Arbeitsschritt "Fläche"

Letzte Änderung: 23.12.2020

Der Arbeitsschritt "Fläche" dient sowohl zum Ausräumen von Taschen als auch zur Bearbeitung von Flächen um Inseln und Zapfen, wenn diese Flächen größer sind als die Fräserbreite bzw. Fräsereingriffsbreite. Er unterscheidet sich damit vom Arbeitsschritt "Kontur", mit dem man nur eine Fräsbahn entlang einer Kontur definiert.

Nach der Wahl von F1 Fläche folgt zunächst die Abfrage, ob die zu bearbeitende Fläche (oder die Flächen) im F1 Fertigteil definiert sind, oder ob man mit F2 Rechteck bis F4 Beliebig erst jetzt im Arbeitsschritt diese Fläche definieren möchte. In der Regel wird man F1 Fertigteil wählen. Dies ist auch die einzige Möglichkeit zur Bearbeitung von Taschen mit Inseln.

Der Arbeitsschritt wird dann über 6 Dialogseiten definiert.

1. Seite: Werkzeugaufruf

Es stehen alle Werkzeuge zur Verfügung, die bei der Anlage über F4 Bearbeitung für das 'Flächenfräsen' freigegeben sind. (Siehe ggf. Betriebsart F8 Einrichten > F1 Werkzeuge > F2 Ändern > Werkzeug in der Liste markieren > F10 > F4 Bearbeitung > ...) Sie können das gewünschte Werkzeug entweder direkt durch Eingabe der Stationsnummer eingeben oder über F1 Magazin > ... das passende Werkzeug raussuchen und mit F10 OK übernehmen.
Unten im Dialog können Sie den Arbeitschritt ggf. individuell benennen, um später einen besseren Überblick bei langen Arbeitsplänen zu haben. Dieser Text wird, wenn die Steuerung Kommentare zulässt, später auch im NC-Programm erscheinen. Standardmäßig steht hier "FLÄCHE".

2. Seite: Flächenauswahl

Standardmäßig wird die größte gefundene Fläche in Rot mit gelbem Rand zur Bearbeitung vorgeschlagen. Zur Orientierung werden die Soll-Tiefe und die Ist-Tiefe dieser Fläche angezeigt. Wenn Sie mit dem ausgewählten Werkzeug und der nachfolgend definierten Fertigungsstrategie und Schnittdaten mehrere Flächen bearbeiten möchten, wählen Sie F1 Mehrfach. Es geht dann ein Auswahl-Dialog auf, in dem Sie sich mit +/- durch alle verfügbare Flächen "togglen" (durchschalten) können. Alternativ lassen sich Flächen auch per Mausklick selektieren.
Wenn Sie eine Fläche markiert haben, die (noch) nicht zur Bearbeitung ausgewählt ist, so wird diese Grau und mit rotem Rand dargestellt. Mit F1 Hinzufügen können Sie diese dann zur Liste der zu bearbeitenden Flächen hinzufügen. Die Farbe ändert sich dann in Rot mit gelbem Rand. Flächen, die schon ausgewählt, aktuell aber nicht markiert sind, werden Grau mit gelbem Rand dargestellt. Auch textlich können Sie den Status der markierten Fläche kontrollieren, hierzu wird rechts "Fläche : Hinzugefügt" oder "Fläche : Herausgenommen" angezeigt.
Die Reihenfolge der Bearbeitung später ergibt sich aus der Reihenfolge, in der die Flächen in dieser Auswahl "hinzugefügt" werden. Man kann ggf. auch mit F2 Alle hinzufügen auf einen Schlag alle Flächen für die Bearbeitung auswählen, hat dann aber keinen Einfluss auf die Reihenfolge.
Der Schalter F4 Alle gleichartigen hinzufügen bzw. F4 Alle gleichartigen herausnehmen bezieht sich auf alle Flächen mit der gleichen Soll-Tiefe und Ist-Tiefe, also z.B. auf die Restflächen in den Ecken einer mit einem größeren Fräser vorgefrästen Tasche. Wenn die gerade markierte Fläche die einzige ihrer "Art" ist, dann ist F4 disabled dargestellt, d.h. Button und Text sind grau.
Wenn Ihnen die Reihenfolge wichtig ist und Sie sich bei der Auswahl vertan haben, wählen Sie F3 Alle herausnehmen, klicken Sie die Flächen in der gewünschten Reihenfolge an und fügen Sie sie jeweils mit F1 eine nach der anderen Ihrer Auswahl hinzu.
Sobald Sie die Mehrfach-Auswahl mit F1 OK verlassen, werden alle ausgewählten Flächen Rot mit gelbem Rand dargestellt und es wird zur Kontrolle die Anzahl der Flächen angezeigt. Soll- und Ist-Tiefe sind nur dann zu sehen, wenn diese für alle ausgewählten Flächen gleich sind.

3. Seite: Fertigungsstrategie

Vorab vereinfacht gesagt: Wenn Sie eine Tasche (ggf. auch mit Inseln) ausräumen möchten oder wenn nur schmale "Sicheln" von Restmaterial in den Ecken von Taschen zu bearbeiten sind, können Sie hier alle Einstellungen so übernehmen, wie sie voreingestelt sind. Nur dann, wenn die so erzeugten Wege fertigungstechnisch ungeeignet sind, lohnt ein näherer Blick ...

Zerspanungs-Art: "Konturparallel" / "Schraffieren" / "Zapfen"
Frühe Generationen von CNC-Steurungen konnten - wenn überhaupt - Konturtaschen nur schraffiert, wobei ungeachtet des Konturverlaufs die Fräsbahnen linear nebeneinander ausgeführt werden und am Ende ein Konturschnitt verfolgt. Man kann das vielleicht mit dem Längsschruppen auf der Drehmaschine vergleichen. Da dies jedoch gegenüber dem konturparallelen Fräsen je nach Kontur viele ungewollte Abhebe- und Zustellbewegungen bedeutet, ist das Schraffieren meist nur zweite Wahl.
Beim Umfräsen von Inseln (Rohteil nach allen Seiten hin offen) werden aber sowohl beim "Konturparellelen" Fräsen wie auch beim "Schraffieren" oft Leerwege erzeugt oder umgekehrt auch Wege, bei denen der Fräser trotz einer niedrigen "Eingriffs-Breite" voll im Eingriff ist. Probieren Sie in solchen Fällen die dritte Variante "Zapfen". Beachten Sie aber, dass diese nur funktioniert, wenn die zu bearbeitende Fläche tatsächlich nur einen Zapfen umschließt. Bei mehreren Zapfen oder wenn der Zapfen eine Insel mit einer engen "Bucht" ist, funktioniert diese Variante nicht. Wenn die Strategie "Zapfen" auch keine zufriedenstellenden Verfahrwege generiert, teilen Sie die Bearbeitung in mehrere Arbeitsschritte auf und arbeiten Sie zunächst mit einem großen Aufmaß, um die Gesamtfläche in Teilflächen aufzubrechen.

Zerspanungs-Strategie: "Abzeilen" / "Ausräumen"
Die Einstellung "Abzeilen" führt beim Fräsen von Außenflächen zu u.U. besseren Verfahrwegen, bei Taschen hat sie keinen Einfluss, der Schalter kann da also in jedem Fall unverändert bleiben.

Verfahrwege: "Innen -> Außen" / "Außen -> Innen"
Bei Taschen ist die Sache klar, die sollen von innen nach außen ausgeräumt werden. Aber auch bei Inseln oder Restflächen wird diese Einstellung i.d.R. die passende sein, weil der Algorithmus hierfür auch eine imaginäre Tasche erzeugt, die dann genauso nach außen hin bearbeitet wird. Ändern Sie diese Einstellung also nur testhalber, wenn das voreingestellt "Innen -> Außen" im Ergebnis nicht Ihren Erwartungen entspricht.

Eingriffs-Breite:
Beachten Sie, dass diese Eingriffs-Breite je nach Form der zu bearbeitenden Fläche auf einzelnen Fräsbahnen überschritten wird, bei denen der Fräser dann zu 100% im Eingriff ist. Wenn Sie später in den Voreinstellungen der Simulation diese auf "mit Satzanzeige" stellen oder die Simulation im Einzelsatz laufen lassen, können Sie sich die Koordinaten dieser Verfahrwege notieren und später im NC-Programm den Vorschub für diese Zeilen ändern. Oder Sie schalten einen Arbeitsschritt zum trochoidalen Nutfräsen oder ein Flächenfräsen mit geringerem Tiefenvorschub (mit einer Geometrie unabhängig vom Fertigteil, d.h. mit F2 Rechteck oder F4 Beliebig) vor. Bahnabstand: "Angepasst" / "Konstant"
Hiermit steuert man den Algorithmus beim konturparallelen Fräsen beim Ausräumen von Innen-Ecken. "Angepasst" erzeugt etwas weichere Bewegungen, "Konstant" liefert u.U. etwas geringere Fertigungszeiten. Richtung: "Gleichlauf" / "Gegenlauf" / "Gleich-/Gegenlauf"
Bei einer einfachen Tasche ist die Sache ach hier klar. Bei komplexen Konturen und Konturen mit Inseln können einzelne Wege auch von der Vorgabe abweichen.

4. Seite: Aufmaße und Frästiefen

Hier ist ein Kontur-Aufmaß von 0.5 mm voreingestellt. Ein Boden-Aufmaß ist zunächst nicht vorgesehen (siehe Endpunkt in Z : "Automatisch"), kann aber durch Umschalten auf "Aufmaü" aktiviert werden. Weitere Optionen sind hier "Manuell", womit Sie - unabhängig von der im Fertigteil ggf. auch unterschiedlich definierten Tiefen - alle ausgewählten Flächen auf ein bestimmtes Maß bringen und "Zugabe", womit Sie erreichen können, dass die letzte Zustellung einer durchgehenden Tasche oder Nut auch tiefer als die Werkstück-Unterkante erfolgt.
Eine Änderung im Feld "Startpunkt in Z" kann dann gewünscht sein, wenn man z.B. Rand und Boden einer Tasche in einem Arbeitsgang von innen nach außen bearbeiten möchte, so dass bei der letzten seitlichen Zustellung der Rand bearbeitet wird. Dann muss die Starttiefe auf den Wert des Taschengrunds gesetzt werden, weil sonst zunächst nur der Rand bearbeitet würde. Beachten Sie aber, dass beim Arbeitsschritt Fläche grundsätzlich ohne Fräserradiuskorrektur gearbeitet wird, so dass zum Schlichten von Konturen normalerweise der Arbeitsschritt "Kontur" eingesetzt wird.
Die Voreinstellungen für die Aufmaße (Rand 0.5, Boden 0.2) können in der Betriebsart F8 Einrichten über F4 System-Konfiguration > F1 Voreinstellungen > "Betriebsart Arbeitsplan" markieren > F2 Ändern > F4 Arbeitsschritte > ... geändert werden, wenn Sie andere Werte bevorzugen.

5. Seite: Eintauchstrategie

Es stehen je nach Werkzeug bis zu drei Eintauchstrategien ("Helix", "Rampe") und "Senkrecht" zur Wahl. Die möglichen Eintauchstrategien werden dabei für jedes Werkzeug individuell festgelegt (siehe ggf. Betriebsart F8 Einrichten > F1 Werkzeuge > F2 Ändern > Werkzeug in der Liste markieren > F10 > F2 Eigenschaften > ...). Hier kann man auch eine 'bevorzugte' Eintauchstrategie festlegen, die dann als Voreinstellung für diese Dialogseite aktiv ist. Wenn das verwendete Werkzeug weder senkrecht noch auf einer Helix oder Rampe eintauchen kann, entfällt diese Dialogseite. Für das Umfräsen von Zapfen oder Inseln kann das Werkzeug natürlich trotzdem genutzt werden.
Für das Eintauchen auf einer Helix (Spirale) oder Rampe sind Werte wie Helix-Durchmesser (1.9 x Werkzeug-Ø) bzw. Rampen-Länge (1.8 x Werkzeug-Ø) vordefiniert. Je nach Wahl der Eintauchstrategie bzw. der Parameter kann sich die Anzahl der Flächen, in die das Werkzeug eintauchen kann, verändern. Darum wird bei einer Änderung auf dieser Seite anschließend nochmal die 2. Seite mit der Flächenauswahl aufgerufen. Im speziellen Fall, dass Sie erst die Einstellungen zum Eintauchen ändern müssen (z.B. den Helix-Ø verkleinern), um die gewünschte Fläche selektieren zu können, können Sie dies entweder per Mausklick auf das entsprechende Rechteck in der Dialogmaske unten zwischen Esc und F10 tun, oder Sie können auch mit den Cursortasten zwischen den Dialogseiten wechseln.

Wenn Sie auf der 2. Seite über die "Mehrfach"-Auswahl mehrere Flächen zur Bearbeitung vorgesehen haben, wird der Bezugspunkt für die Helix oder Rampe automatisch ermittelt. Umgekehrt gilt, dass bei nur einer ausgewählten Fläche der Bezugspunkt in X und Y auch manuell festgelegt werden kann.
Wenn eine zu bearbeitende Fläche frei von außen erreichbar ist (beim Zapfenfräsen oder wenn eine Tasche vorgebohrt oder mit einem größeren Fräser vorgefräst wurde), kann die Eintauchstrategie "Helix" oder "Rampe" trotzdem unverändert stehen bleiben. Die Software erkennt, dass der Fräser nicht eintauchen muss und stellt automatisch von der Seite zu. Eine Vorbohrung wird dabei jedoch nur erkannt, wenn diese größer ist als der Durchmesser des Fräsers. Bei gleicher Größe wird die Vorbohrung nicht als Eintauchpunkt gefunden.

6. Seite: Schnittdaten

Auf der letzten Seite werden die Schnittdaten, also Drehzahl, Vorschub etc. definiert. Wenn Sie diese zuvor in der Betriebsart Einrichten bei der Anlage des Werkzeugs festgelegt haben, werden Ihnen diese Werte hier als Vorschlagswerte angezeigt, in Abhängigkeit vom Werkstoff, den Sie bei der Anlage des Arbeitsplans ausgewählt haben, und ggf. auch in Abhängigkeit von verschiedenen "Technologie-Typen" (Grob, Mittel, Fein). Auf diese Art können Sie z.B. für das Bodenschlichten und eine andere Zustelltiefe festlegen als für das Ausräumen einer Tasche. Der "Sicherheitsabstand" auf dieser Seite legt den Abstand in Z-Richtung fest, bis zu dem das Werkzeug im Eilgang zugestellt wird, der "Seitliche Abstand" gilt entsprechend für die Arbeitsebene XY. Dieser wirkt sich auch beim Eintauchen in eine Vorbohrung aus. Wenn Sie z.B. mit einem 8.6mm-Bohrer vorgebohrt haben und mit einem 8mm Fräser die Tasche ausräumen möchten, dann taucht der Fräser beim voreingestellten seitlichen Sicherheitsabstand von 1mm "sicherheitshalber" im Vorschub ein. Reduzieren Sie aber den Wert auf 0.299, dann fährt der Fräser im Eilgang (fast) mittig in die Bohrung.