EMO 2019: Normen für Werkstückspannung komplettieren den elektronischen Datenaustausch

Dellert

Die neuen Normen machen das Quartett der standardisierten Daten von Maschine, Werkzeug, Werkzeughalterung, und Werkstückspannung komplett. Dr. Peter Robl präsentiert beim VDMA Technologieforum auf der EMO 2019 Infos aus erster Hand.

Die neuen Normen machen das Quartett der standardisierten Daten von Maschine, Werkzeug, Werkzeughalterung, und Werkstückspannung komplett. Damit kann zukünftig die gesamte CAM-Baugruppe simuliert werden.

„Ohne Standards für den elektronischen Datenaustausch ist Industrie 4.0 nicht denkbar!“ – so Thomas Breuning, der Obmann im DIN-Normenausschuss für Werkzeuge und Spannzeuge (FWS). In der Metallbearbeitung ist die saubere Simulation der Vorgänge in der Werkzeugmaschine die Voraussetzung für planbare Prozesse. Und hierfür benötigt man die standardisierten Daten von Maschine, Werkzeug, Werkzeughalter und Werkstückspannung.

 

Ein Standard für Werkzeug- und Werkzeughalterdaten ist seit 2011 verfügbar.

Breuning arbeitet seit 2002 an Standards zur Beschreibung von Werkzeugen mittels Sachmerkmalen. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von Teilen der Normenreihe DIN4000, um z. B. Schneidplatten, Bohrer, Fräser, Verzahnungswerkzeuge oder Schleifscheiben so zu beschreiben, dass diese Werkzeuge in Werkzeugdatenbanken gesucht und gefunden werden können.

Zukünftig setzen die Kunden voraus, dass jeder Werkzeughersteller in der Lage ist, neben dem physikalischen Bauteil einen fix definierten Datensatz zur Beschreibung des Werkzeuges mitzuliefern, weil neben den Sachmerkmalen auch 3D-CAD-Modelle der Werkzeuge für die CNC-Programmierung und CNC-Simulation gebraucht werden. Deshalb wurde 2011 die Normenreihe DIN4003 gestartet. „DIN4003 gibt Vorgaben zur Modellierung der Werkzeuge in 3D, zur Ausrichtung der Zusammenbauvorschriften und zur Unterscheidung von CUT und NOCUT“ – so der DIN4003-Obmann Dr. Peter Robl.

Auch die Simulationsdaten der Werkzeugmaschine sind genormt.

Mit den Masterarbeiten von Fabian Schertel und Thiemo Käser, die in DIN4000/4003-210 überführt sind, wurde die Basis für die Beschreibung von Werkzeugmaschinen gelegt. Mit diesen 2 Normenteilen und allen anderen Teilen der Normenreihe DIN4000/4003 ist nun fast die komplette CAM-Baugruppe beschreibbar. Die Daten von der Schneide bis zum Werkzeughalter (inkl. der Werkzeugstückliste) können auf Basis der Standards in DIN4000-102 und DIN26100 ausgetauscht werden. Gleiches gilt für die Werkzeugmaschine (siehe Bild 1) und ihren 19 Unterbaugruppen wie Achsen, Werkzeugwechsler und Werkstückträger.

Mit den neuen Normen für die Werkstückspannung wird das Quartett nun endlich vollständig.

Ein wichtiger Baustein in der CAM-Baugruppe hat bisher gefehlt – die Werkstückspannvorrichtung. „Diese Lücke schließen nun VDMA und DIN mit den Normenteilen DIN 4000-190 und DIN 4003-190“, berichtet Bernt Ritz vom VDMA Präzisionswerkzeuge.

Die inhaltliche Ausarbeitung dieser Normenteile ist Bestandteil zweier Masterarbeiten. Christopher Saal und Stefan Dellert haben in ihren Abschlussarbeiten zusammen mit einer Digitalisierungs-Forschungsgruppe (CT REE MDM DMT) der Firma Siemens in München und verschiedenen Herstellerfirmen die Erarbeitung vorangetrieben und weitestgehend abgeschlossen. In Kürze werden diese als Entwürfe DIN4000-190 und DIN4003-190 veröffentlicht.

Die Normen beinhalten alle Grundformen einer Werkstückspannvorrichtung (siehe Bild 2)  - von der Maschinenaufnahme bis zum Spannelement - mit allen relevanten Einstellmaßen, Trennstellen und Stücklisteninformationen. Es wird dabei zwischen verschiedenen Grundformen von Spannvorrichtungen und Grundvorrichtungen sowie Baukastensystemen unterschieden.

In DIN 4000-190 werden diese Spannvorrichtungen mittels Sachmerkmalen eindeutig beschrieben (siehe Bild 3). Diese Sachmerkmale können nach dem definierten xml-Schema (siehe DIN4000-102) ausgetauscht werden. Die Verwendung der Sachmerkmale wird in Beispielgrafiken dargestellt und in Übersichtstabellen, je nach deren Gewichtung als „mandatory“, „conditional“ oder „optional“ unterteilt.

In der DIN 4003 werden die grundlegenden Regeln zum Aufbau von 3D-Modellen beschrieben. Dabei werden für Spannvorrichtungen die Sachmerkmale aus DIN 4000-190 herangezogen und um weitere Informationen, die zur Modellierung erforderlich sind, ergänzt.

Im Rahmen der 3D-Modellbeschreibung in DIN4003-190 wird das Objekt so beschrieben, dass es im CAM-CMM-Prozess einsetzbar ist (siehe Bild 4). Es werden also Volumenmodelle mit deren Störkontur, den Zusammenbaubedingungen (in Form von Koordinatensystemen) und die Farbe der jeweiligen Objekte festgelegt. Zur CAD-Modellierung werden die Sachmerkmale aus DIN4000-190 herangezogen. Die Zusammenbauvorschrift, die Koordinatensysteme „CSW“ und „MCS“ wird dabei der jeweiligen Stücklistenposition zugeschrieben (siehe Bild 5). „So abstrakt wie möglich und so detailliert wie nötig“, sagt Obmann Dr. Peter Robl, um Firmen-know-how zu schützen.

Die Entwürfe zu DIN4000-190 und DIN4003-190 werden in Kürze beim Beuth-Verlag veröffentlicht und schließen die Lücke für den Datenaustausch „von der Werkzeugmaschine zur Schneide und zum Werkstück“, so Maike Gottschalk vom DIN in Berlin.

Beitrag von Dr. Peter Robl, DIN4003-Obmann

 

 

 

EMO Hannover 2019 – Weltleitmesse der Metallbearbeitung

Vom 16. bis 21. September 2019 präsentieren internationale Hersteller von Produktionstechnologie zur EMO Hannover 2019 smarte Technologien. Unter dem Motto „Smart technologies driving tomorrow’s production“ zeigt die Weltleitmesse der Metallbearbeitung die gesamte Bandbreite moderner Metallbearbeitungstechnik, die das Herz jeder Industrieproduktion ist. Vorgestellt werden neueste Maschinen plus effiziente technische Lösungen, Produkt begleitende Dienstleistungen, Nachhaltigkeit in der Produktion u.v.m. Der Schwerpunkt der EMO Hannover liegt bei spanenden und umformenden Werkzeugmaschinen, Fertigungssystemen, Präzisionswerkzeugen, automatisiertem Materialfluss, Computertechnologie, Industrieelektronik und Zubehör. Die Fachbesucher der EMO kommen aus allen wichtigen Industriebranchen, wie Maschinen- und Anlagenbau, Automobilindustrie und ihren Zulieferern, Luft- und Raumfahrttechnik, Feinmechanik und Optik, Schiffbau, Medizintechnik, Werkzeug- und Formenbau, Stahl- und Leichtbau. Die EMO Hannover ist der wichtigste internationale Treffpunkt für die Fertigungstechnik weltweit. EMO ist eine eingetragene Marke des europäischen Werkzeugmaschinenverbands CECIMO.

Der VDMA Präzisionswerkzeuge ist ideeller Träger der EMO und verantwortlich für die Aufplanung der Werkzeughallen. Auf seinem Informationsstand bietet der VDMA Präzisionswerkzeuge gemeinsam dem VDMA Mess- und Prüftechnik  die Anlaufstelle für das Mitgliedernetzwerk und präsentiert spannende technische Vorträge im Rahmen des VDMA-Technologieforums.

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