren.

CNC-Simulationsprogramm mit ähnlichen Voraussetzungen wie CAM

Auch bei einer NC-Code-Simulation liegt ein digitales 3D-Modell der Maschine und der Spannmittel zugrunde, welches erstellt werden muss. Ein reines NC-Programm genügt nicht zur Simulation. Zudem muss die Software das NC-Programm von der Maschine in eine interne, für die Simulation erforderliche Darstellung konvertieren. Es ist also ein Präprozessor (Importfilter) zu erstellen, welcher maschinenspezifisch angepasst wird. Bei einer Schulung lernen die Anwender, solche Anpassungen vorzunehmen.

Wesentlicher Nachteil des NC-Code-Simulators ist jedoch, dass die Möglichkeit zum unmittelbaren Eingreifen des Bedieners fehlt. Im Falle einer Kollision oder anderen Problematik wird das NC-Programm mit einem Texteditor bearbeitet und anschließend erneut simuliert. Die Zeit für eine Verbesserungsiteration ist also relativ lang. Auch hier passiert die Simulation und Verifikation der Programme parallel zur laufenden Maschine.

CAM-Programmierung und NC-Simulation − das passt zusammen

Idealerweise passiert also die Auslegung des Fräs- oder Drehprozesses in einer CAM-Software mit Maschinensimulation. Dort lassen sich die meisten Fragen hinsichtlich Bauteilspannung, Werkzeuge und Bearbeitungsparameter klären. Ein Durchlauf in einem speziellen Programm zur NC-Code-Simulation bringt dann zusätzliche Sicherheit. TopSolid’Cam verfügt neben der integrierten Software TopSolid'CamSimul über Schnittstellen zu verbreiteten CNC-Simulations-Programmen wie Vericut, Eureka und NCSimul. Dadurch können Benutzer das Programm, die Werkzeugdaten und die Aufspannsituation als 3D-Modell direkt weitergeben. Einer der Anwender, die TopSolid’Cam und Eureka mit Erfolg nutzen, ist Leipert, Hersteller von Glasbearbeitungsmaschinen in Österreich. Dort gewährleistet die doppelte Simulation die gewünschte hohe Sicherheit für die Einzelfertigung großer Konstruktionen.

Bei vorhandenen NC-Programmen, die nicht mit einem CAM-System erstellt wurden, ermöglicht Software zur NC-Simulation deren Überprüfung und erspart so viel Zeit beim Einfahren des Programms auf einer Maschine. 

Möchten Sie NC-Simulation unter TopSolid’Cam sehen? Dann melden Sie sich an für die nächste online Demonstration von TopSolid'CamSimul.