Werkstück einrichten mit grafischer Unterstützung (Option #159)

Anwendung

Mit der Funktion Werkstück einrichten können Sie die Position und die Schieflage eines Werkstücks mit nur einer Tastsystemfunktion ermitteln und als Werkstück-Bezugspunkt speichern. Sie können während des Einrichtens schwenken und auf gekrümmten Flächen antasten, um auch komplexe Werkstücke anzutasten, z. B. Freiformteile.

Die Steuerung unterstützt Sie zusätzlich, indem sie die Aufspannsituation und mögliche Antastpunkte im Arbeitsbereich Simulation mithilfe eines 3D-Modells zeigt.

Voraussetzungen

  • Software-Option #9 Erweiterte Funktionen Gruppe 2
  • Software-Option #159 Grafisch unterstütztes Einrichten
  • Werkstück-Tastsystem in der Werkzeugverwaltung passend definiert:
    • Kugelradius in der Spalte R2
    • Wenn Sie auf schrägen Flächen antasten, Spindelnachführung in der Spalte TRACK aktiv

    Werkzeugdaten für Tastsysteme

  • Werkstück-Tastsystem kalibriert
  • Wenn Sie auf schrägen Flächen antasten, müssen Sie das Werkstück-Tastsystem 3D-kalibrieren (Option #92).

    Werkstück-Tastsystem kalibrieren

  • 3D-Modell des Werkstücks als STL-Datei
  • Die STL-Datei darf max. 300.000 Dreiecke enthalten. Je mehr das 3D-Modell dem realen Werkstück entspricht, umso genauer können Sie das Werkstück einrichten.

    Optimieren Sie ggf. das 3D-Modell mit der Funktion 3D-Gitternetz (Option #152).

    STL-Dateien generieren mit 3D-Gitternetz (Option #152)

Funktionsbeschreibung

Die Funktion Werkstück einrichten steht als Tastsystemfunktion in der Anwendung Einrichten der Betriebsart Manuell zur Verfügung.

Erweiterungen des Arbeitsbereichs Simulation

Zusätzlich zum Arbeitsbereich Antastfunktion bietet der Arbeitsbereich Simulation grafische Unterstützung beim Einrichten des Werkstücks.

VB_5_29_19_Tastsystemfunktionen_Werkstueck_Einrichten
Funktion Werkstück einrichten mit geöffnetem Arbeitsbereich Simulation
  • Wenn die Funktion Werkstück einrichten aktiv ist, zeigt der Arbeitsbereich Simulation folgende Inhalte:
  • Aktuelle Position des Werkstücks aus Sicht der Steuerung
  • Angetastete Punkte am Werkstück
  • Mögliche Antastrichtung mithilfe eines Pfeils:
    • Kein Pfeil
    • Das Antasten ist nicht möglich. Das Werkstück-Tastsystem ist zu weit vom Werkstück entfernt oder das Werkstück-Tastsystem steht aus Sicht der Steuerung im Werkstück.

      In diesem Fall können Sie ggf. die Position des 3D-Modells in der Simulation korrigieren.

    • Roter Pfeil
    • Das Antasten in Pfeilrichtung ist nicht möglich.

       
      Tip

      Das Antasten auf Kanten, Ecken oder stark gekrümmten Bereichen des Werkstücks liefert keine genauen Messergebnisse. Deshalb sperrt die Steuerung das Antasten in diesen Bereichen.

    • Gelber Pfeil
    • Das Antasten in Pfeilrichtung ist bedingt möglich. Das Antasten erfolgt in einer abgewählten Richtung oder könnte Kollisionen verursachen.

    • Grüner Pfeil
    • Das Antasten in Pfeilrichtung ist möglich.

Symbole und Schaltflächen

Die Funktion Werkstück einrichten bietet folgende Symbole und Schaltflächen:

Symbol oder Schaltfläche

Funktion

preset

Fenster Bezugspunkt ändern öffnen

Sie können den Werkstück-Bezugspunkt und den Paletten-Bezugspunkt wählen und ggf. editieren.

 
Tip

Wenn Sie den ersten Punkt angetastet haben, graut die Steuerung das Symbol aus.

XY Aufspannebene

Mit diesem Auswahlmenü definieren Sie den Antastmodus. Abhängig vom Antastmodus zeigt die Steuerung die jeweiligen Achsrichtungen und Raumwinkel.

Antastmodus

AS_5_Tastsystemzyklen_Name_Des_Werkstuecks

Dateiname des 3D-Modells

fixtureSetUp_2minus

Position des virtuellen Werkstücks 10 mm oder 10° in negativer Achsrichtung verschieben

 
Tip

Sie verschieben das Werkstück in einer Linearachse in mm und in einer Drehachse in Grad.

fixtureSetUp_minus

Position des virtuellen Werkstücks 1 mm oder 1° in negativer Achsrichtung verschieben

AS_5_Tastsystemzyklen_Position_Und_Abweichung
  • Position des virtuellen Werkstücks direkt eingeben
  • Wert und geschätzte Genauigkeit des Werts nach dem Antasten
fixtureSetUp_plus

Position des virtuellen Werkstücks 1 mm oder 1° in positiver Achsrichtung verschieben

fixtureSetUp_2plus

Position des virtuellen Werkstücks 10 mm oder 10° in positiver Achsrichtung verschieben

AS_5_Tastsystemzyklen_Status_Grau
AS_5_Tastsystemzyklen_Status_Weiss
AS_5_Tastsystemzyklen_Status_Rot
AS_5_Tastsystemzyklen_Status_Gelb
AS_5_Tastsystemzyklen_Status_Gruen

Status der Richtung

  • Die Steuerung zeigt folgende Farben:
  • Grau
  • Die Achsrichtung ist in diesem Einrichtvorgang abgewählt und wird nicht berücksichtigt.

  • Weiß
  • Es wurden noch keine Antastpunkte ermittelt.

  • Rot
  • Die Steuerung kann die Position des Werkstücks in dieser Achsrichtung nicht bestimmen.

  • Gelb
  • Die Position des Werkstücks enthält in dieser Achsrichtung bereits Informationen. Die Informationen sind zu diesem Zeitpunkt noch nicht aussagekräftig.

  • Grün
  • Die Steuerung kann die Position des Werkstücks in dieser Achsrichtung bestimmen.

Aktiven Bezugspunkt korrigieren

Die Steuerung speichert die ermittelten Werte in der aktiven Zeile der Bezugspunkttabelle.

Antastmodus

  • Sie können das Werkstück mit folgenden Modi antasten:
  • XY Aufspannebene
  • Achsrichtungen X, Y und Z sowie Raumwinkel SPC

  • XZ Aufspannebene
  • Achsrichtungen X, Y und Z sowie Raumwinkel SPB

  • YZ Aufspannebene
  • Achsrichtungen X, Y und Z sowie Raumwinkel SPA

  • 6D
  • Achsrichtungen X, Y und Z sowie Raumwinkel SPA, SPB und SPC

Abhängig vom Antastmodus zeigt die Steuerung die jeweiligen Achsrichtungen und Raumwinkel. In den Aufspannebenen XY, XZ und YZ können Sie ggf. die jeweilige Werkzeugachse und den Raumwinkel mit einem Schalter abwählen. Die Steuerung berücksichtigt abgewählte Achsrichtungen nicht beim Einrichtvorgang und platziert das Werkstück nur unter Berücksichtigung der anderen Achsrichtungen.

  1. HEIDENHAIN empfiehlt, den Einrichtvorgang in folgenden Schritten durchzuführen:
  2. 3D-Modell im Maschinenraum vorpositionieren
  3. Die Steuerung kennt zu diesem Zeitpunkt nicht die genaue Position des Werkstücks, jedoch die des Werkstück-Tastsystems. Wenn Sie das 3D-Modell anhand der Lage des Werkstück-Tastsystems vorpositionieren, erhalten Sie Werte nah an der Position des realen Werkstücks.

  4. Erste Antastpunkte in den Achsrichtungen X, Y und Z setzen
  5. Wenn die Steuerung die Position in einer Achsrichtung bestimmen kann, wechselt die Steuerung den Status der Achse auf grün.

  6. Mit weiteren Antastpunkten die Raumwinkel bestimmen
  7. Um beim Antasten der Raumwinkel die größtmögliche Genauigkeit zu erhalten, setzen Sie die Antastpunkte so weit wie möglich voneinander entfernt.

  8. Mit zusätzlichen Kontrollpunkten die Genauigkeiten erhöhen
  9. Zusätzliche Kontrollpunkte am Ende des Einmessvorgangs erhöhen die Genauigkeit der Übereinstimmung und minimieren die Ausrichtungsfehler zwischen dem 3D-Modell und dem realen Werkstück. Führen Sie so viele Antastungen durch, bis die Steuerung die gewünschte Genauigkeit unter dem aktuellen Wert zeigt.

Das Fehlerschätzungsdiagramm zeigt für jeden Antastpunkt, wie weit das 3D-Modell schätzungsweise vom realen Werkstück entfernt ist.

Fehlerschätzungsdiagramm

Fehlerschätzungsdiagramm

Mit jedem Antastpunkt schränken Sie die mögliche Platzierung des Werkstücks mehr ein und setzen das 3D-Modell näher an die reale Position in der Maschine.

Das Fehlerschätzungsdiagramm zeigt den geschätzten Wert, wie weit das 3D-Modell vom realen Werkstück entfernt ist. Dabei betrachtet die Steuerung das komplette Werkstück, nicht nur die Tastpunkte.

Wenn das Fehlerschätzungsdiagramm grüne Kreise und die gewünschte Genauigkeit zeigt, ist der Einrichtvorgang abgeschlossen.

  • Folgende Faktoren beeinflussen, wie genau Sie Werkstücke einmessen können:
  • Genauigkeit des Werkstück-Tastsystems
  • Genauigkeit der Maschinenkinematik
  • Abweichungen des 3D-Modells vom realen Werkstück
  • Zustand des realen Werkstücks, z. B. unbearbeitete Bereiche
AS_5_29_19_Aenderungsdiagramm
Fehlerschätzungsdiagramm in der Funktion Werkstück einrichten
  • Das Fehlerschätzungsdiagramm der Funktion Werkstück einrichten zeigt folgende Informationen:
  • Mittlere Abweichung (RMS)
  • Dieser Bereich zeigt den durchschnittlichen Abstand des realen Werkstücks zum 3D-Modell in mm.

  • Fehlerschätzung [mm]
  • Diese Achse zeigt den Verlauf der Fehlerschätzung mithilfe der einzelnen Antastpunkte. Die Steuerung zeigt rote Kreise, bis sie alle Achsrichtungen bestimmen kann. Ab diesem Punkt zeigt die Steuerung grüne Kreise.

  • Tastpunktnummer
  • Diese Achse zeigt die Nummern der einzelnen Tastpunkte.

Werkstück einrichten

  1. Sie setzen den Bezugspunkt mit der Funktion Werkstück einrichten wie folgt:
  2. Reales Werkstück im Maschinenraum befestigen
ManualMainIcon

  1. Betriebsart Manuell wählen

  1. Werkstück-Tastsystem einwechseln
  2. Werkstück-Tastsystem manuell oberhalb des Werkstücks an einem markanten Punkt positionieren, z. B. einer Ecke
  3.  
    Tip

    Dieser Schritt erleichtert das nachfolgende Vorgehen.

  1. Anwendung Einrichten wählen
add

  1. Werkstück einrichten wählen
  2. Die Steuerung öffnet das Menü Werkstück einrichten.

  1. Zum realen Werkstück passendes 3D-Modell wählen
SF_4_Datei_Oeffnen_Oeffnen

  1. Öffnen wählen
  2. Die Steuerung öffnet das gewählte 3D-Modell in der Simulation.
preset

  1. Ggf. Fenster Bezugspunkt ändern öffnen
  2. Ggf. neuen Bezugspunkt wählen
SF_4_Schnittdatenrechner_Uebernehmen

  1. Ggf. Übernehmen wählen
fixtureSetUp_2plus

  1. 3D-Modell mithilfe der Schaltflächen für die einzelnen Achsrichtungen innerhalb des virtuellen Maschinenraums vorpositionieren
  2.  
    Tip

    Verwenden Sie beim Vorpositionieren des Werkstücks das Werkstück-Tastsystem als Anhaltspunkt.

    Sie können auch während des Einrichtvorgangs mit den Funktionen zur Verschiebung die Position des Werkstücks manuell korrigieren. Tasten Sie danach einen neuen Punkt an.

  1. Antastmodus festlegen, z. B. XY Aufspannebene
  2. Werkstück-Tastsystem positionieren, bis die Steuerung einen grünen Pfeil nach unten zeigt
  3.  
    Tip

    Da Sie zu diesem Zeitpunkt das 3D-Modell nur vorpositioniert haben, kann der grüne Pfeil keine sichere Auskunft darüber geben, ob Sie beim Antasten auch den gewünschten Bereich des Werkstücks antasten. Prüfen Sie, ob die Position des Werkstücks in der Simulation und der Maschine einander entsprechen und ob das Antasten in Pfeilrichtung auf der Maschine möglich ist.

    Tasten Sie nicht in unmittelbarer Nähe von Kanten, Fasen oder Verrundungen an.

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  1. Taste NC-Start drücken
  2. Die Steuerung tastet in Pfeilrichtung an.
  3. Die Steuerung färbt den Status der Achse Z grün und verschiebt das Werkstück auf die angetastete Position. Die Steuerung markiert die angetastete Position in der Simulation mit einem Punkt.

  1. Vorgang in Achsrichtungen X+ und Y+ wiederholen
  2. Die Steuerung färbt den Status der Achsen grün.

  1. Weiteren Punkt in Achsrichtung Y+ für Grunddrehung antasten
  2. Die Steuerung färbt den Status des Raumwinkels SPC grün.

  1. Kontrollpunkt in Achsrichtung X- antasten
SF_5_Tastsystemzyklen_Aktiven_Bezugspunkt_Korrigieren

  1. Aktiven Bezugspunkt korrigieren wählen
  2. Die Steuerung speichert die ermittelten Werte in der aktiven Zeile der Bezugspunkttabelle.
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  1. Funktion Werkstück einrichten beenden

Hinweise

 
Hinweis
Achtung Kollisionsgefahr!
Um die Aufspannsituation in der Maschine exakt anzutasten, müssen Sie das Werkstück-Tastsystem richtig kalibrieren und den Wert R2 in der Werkzeugverwaltung richtig definieren. Andernfalls können falsche Werkzeugdaten des Werkstück-Tastsystems zu Messungenauigkeiten und ggf. zu einer Kollision führen.
  1. Werkstück-Tastsystem in regelmäßigen Abständen kalibrieren
  2. Parameter R2 in der Werkzeugverwaltung eintragen
  • Die Steuerung kann Unterschiede in der Modellierung zwischen 3D-Modell und dem realen Werkstück nicht erkennen.
  • Wenn Sie dem Werkstück-Tastsystem einen Werkzeugträger zuweisen, können Sie ggf. Kollisionen leichter erkennen.
  • HEIDENHAIN empfiehlt, Kontrollpunkte für eine Achsrichtung auf beiden Seiten des Werkstücks anzutasten. Dadurch korrigiert die Steuerung die Position des 3D-Modells in der Simulation gleichmäßig.