Maschinenkinematik
Bei CNC-Maschinen enthält eine Maschinendefinition Informationen über die Kinematik, die beschreibt, wie sich die physische CNC-Maschine beim Ausführen von NC-Code bewegt. Das Verständnis der Kinematik ist wichtig, um genaue Simulationen und zuverlässigen NC-Code zu generieren.
Kinematikbaum
Ein Kinematikbaum bietet eine hierarchische Ansicht der Maschinenkomponenten und ihrer Beziehungen. Die spezifischen Elemente und ihre Reihenfolge im Kinematikbaum variieren je nach CNC-Maschinentyp.
Elemente, die in einem Kinematikbaum vorkommen können:
- Lineare Achse: Stellt eine Bewegungsachse dar, die sich in einer geraden Linie bewegt, z. B. die X-, Y- oder Z-Achse.
- Rotationsachse: Stellt eine Bewegungsachse dar, die sich um einen festen Punkt dreht, z. B. die A-, B- oder C-Achse.
- Statisch: Stellt stationäre Elemente der Maschine dar, z. B. ihre Basis oder ihr Gestell.
- Kopf: Hält das Schnittwerkzeug auf einer Fräs- oder Drehfräsmaschine.
- Revolver: Enthält mehrere Schnittwerkzeuge auf einer Dreh- oder Drehfräsmaschine, sodass schnelle Werkzeugwechsel möglich sind.
- Tisch: Hält das Werkstück auf einer Fräs- oder Drehfräsmaschine.
- Hauptspindel: Hält und dreht das Werkstück während Drehoperationen auf einer Dreh- oder Drehfräsmaschine.
- Gegenspindel: Dient als sekundäre Spindel auf einer Dreh- oder Drehfräsmaschine und ermöglicht die gleichzeitige Bearbeitung an beiden Enden des Werkstücks.
Verschiedene CNC-Maschinentypen
Fräsmaschinen verfügen in der Regel über einen Kopf und einen Tisch. Der Kopf ist mit einer Spindel ausgestattet, die ein Schnittwerkzeug für Fräsoperationen aufnimmt und dreht, und der Tisch nimm das Werkstück auf.
Drehmaschinen verfügen normalerweise über einen Revolver zum Aufnehmen von stationären Werkzeugen, die für Drehoperationen verwendet werden, und eine Hauptspindel sowie u. U. eine Gegenspindel, um das Werkstück aufzunehmen und zu drehen.
Drehfräsmaschinen sind Drehmaschinen, die jedoch auch Fräsoperationen durchführen können. Sie verfügen normalerweise über einen Revolver zum Aufnehmen von stationären Werkzeugen, die für Drehoperationen verwendet werden, und eine Hauptspindel sowie u. U. eine Gegenspindel, um das Werkstück aufzunehmen und zu drehen. Bei Drehfräsmaschinen kann der Revolver mit angetriebenen Werkzeugen ausgestattet werden, sodass er ein rotierendes Schnittwerkzeug für Fräsoperationen aufnehmen kann.
Fräsdrehmaschinen sind Fräsmaschinen, die jedoch auch Drehoperationen ausführen können. Fräsdrehmaschinen verfügen ähnlich wie Fräsmaschinen in der Regel über einen Kopf und einen Tisch. Der Kopf kann jedoch ein stationäres Werkzeug für Drehoperationen aufnehmen, und der Tisch kann rotieren, um das Werkstück aufzunehmen und zu drehen.
Beispiele für Hierarchien im Kinematikbaum
Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für Kinematikbaumhierarchien für verschiedene Arten von CNC-Maschinen, die das Konzept der Maschinenkinematik veranschaulichen sollen:
3-Achsen-Fräsmaschine
In diesem Beispiel:
- Die X-, Y- und Z-Achsen steuern die Position des Bearbeitungskopfs, der das Schnittwerkzeug hält.
- Das Rohteil ist auf dem Tisch stationär.
5-Achsen-Kopf-Kopf-Fräsmaschine
In diesem Beispiel:
- Die Z-, C- und B-Achsen steuern die Position und Drehung des Bearbeitungskopfs, der das Schnittwerkzeug hält.
- Die Y- und X-Achse steuern die Position des Rohteils auf dem Tisch.
Da alle Drehungen durch den Bearbeitungskopf ausgeführt werden, wird die Konfiguration der Maschine als Kopf-Kopf bezeichnet.
5-Achsen-Tisch-Tisch-Fräsmaschine
In diesem Beispiel:
- Die X-, Y- und Z-Achsen steuern die Position des Bearbeitungskopfs, der das Schnittwerkzeug hält.
- Die B- und C-Achsen steuern die Drehung des Rohteils auf dem Tisch.
Da alle Drehungen durch den Tisch ausgeführt werden, wird die Konfiguration der Maschine als Tisch-Tisch bezeichnet.
Multi-Achsen-Drehfräsmaschine (Doppelspindel-Drehmaschine mit angetriebenen Werkzeugen)
In diesem Beispiel:
- Die X- und Z-Achse steuern die Werkzeugposition entlang des Rohteils, während der Revolver die Werkzeuge für die Bearbeitung hält.
- Die C-Achse steuert die Drehung des Rohteils, das von der Hauptspindel gehalten wird.
- Die Z2- und C-Achse steuern die Drehung der Gegenspindel, sodass Operationen am gegenüberliegenden Ende des Rohteils möglich sind.
Kollisionsprüfung
Sie können auswählen, welche Elementpaare einer Maschine bei der Simulation mit einem Maschinenmodell eingeschlossen oder von Kollisionsprüfungen ausgeschlossen werden. Eine Kollisionsprüfung für viele Elemente kann den Verifizierungsprozess während der Simulation verlangsamen. Wenn Sie Elementpaare von der Prüfung ausschließen, werden Kollisionen mit diesen Paaren nicht gemeldet.