Bei der anspruchsvollen 5-Achs-Bearbeitung bestimmen die verfügbaren CAM-Strategien nur einen Teil des Ergebnisses. Der Programmierer muss zudem die Werkzeugorientierung, Singularitäten, Grenzen der Drehachsen, Kollisionen, Verbindungsbewegungen und das Verhalten der spezifischen CNC-Steuerung steuern. Sowohl hyperMILL als auch Siemens NX CAM können diese Anforderungen erfüllen, verfolgen jedoch unterschiedliche Ansätze bei der Arbeitsorganisation.
hyperMILL konzentriert sich stark auf die Bearbeitungstechnologie und spezialisierte Strategien für komplexe Oberflächen. NX CAM ist Teil der umfassenderen Siemens NX-Umgebung und richtet sich an Unternehmen, die eine durchgängige Kette für Konstruktion, Fertigungsvorbereitung, Datenmanagement und digitalen Zwilling suchen. Die Wahl sollte anhand der tatsächlichen Teile und Maschinen des Unternehmens erfolgen und nicht nur anhand einer allgemeinen Funktionsliste.
Was ein 5-Achs-CAM steuern muss
Die 5-Achs-Bearbeitung hat verschiedene Komplexitätsstufen. Bei der positionalen 3+2-Bearbeitung wird das Werkstück oder Werkzeug vor dem Schneiden geneigt und in einer festen Orientierung gehalten. Bei der simultanen Bearbeitung bewegen sich die linearen und rotierenden Achsen gleichzeitig. Das CAM-System muss dann sowohl den Kontaktpunkt als auch eine stabile Werkzeugorientierung entlang des gesamten Pfads berechnen.
Für die Produktion sind der Zugang zu tiefen Bereichen, der Werkzeugüberhang, die gleichmäßige Bewegung der Drehachsen, die Maschinenbegrenzungen und die Oberflächenqualität entscheidend. Ohne ein exaktes Maschinenmodell kann ein im Werkstückkoordinatensystem sicherer Pfad nach der Postprozessierung unmöglich sein. Eine aussagekräftige Bewertung umfasst daher CAM-Berechnung, Postprozessor und Simulation des resultierenden NC-Codes.
Stärken von hyperMILL
OPEN MIND entwickelt hyperMILL als spezialisiertes CAM-System für Fräsen, Bohren, Dreh-Fräszentren und anspruchsvolle Mehrachsenanwendungen. Für 5 Achsen stehen positionale, automatisch indexierte und simultane Strategien zur Verfügung. Kollisionsvermeidungsalgorithmen können die Werkzeugneigung anpassen, um den Zugang zur Oberfläche zu gewährleisten und Kollisionen von Werkzeughalter oder Spindel mit dem Werkstück zu verhindern.
Das System zeigt seine Stärken besonders bei Anwendungen, bei denen die Bauteilform die Fertigungsmethode bestimmt. Das Multiblade-Paket ist für Impeller und Blisks vorgesehen, Blade für Turbinenschaufeln und Tube für Kanäle und Rohrgeometrien. Diese spezialisierten Lösungen reduzieren den manuellen Aufwand für Hilfsgeometrien und liefern Parameter, die auf den jeweiligen Bauteiltyp zugeschnitten sind.
hyperMILL MAXX Machining umfasst leistungsfähige Strategien für Schruppen, Schlichten und Bohren. Für das Schlichten werden unter anderem konische Fassfräser eingesetzt. Der große effektive Radius dieser Werkzeuge erlaubt größere Zustellungen bei gleichbleibender Grat-Höhe, wobei das tatsächliche Ergebnis von Geometrie, Maschine, Werkzeug und Schnittbedingungen abhängt.
hyperMILL VIRTUAL Machining verknüpft Postprozessierung, Bewegungsoptimierung und NC-Code-Prüfung mit einem virtuellen Maschinenmodell. Dies ist ein entscheidender Teil der Lösung, denn der Postprozessor muss Kinematik, Drehachsenbegrenzungen, TCP-Funktionen und steuerungsspezifisches Verhalten berücksichtigen. OPEN MIND bietet sowohl Standard- als auch angepasste Postprozessoren für spezifische Kombinationen aus Maschine und Steuerung an.
Stärken von Siemens NX CAM
NX CAM deckt die Bearbeitung prismatischer Teile, Formen- und Werkzeugbau, komplexe Luft- und Raumfahrtkomponenten, Dreh-Fräs-Bearbeitung, Messungen an der Maschine und weitere Fertigungsprozesse ab. Die 5-Achs-Funktionen sind in NX integriert, wo Modellierungs- und direkte Geometriebearbeitungswerkzeuge zur Verfügung stehen. Ein Fertigungstechnologe kann Löcher schließen, Flächen versetzen und das Modell für die Bearbeitung vorbereiten, ohne es in eine separate CAD-Anwendung exportieren zu müssen.
Eine große Stärke von NX ist die Verbindung von CAD, CAM und verwalteten Fertigungsdaten. Wenn ein Unternehmen bereits NX für die Konstruktion und Teamcenter für PLM nutzt, kann die Fertigungsvorbereitung mit verwalteten Modellen und Revisionen arbeiten. Das reduziert Zwischenfiles und erleichtert die Umsetzung von Änderungen durch Konstruktion und Produktion.
NX CAM unterstützt feature-basierte Bearbeitung und Prozessvorlagen. Das System erkennt Merkmale und wendet gespeicherte Bearbeitungsregeln an. Dieser Ansatz ist besonders nützlich für Bauteilfamilien mit wiederkehrenden Taschen, Löchern, Wänden und anderen Standardmerkmalen. Die Effektivität hängt von der Qualität der Regeln und der konsequenten Pflege der Wissensbasis ab.
Siemens bietet integrierte Postprozessierung und mehrere Verifikationsstufen: Werkzeugwegvisualisierung, Materialabtragsimulation und Simulation am Maschinenmodell. Die simulationsgesteuerte G-Code-Ausführung basiert auf dem postprozessierten Code und berücksichtigt Maschine, Bauteil, Vorrichtung und Werkzeug. Maschinen-Kits sind über den Post Hub verfügbar, während der Post Configurator zur Anpassung der Postprozessoren dient.
Wie sich die Unterschiede in der Praxis zeigen
hyperMILL ist oft die bevorzugte Lösung für Fertigungsteams, die CAM vor allem anhand der Qualität der Werkzeugwege bei komplexen Teilen bewerten. Spezialisierte Strategien, automatische Orientierungssteuerung, Restmaterialbearbeitung und fertige Anwendungen für Schaufeln oder Impeller ermöglichen es Programmierern, sich auf den Schneidprozess zu konzentrieren.
NX CAM passt häufig besser in Unternehmen, bei denen 5-Achs-Bearbeitung Teil eines größeren Engineering-Systems ist. Neben Werkzeugwegen sind dort kontrollierte CAD-Modelle, Änderungsmanagement, Prozessvorlagen, Messungen, Planung mehrerer Aufspannungen und Verbindungen zu anderen Siemens-Produkten wichtig.
Diese Unterscheidung ist nicht absolut. hyperMILL bietet ebenfalls CAD-Werkzeuge, Automatisierung und virtuelle Bearbeitung. NX CAM verfügt über fortgeschrittene spezialisierte 5-Achs-Strategien für Schaufeln, Impeller, tiefe Kavitäten und Freiformflächen. Die tatsächliche Produktivität hängt von den lizenzierten Modulen, der Softwareversion, dem Postprozessor und der Qualifikation des Programmierers ab.
Für welche Unternehmen hyperMILL geeignet ist
- Die Fertigung stellt regelmäßig Impeller, Blisks, Turbinenschaufeln, Formen, Werkzeuge oder Bauteile mit anspruchsvollen Unterfräsungen her.
- Das Hauptkriterium ist ein effizienter 5-Achs-Werkzeugweg und eine stabile Oberflächenqualität.
- Spezialisierte Strategien und automatische Kollisionsvermeidung durch Werkzeugorientierungsänderungen sind wichtig.
- Das Unternehmen nutzt verschiedene CAD-Systeme und benötigt CAM, das sich in bestehende Prozesse einfügt.
- Der Anbieter kann für jede wichtige Maschine einen validierten Postprozessor und ein virtuelles Modell bereitstellen.
In diesem Fall sollte die Bewertung mit der schwierigsten eigenen Fertigungsaufgabe und nicht mit einer Demo-Komponente erfolgen. Ein sinnvoller Test umfasst Bereiche mit eingeschränktem Zugang, Bewegungen nahe Drehachsen-Singularitäten, kurzes Werkzeug, Halterfreistellung und definierte Oberflächenanforderungen.
Für welche Unternehmen NX CAM geeignet ist
- Konstruktion und Fertigung arbeiten bereits mit Siemens NX.
- Modellrevisionen und Fertigungsdaten werden über Teamcenter verwaltet oder eine solche Integration ist geplant.
- Zusätzlich zur 5-Achs-Fräsbearbeitung werden Dreh-Fräs-Bearbeitung, Messungen, Robotik, additive Verfahren oder ein gemeinsames digitales Fertigungsmodell benötigt.
- Das Unternehmen möchte feature-basierte Automatisierung entwickeln und genehmigte Fertigungsprozesse wiederverwenden.
- Die Arbeit mit Bauteil, Vorrichtungen, Maschine und NC-Code in einer einheitlichen Engineering-Umgebung ist wichtig.
Der Vorteil einer breiten Plattform zeigt sich erst nach Einrichtung von Datenstrukturen, Bibliotheken, Vorlagen und Zugriffsrechten. Sind diese Prozesse nicht definiert, beseitigt die Größe von NX nicht automatisch manuelle Arbeit oder Inkonsistenzen zwischen Abteilungen.
Postprozessor und Simulation sind wichtiger als Marketinglisten
Ein 5-Achs-CAM-System darf nicht nur anhand der angezeigten Werkzeugwege beurteilt werden. Der Pfad muss in Steuerungsbefehle übersetzt werden, die Kinematik, Achsrichtungen, Referenzpositionen, Drehachsenbegrenzungen, Entwindbewegungen, TCP-Funktionen und Maschinenzyklen berücksichtigen. Fehler in dieser Ebene zeigen sich oft erst an der Maschine.
Für die Abnahmeprüfung ist eine Simulation auf Basis des finalen NC-Codes erforderlich, da die Prüfung interner CAM-Punkte nicht ausreicht. Das virtuelle Setup sollte Maschine, Spindel, Werkzeug, Halter, Vorrichtung, Rohling und fertiges Bauteil umfassen. Schnellfahrbewegungen, Werkzeugwechsel, Drehachsenbegrenzungen und das Verhalten nach Programmunterbrechung sind gesondert zu prüfen.
Auch die Verantwortung des Anbieters ist wichtig. Es sollte vorab geklärt werden, wer den Postprozessor korrigiert, wie Änderungen validiert werden, ob das Maschinenmodell enthalten ist und ob bestehende Programme nach CAM- oder Steuerungsupdates erneut geprüft werden können.
So führen Sie einen Pilotvergleich durch
Ein sinnvoller Pilot umfasst zwei Bauteile. Das erste repräsentiert die übliche tägliche Fertigung des Unternehmens. Das zweite enthält die anspruchsvollsten 5-Achs-Bedingungen: tiefe Kavitäten, hohe Wände, Unterfräsungen, strenge Übergangsanforderungen oder begrenzten Raum für Werkzeugneigung.
- Beide Anbieter erhalten identische CAD-Modelle, Maschinenbeschreibung, Vorrichtung, Werkzeuge und Oberflächenanforderungen.
- Die Zeiten für Modellvorbereitung, Programmierung und Werkzeugweg-Berechnung werden erfasst.
- NC-Programmlänge, Gleichmäßigkeit der Drehachsenbewegung, Anzahl der Rückzüge und erwartete Maschinenlaufzeit werden überprüft.
- Die postprozessierten Programme werden an einem vollständigen Maschinenmodell simuliert.
- Ein Testteil wird mit identischem Werkzeug gefertigt und kritische Oberflächen vermessen.
- Das Ausgangsmodell wird verändert und der Aufwand für Nacharbeit bewertet.
- Das Projekt wird an einen zweiten Programmierer übergeben, um die Verständlichkeit der Ablaufstruktur zu prüfen.
hyperMILL ist oft die starke Wahl für Fertiger, die spezialisierte 5-Achs-Strategien und eine enge Kontrolle des Schneidprozesses benötigen. NX CAM ist eine logische Option für Unternehmen, die ihre Fertigungsvorbereitung in das Siemens-Ökosystem integrieren und CAM mit CAD, PLM und einem umfassenden digitalen Zwilling verbinden wollen.
Die endgültige Entscheidung sollte durch einen Pilotversuch auf der eigenen Ausrüstung bestätigt werden. Die Qualität des Postprozessors, die Genauigkeit der Simulation und die Fähigkeit des Teams, sichere Programme zuverlässig zu erstellen, beeinflussen das Ergebnis stärker als die Anzahl der Funktionen in einer Vergleichstabelle.