Cimatron: Automatisierung von Konstruktion und Fertigung von Elektroden einschließlich EDM-Prozess

Elektrodenkonstruktion – die Verwendung von Vorlagen erledigt einen Großteil der Routinearbeit für Sie

Für die Elektrodenkonstruktion verfügt Cimatron über ein spezialisiertes Modul mit Funktionen, die die Arbeit des Konstrukteurs erheblich erleichtern. Eine der wichtigsten Hilfsmittel ist die Möglichkeit, Vorlagen zu verwenden, bei denen die verwendeten Funktionen nachträglich angepasst werden können. Obwohl die Nutzung von Vorlagen bei komplex geformten Elektroden problematisch sein kann, stellen sie auch in diesen Fällen einen Vorteil dar. Oft genügt es dem Konstrukteur, die Vorlage anzupassen oder eine spezifische Funktion in die richtige Richtung zu lenken.

EDM-Einrichtung – automatischer Betrieb und Vermeidung von Fehlern

In der CAD-Umgebung von Cimatron ergänzt der Konstrukteur Anweisungen und Informationen für den Erosionsprozess unmittelbar nach Fertigstellung der Elektrode. In Zusammenarbeit mit Penta wurde ein spezielles EDM-Setup-Profil für deren Senkerosionsmaschinen von PENTA CNC entwickelt. Dadurch lässt sich direkt aus Cimatron ein NC-Code generieren, der nicht nur Erosionsdaten enthält, sondern auch Anfahrtsbahnen, Ausfahrten in die Sicherheitsebene für den Elektrodenwechsel, den Aufruf weiterer Makros für verschiedenste Tätigkeiten – von der Benachrichtigung per SMS über den Programmabschluss bis hin zum Entleeren der Maschinenwanne.

Elektrodenkonstruktion in CAD/CAM Cimatron

Ziel der Erosionsvorbereitung innerhalb der CAD-Lösung ist der mannarme Betrieb der Senkerosionsmaschine, bei dem das Bedienpersonal am Ende der Schicht die Elektroden gemäß den hinterlegten Daten in das Magazin bestückt und nach dem Einmessen des Werkstücks das Programm lädt und startet. Die Erosionsmaschine führt den Prozess automatisch gemäß Programm aus.
Mit Hilfe der Software Dexios können beispielsweise Daten für Elektrodenkorrekturen von einer CMM-Maschine eingelesen werden. Der Vorteil dieses Vorgehens liegt darin, dass die manuelle Eingabe der Elektrodenposition vollständig entfällt und sich das Bedienpersonal nicht beispielsweise bei einer Nachkommastelle verschreiben kann.

Elektrodenbearbeitung – NC-Programm mit Hilfe einer Vorlage

Der Bearbeitungsprozess der Elektrode schließt nahtlos an die Konstruktion an, primär dank der vom Konstrukteur eingegebenen Daten. Die Daten werden in die Bearbeitungsumgebung übertragen und automatisch in die Prozeduren eingefügt. Der NC-Programmierer muss das Untermaß also nicht manuell eingeben, wodurch ein weiterer Moment für menschliche Fehler entfällt. Falls mehrere Elektrodentypen gefertigt werden müssen, genügt es, einen zu programmieren und anschließend das gesamte Programm unter Anpassung des Elektrodentyps zu duplizieren. Dadurch wird erneut Programmierzeit eingespart. Cimatron ermöglicht auch das Einfügen von Vorlagen für NC-Prozeduren, entweder einzeln nacheinander oder als vorbereitete Sequenz vom Schruppen bis zum Schlichten und Reinigen. Dank der Prozessverknüpfung lässt sich ein Punkt erreichen, an dem die Vorlagen die Elektrode ohne weiteres Zutun des Programmierers bearbeiten.

Fertigungssteuerung – Automatisierungssoftware Dexios

Dexios Lite dient als Rückgrat-System für die Steuerung und Optimierung des Erosionsprozesses und arbeitet eng mit der CAD/CAM-Software Cimatron und der Senkerosionsmaschine der Firma PENTA EDM zusammen. Dexios stellt das Einlesen der Daten aus dem EDM-Setup in Cimatron sicher. Nach deren Import ermöglicht es das Hinzufügen oder Laden weiterer Informationen, beispielsweise Elektrodenkorrekturen von einer CMM-Maschine oder die Zuweisung eines Elektrodenhalters. Damit ist eine vollständige Projektvorbereitung vor dem eigentlichen Erosionsprozess gewährleistet.

Zuweisung des Elektrodenhalters mittels RFID-Chip

Während des Erosionsprozesses steuert Dexios den automatisierten Ablauf der Senkerosionsmaschine einschließlich des Elektrodenwechsels. Dies ermöglicht die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer identischer Teile oder verschiedener Teile auf einer Maschine, was die Fertigungseffizienz steigert. Das Bedienpersonal der Senkerosionsmaschine konzentriert sich nur noch auf die Vorbereitung, wie das Einspannen der Teile und das Bestücken der Elektroden in die Robotermagazine oder Maschinenmagazine, muss jedoch keine Anfahrtsinformationen oder Untermaße manuell eingeben. Nach dem Umschalten der Maschine in den Automatikmodus übernimmt Dexios die volle Kontrolle über den Prozess.

Messung auf CMM, Fräsmaschine und EDM-Maschine

In Abhängigkeit von der verwendeten CMM-Maschine kann der Lade- und Messprozess automatisiert werden. Im ersten Schritt kann eine Schnittstelle zwischen der CMM-Maschine und Dexios geschaffen werden, die die Übertragung der gemessenen Korrekturdaten sicherstellt.

Alternativ kann eine Schnittstelle auch zwischen Cimatron und der CMM-Maschine erstellt werden. Dies kann die Möglichkeit zur Programmierung des Messprozesses direkt in Cimatron eröffnen.

In Cimatron kann auch ein Messprozess programmiert werden, der direkt auf der PENTA EDM-Maschine abläuft. Diese Messung kann dazu verwendet werden, die Werkstückausrichtung in der Maschine zu verifizieren oder ein USS einzustellen. Es können auch Punktmessungen mit Ergebnisexport zurück nach Cimatron durchgeführt werden, wo die Ergebnisse visuell geprüft und in ein Protokoll exportiert werden können.

Automatisierung der Elektrodenfertigung und Erosion bei der Firma Peartec s.r.o.

Die Werkzeugbauerei Peartec s.r.o. nutzt CAD/CAM Cimatron seit dem Jahr 2020 für die Konstruktion und das Fräsen von Elektroden, das Fräsen von Formen und stellt schrittweise auch bei der Formenkonstruktion darauf um.

Automatischer EDM-Arbeitsplatz bei Peartec

Im Laufe des Jahres 2024 fand hier eine Pilotinstallation der oben beschriebenen Lösung statt.

1. Cimatron generiert vollständig vorbereitete Daten für die Erosion.

2. Bei Peartec kontrolliert nun die Software der Firma Dexios jeden Schritt des Erosionsprozesses. Sie sendet Daten an die Senkerosionsmaschinen, steuert den Programmstart und kann gleichzeitig bei Bedarf Elektrodenkorrekturdaten auf Basis vorheriger Messungen auf einer CMM-Maschine einlesen.

3. Der Elektrodenwechsel wird durch einen Roboterarm übernommen, der ebenfalls von der Firma Penta geliefert wurde, wodurch ein vollkommen mannarmer Betrieb möglich ist.