CAD/CAM mit CATIA (eBook)

NC-Programmierung, Postprocessing, Simulation

Michael Hoffmann (Autor)

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2011 | 1. Auflage
423 Seiten
Carl Hanser Fachbuchverlag
978-3-446-42673-3 (ISBN)

Infos

Dieses Grundlagen- und Praxisbuch zeigt die Möglichkeiten und Vorgehensweisen im Umgang mit den vielfältigen Fertigungsmodulen des integrierten CAD/CAM-Systems CATIA V5 und vermittelt damit das notwendige Know-how für die computerunterstützte Fertigung auf Basis bestehender CAD-Daten. Die 2. Auflage ist komplett überarbeitet und basiert auf CATIA V5 Release 20 mit einem Ausblick auf die kommende Version PLM 2.0 und V6.



Das Buch richtet sich an Studierende sowie an Techniker und Ingenieure in Konstruktion, Entwicklung und Fertigung, die sich mit der computerunterstützten Fertigung beschäftigen.



Nach einer allgemeinen Einführung gibt der Autor einen Überblick der Fertigungsmodule von CATIA V5 und deren Abgrenzung zueinander. Schritt für Schritt erläutert er die methodische Vorgehensweise zur Offline-Programmierung von Werkzeugmaschinen für das Fräsen, Drehen, Drahterodieren, Wasserstrahlschneiden und das Rapid Prototyping.



Weitere Kapitel beschäftigen sich mit anwenderspezifischen Anpassungen wie Postprocessing und NC-Dokumentation, mit der Entwicklung von Automatismen in Form von Prozess-Vorlagen (Templates) und Makros und schließlich mit den unterschiedlichen Möglichkeiten der Simulation des Fertigungsprozesses bis hin zur dynamischen, NC-Code-basierten Simulation von Werkzeugmaschinen.



Das Buch entstand zum Teil aus Projekten und Workshops im Rahmen der Lehre an der Fachhochschule Trier im Fachbereich Technik, Fachrichtung Maschinenbau/Fahrzeugtechnik.



Sämtliche Themenbereiche dieses Buches sind mit Übungen und Anwendungsbeispielen versehen, die unter http://cadcam-mit-catiav5.fh-trier.de abrufbar sind.

Autor

Dipl.-Ing. Michael Hoffmann ist Lehrbeauftragter für das Fachgebiet CAD an der FH Trier.

Inhalt

Inhaltsverzeichnis 7
Vorwort 14
1 Einleitung 15
1.1 CAD/NC-Kopplung 15
1.2 Assoziative Datenbasis 16
1.3 Fertigungslösungen in CATIA V5 17
2 Bohr- und Fräsbearbeitung 19
2.1 Einführung 19
2.1.1 Vorteile von CATIA V5 NC Manufacturing 20
2.1.2 Verfahren 22
2.1.3 Konfigurationen und Plattformen im Bereich NC Manufacturing 24
2.1.4 Aufrufen einer Workbench 25
2.1.5 Auswahl der Workbenches 25
2.2 User Interface 26
2.2.1 Beschreibung des Strukturbaumes 27
2.2.2 Definition eines Rohteiles 28
2.2.3 Definition einer Aufspannung 29
2.2.4 Bearbeitungsoperationen 32
2.2.5 Bearbeitungsoperationen im Überblick 33
2.2.6 Einstellungen in den Bearbeitungsoperationen 37
2.2.7 Berechnung und Simulation der Werkzeugbahnen 43
2.2.8 Erzeugung eines Werkzeugwechsels 46
2.2.9 Einstellungen im Werkzeugwechsel 47
2.2.10 Automatische Generierung eines Werkzeugwechsels 50
2.2.11 Erzeugung eines Werkzeugkataloges 51
2.3 Anwendungsbeispiel 1: Werkzeugplatte 55
2.3.1 Definition der Aufspannung (Werkzeugplatte) 57
2.3.2 Erzeugung einer Planfräsoperation 58
2.3.3 Erzeugung einer Taschenfräsoperation 63
2.3.4 Wiederverwenden von bereits erzeugten Operationen 67
2.3.5 Kopierumsetzung von bereits erzeugten Operationen 69
2.3.6 Operator COPY auf Operationen anwenden 70
2.3.7 Erzeugung einer Anbohroperation 72
2.3.8 Erzeugung einer Bohroperation 76
2.3.9 Erzeugung einer Planeinsenkoperation 79
2.3.10 Erzeugung einer Zirkularfräsoperation 80
2.3.11 Erzeugung einer Profilkonturoperation 82
2.3.12 Vorarbeit für die 2,5-Achsbearbeitung (PMA) 86
2.3.13 Erzeugung eines Bearbeitungsprozesses 91
2.3.14 Integration von erprobtem Fertigungswissen 106
2.4 Anwendungsbeispiel 2: Tasche mit Durchbruch 113
2.4.1 Erzeugung eines 2,5-D-Nachbearbeitungsbereiches 114
2.4.2 Weitere Möglichkeiten zur Bereichsauswahl 118
2.4.3 Kollisionsbetrachtung innerhalb des Bauteils und des Werkzeuges 119
2.5 Anwendungsbeispiel 3: Schmiedegesenk 123
2.5.1 Definition der Aufspannung 125
2.5.2 Erzeugung einer Schruppoperation 126
2.5.3 Erzeugung einer Kopierfräsoperation 127
2.5.4 Erzeugung eines Neigungsbereiches 130
2.5.5 Erzeugung eines Nachbearbeitungsbereiches 138
2.6 Anwendungsbeispiel 4: Elektrode für Schmiedegesenk 143
2.6.1 Erzeugung einer Kopierschruppoperation 145
2.6.2 Erzeugung eines Neigungsbereiches 147
2.7 Anwendungsbeispiel 5: Mehrachsbearbeitung 149
2.7.1 Definition der Aufspannung 150
2.7.2 Bearbeitungsoperationen im Bereich der 5-Achsbearbeitung 151
2.7.3 Stellung der Werkzeugachsen 152
2.7.4 Erzeugung einer Schruppoperation 156
2.7.5 Erzeugung einer 5-Achs-Kopierfräsoperation 157
2.7.6 Erzeugung einer isoparametrischen Bearbeitung 161
2.7.7 Erzeugung einer 5-Achs-Flankenfräsoperation 165
2.7.8 Wiederverwenden von Operationen 167
2.7.9 Erzeugung einer 5-Achs-Konturfräsoperation 169
2.7.10 Konturgeführtes 5-Achs-Flächenfräsen 172
3 Drehbearbeitung 176
3.1 Einführung 177
3.2 CATIA V5 Lathe Machining 178
3.3 CATIA Multi-Slide Lathe Machining 179
3.4 User Interface 179
3.4.1 Arbeitsumgebung starten 179
3.4.2 Voreinstellungen 180
3.4.3 Symbolleisten 181
3.4.4 Aufspannung definieren 184
3.4.5 Bearbeitungsoperationen und Register 188
3.5 Rohteilerstellung 197
3.6 Schruppbearbeitung 199
3.6.1 Schruppdrehen 199
3.6.2 Schruppdrehen mit Rampe (Ansteigende Schruppoperation) 209
3.6.3 Einstechdrehen (Schruppen) 210
3.6.4 Stechdrehen (Einstechdrehoperation) 212
3.6.5 Einstechdrehen mit Rampe (Ansteigende Aussparungsoperation) 213
3.7 Schlichtoperationen 214
3.7.1 Konturdrehen (Profilschlichtoperation) 214
3.7.2 Einstichschlichten 221
3.8 Gewindeschneiden 223
3.8.1 Außengewindeschneiden (Ausrichtung: außen) 224
3.8.2 Innengewindedrehen (Ausrichtung: Innen) 230
3.9 Ausrichtungsstrategien - Beispiele 231
3.9.1 Anwendungsbeispiel Schruppen: Innendrehen 231
3.9.2 Anwendungsbeispiel: Einstechen einer Innennut 236
3.9.3 Sonstige Ausrichtungen 240
3.10 Drehen in Einzelschritten 244
3.10.1 Funktion: GO/Go to a 245
3.10.2 Funktion: GO-Delta 247
3.10.3 Funktion: GO IndirV 248
3.10.4 Funktion: GO-Follow 249
3.10.5 Postprozessoranweisungen PP 250
3.10.6 Strategieregister 250
3.11 Axiale Bearbeitungsoperationen 252
3.12 Anwendungsbeispiel: Durchgängiger Prozess 252
4 Drahterodieren 272
4.1 Verfahren 272
4.2 Anwendungsgebiete 272
4.3 Produktüberblick: CATIA-Drahterodiermodul fast4AXES 273
4.4 Arbeitsumgebung starten 275
4.5 Funktionen und Symbolleisten 275
4.6 Voreinstellungen 278
4.7 Anwendungsbeispiel 1: Profilkontur ohne Konus 279
4.7.1 Vorbereitungen 280
4.7.2 Definition der Aufspannung 281
4.7.3 Profilkonturoperation (ohne Konus) 281
4.7.4 Berechnung und Simulation der Werkzeugbahn 290
4.7.5 NC-Code generieren (Postprozessorlauf) 291
4.7.6 Fertigung 293
4.8 Anwendungsbeispiel 2: Profilkontur mit und ohne Konus 294
4.8.1 Vorbereitungen 295
4.8.2 Definition der Aufspannung 296
4.8.3 Profilkonturoperationen ohne Konus (Verzahnung) 296
4.8.4 Profilkonturoperationen mit Konus (Abstechmeißel): 299
4.8.5 Positionieren zum nächsten Einfädelpunkt 302
4.8.6 Profilkontur-Operationen mit Konus (Rundmeißel) 303
4.8.7 Berechnung und Simulation der Werkzeugbahn 305
4.8.8 NC-Code generieren (Postprozessorlauf) 306
4.8.9 Fertigung 307
4.9 Anwendungsbeispiel 3: Design Feature 308
4.9.1 Vorbereitungen 308
4.9.2 Erzeugen des Design Features 309
4.9.3 Definition der Aufspannung 310
4.9.4 Profilkonturoperation mit Design Feature 311
4.9.5 Berechnung und Simulation der Werkzeugbahn 311
4.10 Anwendungsbeispiel 4: Kopierumsetzung 312
4.10.1 Vorbereitungen 312
4.10.2 Kopierumsetzung als Verschiebung in Y-Richtung 312
4.10.3 Berechnung und Simulation der Werkzeugbahn 313
4.11 Anwendungsbeispiel 5: Szenario Geometrieänderung 314
4.11.1 Vorbereitungen 314
4.11.2 Geometrieänderung 314
4.11.3 Aktualisierung und Simulation der Werkzeugbahn: 316
5 Wasserstrahlschneiden 318
5.1 Verfahren 318
5.2 Anwendungsgebiete 318
5.3 Wasserstrahlschneiden in CATIA V5 319
5.3.1 Das Produkt fastTRIM 319
5.3.2 Verwendung von CATIA V5 Manufacturing und cPost 320
5.4 Anwendungsbeispiel 1: Konturschneiden Schrift 320
5.4.1 Geometrieerstellung 321
5.4.2 Vorbereitungen 322
5.4.3 Definition der Aufspannung 323
5.4.4 Erzeugung einer Profilbearbeitung 323
5.4.5 Technologiedaten 326
5.4.6 Makroeinstellungen 326
5.4.7 Berechnung und Simulation der Werkzeugbahn: 327
5.4.8 NC-Code generieren (Postprozessorlauf): 328
5.4.9 Fertigung: 330
6 Postprocessing 331
6.1 Definition 331
6.2 Postprozessortypen 332
6.2.1 Individuelle Einzellösung 332
6.2.2 Generalisierter Postprozessor 332
6.2.3 Postprozessorgenerator 332
6.3 CATIA V5-Integration 333
6.3.1 Voreinstellungen 333
6.4 Das Produkt fastPOST 333
6.4.1 fastPOST Runtime 334
6.4.2 fastPOST Builder 335
7 Maschinensimulation 350
7.1 Einführung 350
7.2 Konventionelle Maschinensimulation: 351
7.3 Integrierte Maschinensimulation in CATIA V5 351
7.3.1 Simulationsarten 352
3497.3.2 Softwarekomponenten 353
7.4 Beispielszenario: Aufbau eines Maschinenmodells 354
7.4.1 Benötigte Softwarekomponenten 355
7.4.2 Geometrieaufnahme und Datenerfassung 356
7.4.3 Konstruktionsphase 357
7.4.4 Kinematikdefinitionen 360
7.4.5 Inverse Kinematik 365
7.4.6 Werkstückaufnahme 369
7.4.7 Simulationsvorbereitungen 372
7.4.8 Prozessvorlage 373
7.5 Simulationsbetrachtung 374
7.5.1 Simulationsumgebung laden 375
7.5.2 Werkstück in Maschinenmodell einrichten 375
7.5.3 Dynamische Maschinensimulation 376
7.5.4 Dynamische, NC-Code-basierte Maschinensimulation 378
7.5.5 Kollisionsbetrachtung 382
7.5.6 Kollisionsbetrachtung definieren 382
7.5.7 Erreichbarkeitsprüfung der Achsen 387
7.5.8 Abstands- und Bandanalysen 387
7.5.9 Datenausgaben Display und Sensor 388
7.5.10 Erzeugung von Übergangsbahnen 389
8 NC-Dokumentation 390
8.1 Definition 390
8.2 Automatisierung über ein Postprozessormakro 390
8.3 Automatisierung über ein Makro in CATIA V5 390
8.3.1 Einfügen von Grafiken in die HTML-Dokumentation 391
8.3.2 NC-Dokumentation generieren 391
8.3.3 Anpassungen des Makros 392
9 STL Rapid Prototyping 395
9.1 Definition und Verfahren 395
9.2 Datenfluss beim Rapid Prototyping 396
9.3 Datenformat STL 397
9.3.1 STL-Generierung in CATIA V5 397
9.4 Datenaufbereitung und Fertigung (Stereolithografie) 402
10 PLM 2.0 und V6 403
10.1 PLM 2.0 403
10.2 V6-Plattform 403
10.3 V6 Machining-Produkte 405
10.4 ENOVIA 3DLive 406
10.5 Benutzeroberfläche 408
10.6 Anwendungsbeispiel: Fräsbearbeitung in V6 409
11 Quellenverzeichnis 413
12 Stichwortverzeichnis 414

Textauszug

"8 NC-Dokumentation (S. 386-387)

8.1 Definition
Eine NC-Dokumentation dient der Beschreibung eines Fertigungsauftrags in Bezug auf:

- die zu verwendende Werkzeugmaschine
- die verwendeten Werkzeuge
- Aufspannpläne
- Rohteilabmessungen
- Werkzeugachsensystem (Nullpunkt)
- Grafische Darstellungen zu Werkzeugen und Bearbeitungsoperationen
- Reihenfolge der Bearbeitungsoperationen etc.

In CATIA V5 kann diese Dokumentation automatisiert z.B. im HTML-Format generiert und dann über einen Browser an Arbeitsstationen (z.B. in der Fertigung) innerhalb des Intranets eines Unternehmens angezeigt werden. Zur automatisierten Erstellung der NC-Dokumentation sind verschiedene Konzepte realisierbar:

8.2 Automatisierung über ein Postprozessormakro

Da im Postprozessorlauf alle Informationen über die oben genannten Informationen vorliegen, bietet sich die automatisierte Erstellung der Dokumentation nach dem Postprozessorlauf an. Der in diesem Buch in Kapitel 6.4.2 beschriebene Postprozessorgenerator fastPOST bietet die Möglichkeit, dies über eine leistungsfähige Makrosprache zu realisieren.

8.3 Automatisierung über ein Makro in CATIA V5

Im Lieferumfang von CATIA V5 ist bereits ein Beispielmakro enthalten. Die verwendete Sprachsyntax dieses Makros ist CATScript, eine Erweiterung von Microsoft VBScript. Damit werden die CATProzess-Informationen ausgelesen und in entsprechenden HTML-Sequenzen zur Darstellung als NC-Dokumentation weiterverarbeitet. Diese Möglichkeit soll im Folgenden näher erläutert werden:"

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 1.1.2011
• Verlagsort: München
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Informatik ► Weitere Themen ► CAD-Programme
• Themenwelt: Technik ► Maschinenbau
• Schlagworte: CAD/CAM • CATIA V5 • Engineering • Fertigung • NC-Programmierung • Postprocessing • Simulation
• ISBN-10: 3-446-42673-6 / 3446426736
• ISBN-13: 978-3-446-42673-3 / 9783446426733