Hoffmann CAD/CAM mit CATIA

NC-Programmierung, Postprocessing, Simulation
1. Auflage 2011
ISBN: 978-3-446-42673-3
Verlag: Carl Hanser Fachbuchverlag
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 423 Seiten

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.

Autoren/Hrsg.

Hoffmann, Michael

Inhaltsverzeichnis

1;Inhaltsverzeichnis;7
2;Vorwort;14
3;1 Einleitung;15
3.1;1.1 CAD/NC-Kopplung;15
3.2;1.2 Assoziative Datenbasis;16
3.3;1.3 Fertigungslösungen in CATIA V5;17
4;2 Bohr- und Fräsbearbeitung;19
4.1;2.1 Einführung;19
4.1.1;2.1.1 Vorteile von CATIA V5 NC Manufacturing;20
4.1.2;2.1.2 Verfahren;22
4.1.3;2.1.3 Konfigurationen und Plattformen im Bereich NC Manufacturing;24
4.1.4;2.1.4 Aufrufen einer Workbench;25
4.1.5;2.1.5 Auswahl der Workbenches;25
4.2;2.2 User Interface;26
4.2.1;2.2.1 Beschreibung des Strukturbaumes;27
4.2.2;2.2.2 Definition eines Rohteiles;28
4.2.3;2.2.3 Definition einer Aufspannung;29
4.2.4;2.2.4 Bearbeitungsoperationen;32
4.2.5;2.2.5 Bearbeitungsoperationen im Überblick;33
4.2.6;2.2.6 Einstellungen in den Bearbeitungsoperationen;37
4.2.7;2.2.7 Berechnung und Simulation der Werkzeugbahnen;43
4.2.8;2.2.8 Erzeugung eines Werkzeugwechsels;46
4.2.9;2.2.9 Einstellungen im Werkzeugwechsel;47
4.2.10;2.2.10 Automatische Generierung eines Werkzeugwechsels;50
4.2.11;2.2.11 Erzeugung eines Werkzeugkataloges;51
4.3;2.3 Anwendungsbeispiel 1: Werkzeugplatte;55
4.3.1;2.3.1 Definition der Aufspannung (Werkzeugplatte);57
4.3.2;2.3.2 Erzeugung einer Planfräsoperation;58
4.3.3;2.3.3 Erzeugung einer Taschenfräsoperation;63
4.3.4;2.3.4 Wiederverwenden von bereits erzeugten Operationen;67
4.3.5;2.3.5 Kopierumsetzung von bereits erzeugten Operationen;69
4.3.6;2.3.6 Operator COPY auf Operationen anwenden;70
4.3.7;2.3.7 Erzeugung einer Anbohroperation;72
4.3.8;2.3.8 Erzeugung einer Bohroperation;76
4.3.9;2.3.9 Erzeugung einer Planeinsenkoperation;79
4.3.10;2.3.10 Erzeugung einer Zirkularfräsoperation;80
4.3.11;2.3.11 Erzeugung einer Profilkonturoperation;82
4.3.12;2.3.12 Vorarbeit für die 2,5-Achsbearbeitung (PMA);86
4.3.13;2.3.13 Erzeugung eines Bearbeitungsprozesses;91
4.3.14;2.3.14 Integration von erprobtem Fertigungswissen;106
4.4;2.4 Anwendungsbeispiel 2: Tasche mit Durchbruch;113
4.4.1;2.4.1 Erzeugung eines 2,5-D-Nachbearbeitungsbereiches;114
4.4.2;2.4.2 Weitere Möglichkeiten zur Bereichsauswahl;118
4.4.3;2.4.3 Kollisionsbetrachtung innerhalb des Bauteils und des Werkzeuges;119
4.5;2.5 Anwendungsbeispiel 3: Schmiedegesenk;123
4.5.1;2.5.1 Definition der Aufspannung;125
4.5.2;2.5.2 Erzeugung einer Schruppoperation;126
4.5.3;2.5.3 Erzeugung einer Kopierfräsoperation;127
4.5.4;2.5.4 Erzeugung eines Neigungsbereiches;130
4.5.5;2.5.5 Erzeugung eines Nachbearbeitungsbereiches;138
4.6;2.6 Anwendungsbeispiel 4: Elektrode für Schmiedegesenk;143
4.6.1;2.6.1 Erzeugung einer Kopierschruppoperation;145
4.6.2;2.6.2 Erzeugung eines Neigungsbereiches;147
4.7;2.7 Anwendungsbeispiel 5: Mehrachsbearbeitung;149
4.7.1;2.7.1 Definition der Aufspannung;150
4.7.2;2.7.2 Bearbeitungsoperationen im Bereich der 5-Achsbearbeitung;151
4.7.3;2.7.3 Stellung der Werkzeugachsen;152
4.7.4;2.7.4 Erzeugung einer Schruppoperation;156
4.7.5;2.7.5 Erzeugung einer 5-Achs-Kopierfräsoperation;157
4.7.6;2.7.6 Erzeugung einer isoparametrischen Bearbeitung;161
4.7.7;2.7.7 Erzeugung einer 5-Achs-Flankenfräsoperation;165
4.7.8;2.7.8 Wiederverwenden von Operationen;167
4.7.9;2.7.9 Erzeugung einer 5-Achs-Konturfräsoperation;169
4.7.10;2.7.10 Konturgeführtes 5-Achs-Flächenfräsen;172
5;3 Drehbearbeitung;176
5.1;3.1 Einführung;177
5.2;3.2 CATIA V5 Lathe Machining;178
5.3;3.3 CATIA Multi-Slide Lathe Machining;179
5.4;3.4 User Interface;179
5.4.1;3.4.1 Arbeitsumgebung starten;179
5.4.2;3.4.2 Voreinstellungen;180
5.4.3;3.4.3 Symbolleisten;181
5.4.4;3.4.4 Aufspannung definieren;184
5.4.5;3.4.5 Bearbeitungsoperationen und Register;188
5.5;3.5 Rohteilerstellung;197
5.6;3.6 Schruppbearbeitung;199
5.6.1;3.6.1 Schruppdrehen;199
5.6.2;3.6.2 Schruppdrehen mit Rampe (Ansteigende Schruppoperation);209
5.6.3;3.6.3 Einstechdrehen (Schruppen);210
5.6.4;3.6.4 Stechdrehen (Einstechdrehoperation);212
5.6.5;3.6.5 Einstechdrehen mit Rampe (Ansteigende Aussparungsoperation);213
5.7;3.7 Schlichtoperationen;214
5.7.1;3.7.1 Konturdrehen (Profilschlichtoperation);214
5.7.2;3.7.2 Einstichschlichten;221
5.8;3.8 Gewindeschneiden;223
5.8.1;3.8.1 Außengewindeschneiden (Ausrichtung: außen);224
5.8.2;3.8.2 Innengewindedrehen (Ausrichtung: Innen);230
5.9;3.9 Ausrichtungsstrategien - Beispiele;231
5.9.1;3.9.1 Anwendungsbeispiel Schruppen: Innendrehen;231
5.9.2;3.9.2 Anwendungsbeispiel: Einstechen einer Innennut;236
5.9.3;3.9.3 Sonstige Ausrichtungen;240
5.10;3.10 Drehen in Einzelschritten;244
5.10.1;3.10.1 Funktion: GO/Go to a;245
5.10.2;3.10.2 Funktion: GO-Delta;247
5.10.3;3.10.3 Funktion: GO IndirV;248
5.10.4;3.10.4 Funktion: GO-Follow;249
5.10.5;3.10.5 Postprozessoranweisungen PP;250
5.10.6;3.10.6 Strategieregister;250
5.11;3.11 Axiale Bearbeitungsoperationen;252
5.12;3.12 Anwendungsbeispiel: Durchgängiger Prozess;252
6;4 Drahterodieren;272
6.1;4.1 Verfahren;272
6.2;4.2 Anwendungsgebiete;272
6.3;4.3 Produktüberblick: CATIA-Drahterodiermodul fast4AXES;273
6.4;4.4 Arbeitsumgebung starten;275
6.5;4.5 Funktionen und Symbolleisten;275
6.6;4.6 Voreinstellungen;278
6.7;4.7 Anwendungsbeispiel 1: Profilkontur ohne Konus;279
6.7.1;4.7.1 Vorbereitungen;280
6.7.2;4.7.2 Definition der Aufspannung;281
6.7.3;4.7.3 Profilkonturoperation (ohne Konus);281
6.7.4;4.7.4 Berechnung und Simulation der Werkzeugbahn;290
6.7.5;4.7.5 NC-Code generieren (Postprozessorlauf);291
6.7.6;4.7.6 Fertigung;293
6.8;4.8 Anwendungsbeispiel 2: Profilkontur mit und ohne Konus;294
6.8.1;4.8.1 Vorbereitungen;295
6.8.2;4.8.2 Definition der Aufspannung;296
6.8.3;4.8.3 Profilkonturoperationen ohne Konus (Verzahnung);296
6.8.4;4.8.4 Profilkonturoperationen mit Konus (Abstechmeißel):;299
6.8.5;4.8.5 Positionieren zum nächsten Einfädelpunkt;302
6.8.6;4.8.6 Profilkontur-Operationen mit Konus (Rundmeißel);303
6.8.7;4.8.7 Berechnung und Simulation der Werkzeugbahn;305
6.8.8;4.8.8 NC-Code generieren (Postprozessorlauf);306
6.8.9;4.8.9 Fertigung;307
6.9;4.9 Anwendungsbeispiel 3: Design Feature;308
6.9.1;4.9.1 Vorbereitungen;308
6.9.2;4.9.2 Erzeugen des Design Features;309
6.9.3;4.9.3 Definition der Aufspannung;310
6.9.4;4.9.4 Profilkonturoperation mit Design Feature;311
6.9.5;4.9.5 Berechnung und Simulation der Werkzeugbahn;311
6.10;4.10 Anwendungsbeispiel 4: Kopierumsetzung;312
6.10.1;4.10.1 Vorbereitungen;312
6.10.2;4.10.2 Kopierumsetzung als Verschiebung in Y-Richtung;312
6.10.3;4.10.3 Berechnung und Simulation der Werkzeugbahn;313
6.11;4.11 Anwendungsbeispiel 5: Szenario Geometrieänderung;314
6.11.1;4.11.1 Vorbereitungen;314
6.11.2;4.11.2 Geometrieänderung;314
6.11.3;4.11.3 Aktualisierung und Simulation der Werkzeugbahn:;316
7;5 Wasserstrahlschneiden;318
7.1;5.1 Verfahren;318
7.2;5.2 Anwendungsgebiete;318
7.3;5.3 Wasserstrahlschneiden in CATIA V5;319
7.3.1;5.3.1 Das Produkt fastTRIM;319
7.3.2;5.3.2 Verwendung von CATIA V5 Manufacturing und cPost;320
7.4;5.4 Anwendungsbeispiel 1: Konturschneiden Schrift;320
7.4.1;5.4.1 Geometrieerstellung;321
7.4.2;5.4.2 Vorbereitungen;322
7.4.3;5.4.3 Definition der Aufspannung;323
7.4.4;5.4.4 Erzeugung einer Profilbearbeitung;323
7.4.5;5.4.5 Technologiedaten;326
7.4.6;5.4.6 Makroeinstellungen;326
7.4.7;5.4.7 Berechnung und Simulation der Werkzeugbahn:;327
7.4.8;5.4.8 NC-Code generieren (Postprozessorlauf):;328
7.4.9;5.4.9 Fertigung:;330
8;6 Postprocessing;331
8.1;6.1 Definition;331
8.2;6.2 Postprozessortypen;332
8.2.1;6.2.1 Individuelle Einzellösung;332
8.2.2;6.2.2 Generalisierter Postprozessor;332
8.2.3;6.2.3 Postprozessorgenerator;332
8.3;6.3 CATIA V5-Integration;333
8.3.1;6.3.1 Voreinstellungen;333
8.4;6.4 Das Produkt fastPOST;333
8.4.1;6.4.1 fastPOST Runtime;334
8.4.2;6.4.2 fastPOST Builder;335
9;7 Maschinensimulation;350
9.1;7.1 Einführung;350
9.2;7.2 Konventionelle Maschinensimulation:;351
9.3;7.3 Integrierte Maschinensimulation in CATIA V5;351
9.3.1;7.3.1 Simulationsarten;352
9.3.2;3497.3.2 Softwarekomponenten;353
9.4;7.4 Beispielszenario: Aufbau eines Maschinenmodells;354
9.4.1;7.4.1 Benötigte Softwarekomponenten;355
9.4.2;7.4.2 Geometrieaufnahme und Datenerfassung;356
9.4.3;7.4.3 Konstruktionsphase;357
9.4.4;7.4.4 Kinematikdefinitionen;360
9.4.5;7.4.5 Inverse Kinematik;365
9.4.6;7.4.6 Werkstückaufnahme;369
9.4.7;7.4.7 Simulationsvorbereitungen;372
9.4.8;7.4.8 Prozessvorlage;373
9.5;7.5 Simulationsbetrachtung;374
9.5.1;7.5.1 Simulationsumgebung laden;375
9.5.2;7.5.2 Werkstück in Maschinenmodell einrichten;375
9.5.3;7.5.3 Dynamische Maschinensimulation;376
9.5.4;7.5.4 Dynamische, NC-Code-basierte Maschinensimulation;378
9.5.5;7.5.5 Kollisionsbetrachtung;382
9.5.6;7.5.6 Kollisionsbetrachtung definieren;382
9.5.7;7.5.7 Erreichbarkeitsprüfung der Achsen;387
9.5.8;7.5.8 Abstands- und Bandanalysen;387
9.5.9;7.5.9 Datenausgaben Display und Sensor;388
9.5.10;7.5.10 Erzeugung von Übergangsbahnen;389
10;8 NC-Dokumentation;390
10.1;8.1 Definition;390
10.2;8.2 Automatisierung über ein Postprozessormakro;390
10.3;8.3 Automatisierung über ein Makro in CATIA V5;390
10.3.1;8.3.1 Einfügen von Grafiken in die HTML-Dokumentation;391
10.3.2;8.3.2 NC-Dokumentation generieren;391
10.3.3;8.3.3 Anpassungen des Makros;392
11;9 STL Rapid Prototyping;395
11.1;9.1 Definition und Verfahren;395
11.2;9.2 Datenfluss beim Rapid Prototyping;396
11.3;9.3 Datenformat STL;397
11.3.1;9.3.1 STL-Generierung in CATIA V5;397
11.4;9.4 Datenaufbereitung und Fertigung (Stereolithografie);402
12;10 PLM 2.0 und V6;403
12.1;10.1 PLM 2.0;403
12.2;10.2 V6-Plattform;403
12.3;10.3 V6 Machining-Produkte;405
12.4;10.4 ENOVIA 3DLive;406
12.5;10.5 Benutzeroberfläche;408
12.6;10.6 Anwendungsbeispiel: Fräsbearbeitung in V6;409
13;11 Quellenverzeichnis;413
14;12 Stichwortverzeichnis;414

Leseproben

"(S. 386-387)


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:


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.



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:"