Hyperbel drehen

Servus,
bei einem Bauteil muss eine innenliegende Hyperbelform gedreht werden, jedoch habe ich immer Formabweichungen, die Abweichungen sind auf der Rückseite deutlich größer (ca. 0.15mm) als auf der Vorderseite.
Simulationsbild mit Werkzeug, Zeichnungsaussnitt und Formel der Hyperbel sende ich im Anhang mit.

Gefertigt wird das Teil auf einer Index G220 mit HSK40 Motorfrässpindel und Sinumerik 840D Steuerung
Um die Hyperbel komplett in einem Zug drehen zu können habe ich mir ein Werkzeug von Horn anfertigen lassen.
Beim Fertigdrehen ist die B-Achse um 25° geschwenkt, um das Material auf der Rückseite auszudrehen wird das Werkzeug in mehreren B-Achstellungen verwendet. Da bei 25° das Werkzeug nicht richtig in Z überprüft werden kann mache ich mehrer Messschnitte in jeder verwendeten B-Achsstellung, die 5 Werkzeugkorrekturen weichen ca, 0,01mm von einander ab.
Die Form der Hyperbel wird in unzähligen G1 Schritten abgefahren, alle Konturpunkte hab ich über eine Exeltabelle errechnet.
Da die Vorderseite halbwegs passt müssen die Konturpukte stimmen, ich kann mir aber nicht erklären warum die zweite Seite so stark in der Form flasch ist.
Ich hoffe ihr versteht mein Problem und könnte mir Hinweise und Tipps geben.
Wenn ihr noch irgendas dazu wissen müsst sagt es bitte, ich werde die Infos dann schicken.
Vielen Dank, Gruß Tobias

Viele Fragen:

Fertigst du den Schlichtspan an Stück?
Mit Schneidenradiuskompensation?
In welchem Quadranten ist dein Werkzeug angegeben?
Wie ist die genaue Geometrie des Werkzeugs und wo ist der Werkzeugnullpunkt?

Gruß Rainer

Ich glaube das wird so nichts. Du schleppst da zu viele Fehler mit.

Nimm am besten so einen Halter. Bissl um schleifen und dann sollte das mit B=0 gehen.

SVWCR/L 72,5°

Sich das du das Teil hinten nicht verspannst?

Der Beitrag wurde von Misch84 bearbeitet: 13.11.2023, 19:37 Uhr

Guten Morgen,

danke dass ihr mit bei meinen Problem helft.

Als erstes hab ich die Hyperbel in einem Zug durchgedreht, da hatte ich auf der Rückseite Abweichungen von ca. 0,15mm.
Aktuell hab ich je eine Korrektur für Vorder- und Rückseite.
Gedreht wird mit Schneidenradiuskompensation G42.
Das Werkzeug ist mit Schneidenlage 2 definiert.
Das Werkzeug ist auf theoretische Spitze vermessen, der Radius ist bei den Werkzeugdaten mit angegeben.
Ein die Freigabezeichnung von Horn für das Werkzeug sende ich im Anhang mit.

Das mit dem Umspannen haben wir mehrfach probiert, immer das gleiche, die zweite Seite war immer verkippt.

Hi Tobias

Danke für die nachgereichten Informationen.
Ich hänge da mal einen Screenshot von meiner Traub mit an. Ist bei dir die Schneidenlage gleich definiert?
Die Schneidenlage 2 beschreibt hier einen seitlichen Halter, was er ja fürs Auge auch ist.
Meiner Meinung nach musst du deiner Steuerung mitteilen dass du einen geraden Halter hast. Sprich Quadrant 6 oder 8.
Und dann natürlich die Mitte der Spitze vermessen und eintragen.

Gruß Rainer

Arg hier sind die Infos.

Meiner Meinung nach kannst du bei verschiedenen B-Stellungen nicht einfach den Quadranten nehmen und musst die Kompensation für jeden Winkel händisch rechnen.
Also bei jeder Änderung der B-Achse das ausrechenen oder zeichnerisch ermitteln.

Das muss man nicht händisch rechnen, denn das kann die Steuerung auch. Dazu muss sie allerdings wissen, dass das Werkzeug gedreht ist. Einfach die B-Achse zu drehen reicht dafür allerdings nicht.
Die einfachste Möglichkeit wäre, einen "ToolCarrier" zu definieren, der die Drehung um die B-Achse berücksichtigt. Dann wird die geändert Werkzeuglängenkomponenten der X-und Z-Achse entsprechen berechnet und auch die Schneidenlage wird korrigiert.
Mehr dazu findest du im "Funktionshandbuch Grundfunktionen" im Kapitel "Modifikation der Korrekturdaten bei drehbaren Werkzeugen" (in meiner Ausgabe des Handbuchs ist das das Kapitel 19.7).

Und ein weiterer Punkt (der aber sicher nicht für den ungeklärten Fehler von 0,15 mm verantwortlich ist): Weshalb approximierst du die Hyperbel mit vielen G1-Sätzen? Das geht doch mit einem Spline sehr viel einfacher und glatter.
Und weshalb berechnest du die Punkte extern mit Excel? Die kannst du doch von der Steuerung berechnen lassen, Die Formel ist ja schließlich hinreichend einfach.

Der Beitrag wurde von CNCFr bearbeitet: 14.11.2023, 11:44 Uhr

Und die Konturtreue von 0,01 -> Konstrukteur Maler entlassen...

Mahlzeit zusammen,

danke dass ihr euch mit mir den Kopf zerbrecht.

@Drakefighter: Die Schneidenlagen sind so wie bei dir an der Traub. In der Schulung als wir die Maschine bekommen haben wurde uns gesagt wir sollen die Werkzeuge mit Schneidenlage bei B=0° und C1=0° definieren.

@CNCFr: Die B-Achse wurde nicht einfach mit B=25° geschwenkt. Ich hab den Zyklus L184 genutzt. Beschreibung sende ich mit.
Der Zylkus steht wie folgt im Programm: L184(6,0,25, , ,180,0, ).

Das mit der Exeltabelle kommt daher dass die Hyperbel früher auf einer Index G200 Bj 96 gedreht wurde, da wird so was bestimmt nicht gehen und unser Altprogrammier wusste sich nur so zu helfen. Hier wurde von zwei Seiten gedreht, das Problem mit dem kippen ist damals nicht so aufgefallen.
Früher wurden die Teile oft von der QS akzeptiert, da nicht so genau gemessen wurde, jetzt mit Messmaschine und tausend Messpukten ist es eine Katastrophe. Und die Obrigkeit will nicht einsehen warum es mal funktioniert hat und jetzt nicht mehr, aber da erzähl ich euch bestimmt nix neues.
Auf die G220 Bj 2019 sind wir gewechselt da ich die Teile so komplett mit allen Fräsungen etc. in einem Rutsch fertigen kann.

Bleibe bei meiner Aussage, dass man hier den Maler entlassen sollte. Hat der eigentlich schon mal was mit einer Maschine gefertigt? Die beiden Linien in denen sich die Kontur befinden muss sind 0,01mm auseinander. Das sind ±0,005mm. Bei einem Durchmesser von 40mm (größtes Maß auf der Zeichnung) ist das sogar besser als eine IT5 Passung!!! (IT5 sind 11µm)

Lösungsansatz wäre auch an den Schulungsanbieter rangehen, bei dem ihr die Schulung gemacht habt und dem das erklären.

Kann es sein, dass deine (oder die der Messmaschine) Kontur falsch ist?

Wenn ich mir die Dreh"spitze" als großen Kreis (nur damit der Fehler nicht so klein ist) vorstelle so ist an jedem Punkt der Hyperbel die Korrektur ganz leicht anders, da hier die Senkrechte der Tangente ausschlaggebend ist. Da befindet sich in Entfernung von dem Schneidradius der Mittelpunkt des Kreises. Zeichnet das mal an 2 oder 3 Punkten auf, dann wirst du das sehen. Das heißt die Korrektur (der Schneide) muss an jedem Punkt der Hyperbel anders sein. Wenn du dir die Tangenten an jedem Punkt vorstellst so kannst du das nachvollziehen.

Wenns hilft kann ich dir mal schnell die Punkte der Hyperbel ausrechnen lassen (brauche nur den Bereich (Dicke) und die Schrittweite also z.B. von -25 bis 25 und 0,001mm).
Das Prog in Basic (i kann leider nix anderes):
b=25 rem Bereich
s=0.001 rem schrittweite
for x=-b to b step s
a=(2*x^2+100)^0.5
print x; " "; int(a*1000)/1000 rem ist falsch sollte gerundet werden
next x
end

Die Kontur könnte ich auch als dxf speichern. Das würde allerdings a bisserl Zeit in Anspruch nehmen.

Auch wenns evtl. banal ist: Ist dein Drehmeißel auf Mitte?

Nachtrag:
Wenn du den Halter auch noch schwenkst wirds noch komplierter.

Dann wird der Kompesationsfehler noch komplizierter auszurechnen.

Was auch helfen könnte: Wie haben mal um eine Rundheit eines Durchmessers im Guss zusammenzubringen den Durchmesser minimal kleiner gemacht und Teile gegossen. Danach haben wir das auf der Messmaschine analysiert und den Druchmesser wo er zu klein war als "Ei" reingearbeitet (damit dann der Durchmesser im Guß größer war). Sprich wir haben ein Ei in die Form gefräst, damit das Gussteil rund war.
Eventuell ist das auch eine Lösung.

Zeichne mal deinen Halter mit einem großen Eckenradius an so eine ähnliche Kontur. Du wirst sehen, dass du immer eine andere Kompesation benötigst. Zudem schneidet der Meißel nicht da wo das Mittel des Eckenradiusses ist. Beispiel: Bei 45° ist die Mitte des Eckenradius des Meißels um 45° und dann Radius weg.

Noch ein Nachtrag:
Eventuell kann die Maschine den Fehler selber kompensieren. Dazu müßte aber wirklich die Kontur programmiert werden, da jetzt die Maschine davon ausgeht du drehst nur gerade Strecken mit Radiusmittelpunkt genau über der Kontur.

Wenn du theoretisch einen Kreis programmieren würdest bleibst du nicht nur den Radius oben drüber. Du musst eigentlich wie ein Fräser einen größeren Kreis fahren.

Guten Morgen.
- Bei uns gibt´s öfters so verrückte Sachen z.B. Ø65mm+-0,005 mit Profiltoleranz von 0,005mm.
- Maschinenschulung war direkt bei Index. Da hab ich auch schon nachgefragt. Die wissen auch nicht wieso, wesahlb, warum.
- Ich denke nicht dass die Kontur falsch ist. Die Punkte für Vorder- und Rückseite hab ich in Exel anhand der Formel ausrechnen lassen, und die Vorderseite passt ja einigermaßen. Die X- und Z-Werte von Vor- und Rückseite hab ich nochmal verglichen, die sind identisch. Schrittweite hab ich 0,01mm. Meine Exeltabelle schick ich im Anhang mit.
- Das Bauteil ist 24,5mm dick, da der Bezugspukt in der mitte liegt geht die Hyperbel von +12,25mm bis -12,25mm. Schrittweite können wir gerne mit 0,001mm ansetzten. @ Hawky: kannst gerne die Punkte mal berechnen.
- Mittenstellung des Werkzeuges wird gerade schwierig zu prüfen, da das Werkzeugvoreinstellgerät aktuell einen Schlag hat. Mein Kollege aus der Werkzeugvoreinstellung schaut was er rausbekommen kann.
- Ich hab leider keine Ahnung wie ich direkt an der Maschine so eine Kontur mit einer Formel programmieren kann. Könnt ihr mir da eine Anleitung geben oder mir sagen wo eine Anleitung steht?

Moin

Dein Problem steht scheinbar noch an.

Ich denke deine Maschine kann die SRK berechnen. Du hast eine steigende und eine fallende Kontur. Ich bleib dabei. Du solltest dein Werkzeug nicht als seitlich sondern als gerades Werkzeug angeben. Auf Mitte vermessen.

Ich denke auch dass du deine Exceltabelle vergessen kannst. Programmiere das doch direkt an der Maschine.

Der Ablauf ist bei fast allen Steuerungen gleich. Im einfachsten Fall:

1. Start Z definieren und den zugehörigen X berechnen
2. Z und X anfahren
3. Z inkrementieren und den neuen X berechnen
4. mehrfaches wiederholen von 2. und 3.

Gruß Rainer

Du korrigierst falsch.

Du gehst bei dem Drehmeißel von einer Spitze aus. Das geht aber nicht.
Habe dir mal 2 Bilder angehängt (a bisserl übertrieben). Du musst deine Korrektur der Kontur anpassen. Sollte erklärend sein.

Beim Fertigdrehen steht der Meißel immer auf 25°?

Die Berechnung ist a bisserl komplizierter, da an jedem Punkt der Hyperbel eine andere Steigung herscht. Könnte sowas auch in Excel machen. Meinereiner würde da den Punkt 0,1mm vor und 0,1mm hinter dem Punkt nehmen und da die Steigung ausrechen (Je nach Nachkommastellen auch weniger; hier ist ein wenig Feingefühl gefragt). Dann kann man den Korrekturfaktor errechnen. Der ist allerdings natürlich auch in X verschoben. Das ist dann eine Formel mit der du deine Exeltabelle füttern kannst. Das ist dann die Kontur der Meißelbewegung und nicht die Kontur der Hyperbel.

@Hawky

Meinst du mich?

Dein Dokument 501 ist top. Die SRK an der magentafarbenen Linie ist genau so wie sie sein soll.
Das leistet im Normalfall auch die maschinenseitige SRK wenn das Werkzeug im richtigen Quadranten mit dem richtigen Schneidenradius angelegt ist.

Wenn du die Steigung selbst berechnest, oder Excel rechnen soll, kannst du das natürlich mit einem Punkt vorher und einem Punkt nachher berechnen. Eleganter wird es wenn du zu der Hyperbel die Ableitung bildest, da hast du dann direkt die Steigung im Punkt.

Gruß Rainer

1. nein. Ich meine nicht dich sondern den Threadersteller. Der hämmert die Excel Tabelle als Kontur in die Maschine und hat dann Abweichungen. Er muss schon die Formel da rein stellen wenn die Maschine korrigieren soll.
2. Danke!
3. Ableitung. Stimmt das ist die Steigung.... uiuiui.... ich bin über 30 Jahre vom Mathe Unterricht weg. Da ist nix mehr mit Ableitung von ner Hyperbel. Früher hätte ich das gekonnt...(vielleicht)

Mich interessieren halt solche Sachen.
z.B. auch: https://de.industryarena.com/forum/welcher-...%A4g+schraeg%29

Mit der von STeufert angegebenen Formel für die Hyperbel P(h) = SQRT(2h² + r²) ist die Ableitung nach h:

P(h)' = dP / dr = 2 * h / SQRT(2h² + r²)

(Die Wurzel ist ja nichts anders als die halbe Potenz das Arguments, d.h. deren Ableitung geht wie immer bei Potenzen. Deshalb ist die Ableitung von SQRT(x) = x^(1/2) gleich:
x^(-1/2) / 2 = 1 / (2 * x^(1/2)) = 1 / (2 * SQRT(x)).
In der Formel für die Hyperbel muss man dann nur noch mit der inneren Ableitung multiplizieren, d.h. mit d(2h² + r²) / dr =4h).

Der Beitrag wurde von CNCFr bearbeitet: 22.11.2023, 21:21 Uhr

Mahlzeit

TSeufert hat uns mit Informationen versorgt

Hawky hat das Problem mit seiner Zeichnung 501 aufgearbeitet

CNCFr hat die Ableitung berechnet.

Ich habe das ganze mal zusammen geführt.

In der Excel-Tabelle beschreiben die Spalten X2 und Z2 die zu fahrenden Punkte.
Die SRK ist hier mit eingerechnet, sprich an dem Maschine OHNE.

Wen es auch immer interessiert, ich war bemüht, alles ohne Garantie

Den Schneidenradius hab ich mal sehr groß gewählt, damit man im Diagramm was sieht. Lässt sich ändern

Schönes WE

super ....
Für die Programmierung müssen nur ein paar mehr Werte rein, aber das dürfte kein Problem sein
Bin mal gespannt was der Threadersteller sagt...