CAM-NC-Datenkette für die Laserbearbeitung von Freiformflächen mit simultaner Bewegung mechanischer Achsen und galvanometrischem Laserscanner

Aachen / Apprimus Verlag (2018) [Buch, Doktorarbeit]

Seite(n): 1 Online-Ressource (II, 114, A-11 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Kurzfassung

Galvanometrische Laserscanner ermöglichen eine hohe Prozessgeschwindigkeit für die Lasermaterialbearbeitung. Allerdings besitzen sie ein eingeschränktes Arbeitsvolumen und müssen für die 3D Bearbeitung mit einem mechanischen Achssystem kombiniert werden. Für die Mikro-Oberflächenbearbeitung (z. B. Laserpolieren, Laserstrukturieren) wird ein Laserscanner mit einer 5-Achs-Werkzeugmaschine kombiniert, um Freiformflächen mit hoher Dynamik und Präzision bearbeiten zu können. Bisher ist kein Verfahren bekannt, bei dem eine simultane Bewegung dieser beiden Systeme mit hoher Präzision realisiert wird. Dadurch ist eine unterbrechungsfreie Bearbeitung nicht möglich, was sich beim Laserpolieren negativ auf die Oberflächenqualität auswirkt und beim Laserstrukturieren erhöhte Nebenzeiten durch wiederholtes Positionieren des Werkstücks relativ zum Laserscanner mit sich bringt. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer durchgängigen CAM-NC-Datenkette, bei der eine solche Simultanbearbeitung möglich ist. Die Aufteilung der Bewegung auf beide Systeme findet dabei über einen im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Algorithmus statt. Um das NC Programm von der Werkstückposition und Kinematik zu entkoppeln, wird zusätzlich eine CAM Programmierung in Werkstückkoordinaten durch Integration einer sechsten virtuellen Achse in die Werkzeugmaschine realisiert. Für das Beispiel des Laserpolierens wird die gesamte Datenkette im industriellen Einsatz getestet, wobei die in dieser Arbeit entwickelte Software zur Bahnplanung und Steuerung zur Anwendung kommt.