Scan-Bahnplanung

Intelligenz in den LMD-Prozess gebracht

LMD wird seit vielen Jahren sehr erfolgreich für verschiedene Anwendungen verwendet. Fast immer stellt sich beim herkömmlichen LMD-Verfahren aber die Frage nach der Wirtschaftlichkeit. Bei Beschichtungs- oder Reparaturanwendungen geht es dabei vor allem um die Zeit, die benötigt wird, um die teilweise sehr aufwändige Bahnprogrammierung durchzuführen. Bei der additiven Fertigung von 3D-Bauteilen ist dies ähnlich; zusätzlich stellt sich oft auch die Frage, ob es überhaupt möglich ist, allein aus einem 3D-Modell schnell und zuverlässig die Maschinenprogramme so zu erstellen, dass die besonderen Anforderungen des LMD-Prozesses erfüllt werden. Ganz zu schweigen von Aufgaben, die bislang noch als nicht lösbar galten, wie z.B. der automatisierte Aufbau von 3D-Geometrien auf bestehenden, nicht CAD-dokumentierten Bauteilen.

LUNOVU hat eine ganzheitliche Lösung für all diese Fragestellungen entwickelt. Die Kombination von oberflächenerfassender Sensorik mit den eigens entwickelten Softwarekomponenten der LunoSUITE bringt genau die Intelligenz in die LUNOVU-LMD-Systeme, die Sie frei von zeitraubenden und fehlerträchtigen Programmieraufgaben macht, und die es in vielen Fällen ermöglicht, bislang undenkbare Anwendungen zu bearbeiten. LunoSUITE besteht aus den Komponenten LunoSCAN, LunoCOAT, LunoBUILD und LunoSIM, die die komplette digitale Prozesskette von der 3D-Bauteilerfassung über die Bahnplanung für Beschichtungs-, Reparatur- und Additive Manufacturing-Anwendungen bis zur Simulation abbilden.

Alle Softwarekomponenten unterliegen einer gemeinsamen Architektur, haben ein einheitliches Erscheinungsbild und werden über eine einzige, intuitiv zu nutzende Bedieneroberfläche verwendet.

Der Kern der von LUNOVU entwickelten Technologie ist ein Bahnplanungsmodul, das für nahezu beliebige dreidimensionale Volumen genau die Bahnen berechnet, die der LMD-Bearbeitungskopf im Raum abfahren muss, um das Volumen Bahn für Bahn aufzubauen. Dabei fließt umfangreiches LMD-Prozesswissen und eine Vielzahl von Parametern in diese Bahnplanung ein. Das Bahnplanungsmodul ist generisch und kann durch von LUNOVU erstellte Erweiterungen für verschiedene CNC-Maschinenkonfigurationen wie auch für Roboter verwendet werden. Zugleich können verschiedenste Anwendungen adressiert werden, für die zum Teil eigene Softwaremodule existieren.

LunoBUILD

ist ein Softwaremodul zum schichtweisen Aufbau von 3D-Bauteilen auf ebenen Substraten. Ähnlich wie in den bekannten Kunststoff-3D-Druckern zerlegt LunoBUILD ein 3D-Modell in dünne, übereinandergestapelte Schichten („slicing“), für die dann jeweils automatisch die LMD-Bahnen zum Aufbau dieser Schichten berechnet werden. Zugleich nutzt die Software die korrekten Parameter für alle prozessrelevanten Größen, wie Laserleistung, Pulvermenge oder Vorschub. Das Resultat ist ein vollkommen automatisch erzeugtes Bearbeitungsprogramm zum schichtweisen Aufbau eines solchen Bauteils, das sofort ausgeführt werden kann. Standardmäßig steuern die mit LunoBUILD erzeugten Programme eine 3-Achs-Konfiguration; für bis zu 5 Achsen existieren aufwändigere, aber ebenfalls erprobte Lösungen.

Sehr oft haben aber LMD-Anwender Bearbeitungsaufgaben zu lösen, die sich mit dem Aufbau von Schichten, Lagenpaketen oder 3D-Strukturen auf bestehenden Bauteilen befassen. Oftmals sind solche freigeformten Oberflächen gar nicht oder nur unzureichend durch CAD-Daten dokumentiert. Während herkömmliche LMD-Systeme an diesem Punkt sehr umfangreiche Programmierarbeiten benötigen, um die benötigten Maschinenprogramme zu erstellen, bietet LUNOVU mit seiner Scantechnologie und der Software LunoSCAN eine einzigartige und extrem wirtschaftliche Methode, um ohne manuelle Programmierung in kürzester Zeit zuverlässige LMD-Prozesse durchzuführe

LunoSCAN

nutzt Profildaten eines 2D-Laser-Linienscanners, der fest mit dem Bearbeitungskopf verbunden ist und dadurch durch das Bewegungssystem verfahren werden kann. Der Scanner erfasst mit hoher Auflösung die Bauteiloberflächen und liefert 3D-Rohdaten. Diese werden in komplexen Algorithmen in der Software LunoSCAN verarbeitet. Mehrfach-Überfahrten sowie Scanfahrten unter verschiedenen Kippwinkeln können problemlos realisiert werden, so dass auch Hinterschneidungen erfasst werden können. Schließlich werden daraus 3D – Modelle im STL-Format erzeugt. Diese Modelle können auf dem PC visualisiert werden und stellen die Basis für nachfolgende Bahnplanungs-Schritte dar.

LunoCOAT

erlaubt es dem Benutzer, auf dem 3D-Modell des Bauteils, das auf dem PC visualisiert worden ist, mit wenigen Mausklicks die Kontur eines Beschichtungsbereichs festzulegen. Nach Eingabe de gewünschten Aufbauhöhe bzw. Lagenanzahl kann das System entweder bereits hinterlegte Prozessparameter nutzen (Spurbreiten und -höhen, Aufbaustrategien etc.), oder der Anwender definiert sie in einem intuitiv durchführbaren Dialog selbst. In beiden Fällen berechnet das Bahnplanungsmodul sofort die Bearbeitungsbahnen und erzeugt daraus den ausführbaren Maschinencode. In den meisten Fällen dauert der gesamte Ablauf vom Scan bis zur ersten geschweißten Bahn nur wenige Minuten!

LunoSIM

ist ein weiterer wichtiger Baustein des LunuSUITE-Pakets. Oftmals ist es nämlich sinnvoll, zunächst eine Simulation der Maschinenbewegungen durchzuführen. Insbesondere bei komplexen Bearbeitungsaufgaben kann so leicht überprüft werden, ob etwa Kollisionen drohen oder ob, mit Blick auf das optimale Prozessergebnis, vielleicht eine geänderte Bahnführung sinnvoll ist. Die Simulation LunoSIM zeigt die tatsächliche Anlage einschließlich aller Störkonturen und nutzt exakt hinterlegte Kenndaten der Kinematik. Die Ausführung des erzeugten Bearbeitungsprogramms ist dann nur noch ein weiterer Mausklick.