THE FUTURE OF CAM

WHITEPAPER 05/22

Einsatz und effiziente
Programmierung von
CNC-Langdrehmaschinenwww.solidcam.deINHALT010203
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SolidCAM Whitepaper – CAM für CNC-Langdrehmaschinen

CNC-Langdrehmaschinen inIhrer Fertigung?
Das gewisse Etwas: CNC-Langdreher
im Vergleich zu CNC-Drehmaschinen
CNC-Langdreher in Ihrer Fertigung:Wie gelingt der Einstieg?
Der richtige CAM-Partner für Ihre
komplexen CNC-Bearbeitungsmaschinen
Der iMachining-Vorteil

Wir unterstützen Sie –die SolidCAM GmbHCNC-LANGDREHMASCHINEN IN IHRER FERTIGUNG

NUR EINE FRAGE DER ZEIT?
Der Verkauf von CNC-Langdrehmaschinen mit beweglichem
Spindelstock, auch „Langdrehautomaten“ oder „Swiss-TypeMaschinen“ genannt, ist weltweit die am schnellsten wachsende Kategorie moderner Dreh-Fräs-Maschinen. Einst
nur in spezialisierten Fertigungsbetrieben für medizinische
Geräte, in der Luft- und Raumfahrtindustrie und bei der Fertigung von Teilen mit sehr hohen Stückzahlen anzutreffen,stürzen sich immer mehr Lohnfertiger auch bei kleineren
und mittleren Losgrößen auf diese nicht mehr ganz so neue
Technologie. Aber warum eigentlich?
Traditionell wurden Langdrehautomaten für die Herstellung
kleiner Produktionskomponenten wie Schrauben oder einfache Drehteile in hohen Stückzahlen angeschafft. Die früher kurvengesteuerten Automaten sind mittlerweile fast
vollständig durch CNC gesteuerte Langdrehmaschinen
ersetzt worden. Einer der Hauptunterschiede zu Kurzdrehern: Der Längsvorschub erfolgt beim Langdreher nicht
durch das Werkzeug sondern durch das Material (Hauptspindel) selbst, sodass das Werkstück sowohl Vorschub als
auch Schnittgeschwindigkeit liefert. Durch das Spannsystem
und die anschließende Führungsbuchse wird die Materialstange, üblicherweise aus einem Stangenlademagazin, inden Arbeitsraum der CNC Drehmaschine eingeschoben. DieAnzahl der Rüstvorgänge können auf Langdrehmaschinen
reduziert werden, indem sich Fräs- und Drehwerkzeuge anmehreren Werkzeugträgern befestigen lassen, welche jenach Kinematik der Maschine auch gleichzeitig in Eingriff
gebracht werden können.

Diese „Do-All-in-One“-Bearbeitungsstrategie heutiger Langdreher verkürzt die Produktionszeit der Teile und ermöglicht die schnelle Bearbeitung komplexer Werkstücke oft ineiner einzigen Aufspannung. Wenn man sich vorstellt, wie ein
durchschnittliches Werkstück anstatt in vier nur in einer Aufspannung gefertigt werden kann, erkennt man schnell den
möglichen Produktivitäts- und Genauigkeitsvorteil. Hinzu
kommt die vollautomatische Materialzuführung, durch die
Langdreher in der Lage sind, nahezu 24/7, also rund um dieUhr, zu fertigen. Alles Vorteile, die moderne Betriebe mit passendem Teilespektrum nicht ignorieren können, denn sie
bedeuten bares Geld!
Fun Fact: Der im Englischen verwendete Begriff „Swiss-TypeMaschinen“ hat seinen Ursprung in der Uhrenindustrie. Diese
Art der Bearbeitung wird Jakob Schweizer zugeschrieben,einem bekannten Uhrmacher aus der Region Biel in derSchweiz. Er perfektionierte das Verfahren zwischen 1872
und 1873. Seine wichtigste Errungenschaft war der verschiebbare Spindelstock, der eine gleichzeitige Drehung desMaterials, eine Längsbewegung und radiale Werkzeughalterermöglichte.

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DAS GEWISSE ETWAS

CNC-LANGDREHER VS. CNC-DREHMASCHINE
Beim Einrichten eines Auftrags auf einer Standard-Drehmaschine muss der Maschinenbediener oder Programmierer die Zeichnung des Werkstücks lesen und entscheiden,wie weit das Material aus dem Futter oder der Spannzangeherausragen sollte, um das Werkstück ganz oder teilweise zu
bearbeiten, ohne dabei mit der Spannvorrichtung zu kollidieren. Die meisten größeren Werkstücke ab einem Durchmesservon 25 mm, die keine zusätzliche Unterstützung benötigen,können auf diese Weise problemlos bearbeitet werden.
Stellen Sie sich jedoch vor, Sie müssten eine 150 mm lange
Zugstange mit Ø 6 mm drehen.
Willkommen in der Welt der Langdreher!

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Mögliche Konfigurationen / Achskinematik Citizen Cincom L20
Illustration: Citizen Machinery Europe GmbH

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SolidCAM Whitepaper – CAM für CNC-Langdrehmaschinen

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CNC-LANGDREHEN IM ÜBERBLICKSpannzange

Spindel mit Aufnahme

FührungsbuchseXGegenspindelFührungsbuchse+Z

Stangenmaterial

SpannzangeFührungsbuchse

AB

Spannzange & Führungsbuchse – optimale Materialführung

CWährend der Bearbeitung führt das Stangenmaterial die Längsbewegung aus [A]. Dabei wird die Stange durch die Führungsbuchse geschoben und von selbiger geführt. Weil das Werkzeug
nur in Durchmesserrichtung bewegt wird und sich im Idealfall immer sehr nahe an der Führungsbuchse befindet, wird
eine Ablenkung bzw. Durchbiegung des Materials während derBearbeitung verhindert. [B]Dieses Prinzip in Verbindung mit dem sehr starren Trägersystem
heutiger Langdreher [C] ermöglicht eine extreme Teile- undWiederholgenauigkeit im niedrigen μ-Bereich.

Achskinematik / Aufbau SV-20R
Illustration: Star Micronics Co., LTD.

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CNC-LANGDREHEN IM ÜBERBLICKEinige Langdreher-Modelle sind mit einer B-Achse
ausgestattet, welche sehr komplexe, bis zu 5-achsige
Fräsbearbeitungen ermöglicht.

Konventionelle Drehmaschinen und Kurzdreher
verfügen meist nur über 3 oder 4 Achsen und sind
mitunter nicht in der Lage, ein Werkstück in einem
einzigen Zyklus zu bearbeiten. So müssen bereits
weniger komplexe Teile auf mehreren Maschinen
bearbeitet werden. Das erhöht einerseits die Zykluszeit und führt zudem häufig zu Toleranzproblemen.
Kurze Zykluszeiten
CNC-Drehautomaten hingegen verfügen in der Regelüber 7 bis 13 Achsen und zwei bis vier Kanäle. Jeder
Kanal liest dabei einen unabhängigen Satz vonMaschinenbefehlen, was erweiterte MultitaskingFähigkeiten ermöglicht. So können in einem einzigenBearbeitungszyklus mehrere Operationen am Werkstück durchgeführt werden: Gewindeschneiden, stirnseitiges Einstechen, Bohren, Schlitzen, Fräsen undAbstechen in einem einzigen Durchgang.
Die gesteigerte Produktivität von Swiss-Type-Maschinen steht in direktem Zusammenhang mit einer signifikanten Reduzierung der Spindelstillstandszeiten, dadie Maschine durch den mehrkanaligen NC-Code inständiger Bewegung gehalten wird und oft mehrere
Operationen gleichzeitig ausführt. Moderne CNCLangdreher zeichnen sich außerdem durch fortschrittliche Synchronisationsmöglichkeiten aus undunterstützen beispielsweise das überlagerte Drehen(auch bekannt als Balanced-Turning oder Pinch-Turning) sowie das doppelseitige Bohren und Fräsen von
Werkstück-Geometrien auf mehreren Seiten des Teils
gleichzeitig.

Kinematik SV-20 RIV
Illustration: Star Micronics Co., LTD.

6SolidCAM Whitepaper – CAM für CNC-Langdrehmaschinen

Insbesondere das Programmieren von Bauteilen
direkt an der CNC-Steuerung stellt wegen derengen Platzverhältnisse und Kollisionsgefahr hohe
Anforderungen an die Programmierkenntnisse unddas räumliche Vorstellungsvermögen des Maschinenbedieners. Zudem kann bei Kurz-, wie auch bei Langdrehmaschinen die Z-Achsenrichtung einmal positiv,dann wieder negativ sein. Dies macht die Programmierung der Maschine direkt an der CNC-Steuerung
sehr schwierig und fehleranfällig.
Die grafische, intuitive Benutzeroberfläche von SolidCAM erleichtert die Programmierung der Werkstücke, da sich der Anwender um Dinge wie dieAchsenrichtung keine Gedanken machen muss.
Mit SolidCAM gelingt zudem auch die Programmierung komplexerer Flächen und Bauteile, denndiese sind ohne CAM-Unterstützung nicht umsetzbar beziehungsweise bei kleineren Losgrößen nicht
wirtschaftlich.
Erfahrene Maschinenbediener und Programmierer
für Langdrehmaschinen sind rar und am Arbeitsmarkt sehr gefragt. Mit einer integrierten CAMLösung wie SolidCAM können die sehr speziellen
Maschinen jedoch auch von weniger versierten CAMAnwendern programmiert werden. Darüber hinaus
erschließen innovative Bearbeitungstechnologien
wie iMachining oder die 3D-Flächenbearbeitungetc. völlig neue technische Möglichkeiten undProduktivitätsreserven.

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CNC-LANGDREHER IN IHRER FERTIGUNGWIE GELINGT DER EINSTIEG INS LANGDREHEN?
Moderne Fräs-Dreh-Maschinen sind eine großartige Möglichkeit, die Kapazitäten Ihrer Fertigung zu erweitern und gleichzeitig Platz zu sparen. Außerdem müssen Werkstücke
seltener auf mehr als einer CNC-Maschine eingerichtet werden. Die hohe Steifigkeit von CNC-Langdrehern, gepaart mitihren Multitasking- und 5-Achsen-Fräsfähigkeiten, führt zueinem höheren Maschinendurchsatz und somit zu einem
deutlich höheren Gewinn pro Spindelstunde.

„SolidCAM speaks Swiss!“CNC-Langdreher sind ideal für Fertigungsunternehmen,
die sich unter anderem auf medizinische Geräte, Automobil- oder Luft- und Raumfahrtkomponenten spezialisiert
haben. Mit den heute verfügbaren Langdrehmaschinen können problemlos Werkstücke bis zu 50 mm Durchmesser
bearbeitet werden

Programmierung von CNC-Langdrehern mit
bereits vorhandenen CAM-Systemen

Dennoch zögern viele Betriebe mit der Anschaffung eines
CNC-Langdrehers, da es bis dato relativ schwierig ist, diefür einen effizienten Betrieb erforderlichen Mehrkanal-NCProgramme manuell zu erstellen bzw. hierfür erfahrene Programmierer und Maschinenbediener zu finden
Warum wagen dennoch immer mehr Betriebe den ersten
Schritt? Für uns bei SolidCAM ist einer der Gründe, dass essich langsam herumgesprochen hat, was viele Unternehmenbislang noch nicht wussten:

8SolidCAM Whitepaper – CAM für CNC-Langdrehmaschinen

Die Tage niedriger Produktivität, düsterer ROI-Prognosen und der Abhängigkeit von veralteten Maschinen mit
nur einem Arbeitsgang sind gezählt. SolidCAM ist eine treibende Kraft hinter der Swiss-Type-Revolution, in der sich
Fertigungsbetriebe optimal für die Zukunft aufstellen können

Die CNC-Programmierung der komplexen Maschinenkinematiken wird von älteren CAM-Systemen aufgrund veralteterTechnologien gar nicht oder nur sehr unzureichend unterstützt. Zahlreiche Übernahmen und Fusionen in der CAMBranche haben unter anderem dazu geführt, dass manche,
früher leistungsfähige Unternehmen die Unterstützung oder
Weiterentwicklung der Swiss-Type-Programmierung völlig
eingestellt haben.
SolidCAM als das letzte, vollständig unabhängige CAM-Unternehmen am Markt ist fest entschlossen, die Standards in der

Zerspanungstechnik durch fortschrittliche CAM-Lösungenkontinuierlich zu verbessern und neu zu definieren.
Zögern Sie nicht! Die CAM-Experten von SolidCAM unterstützen Sie jederzeit dabei, das maximale Potenzial Ihrer
aktuellen CNC-Maschinen und aller komplexen MultitaskingMaschinen in der Zukunft auszuschöpfen.

DIE CAM-LÖSUNG FÜR DREHFRÄSZENTREN UND CNC-LANGDREHER

DER RICHTIGE CAM-PARTNER FÜR IHRE KOMPLEXEN BEARBEITUNGSMASCHINEN
CNC-Programmierer auf der ganzen Welt vertrauen auf
SolidCAM, das führende integrier te CAM-System fürSolidWorks und Autodesk Inventor. Mit SolidCAM erstellensie fehlerfreie, vollständig synchronisierte CNC-Programme
für ihre komplexen Fräs-Dreh- und Langdrehmaschinen, dieohne notwendige Anpassungen an der CNC-Steuerung sofort
lauffähig sind.
SolidCAM macht Schluss mit dem ewigen Rätselraten um dierichtigen Einstellungen und hilft, kostspielige Programmierfehler und Maschinenkollisionen zu vermeiden. Bessere
CNC-Programme und kürzere Zykluszeiten bei MultitaskingMaschinen führen zu erheblichen Gewinnsteigerungenbei jedem umgesetzten Euro, der mit der Maschine erwirtschaftet wird.
In den letzten fünf Jahren hat SolidCAM erheblicheInvestitionen in die vollständige Überarbeitung und Weiterentwicklung seiner SolidCAM-Software zur führenden
Komplettlösung für die moderne CNC-Fertigung getätigt.
Hier die jüngsten Errungenschaften:

Neue Werkzeugverwaltungù Umfassende Unterstützung für mehrkanalige

Werkzeugzuweisungenù Robuste Komponentenbibliothek für eine genaue

Kollisionsprüfung mit dem Werkzeug, dem Halter undder Revolver-/Werkzeughalter-Montage
Neuer vollständiger Maschinensimulator
ù Die VMID (Virtual Machine ID) von SolidCAM ist

eine 1:1-Digitalkopie Ihrer Maschine, einschließlich
der kinematischen Struktur und Ausrichtung aller
Maschinenkomponenten
ù Präzise Kollisionskontrolle

Kontinuierliche Verbesserung der iMachining-Technologievon SolidCAM
ù 70 % oder mehr Reduzierung der Zykluszeit
ù 5 - 10-fache Erhöhung der Werkzeugstandzeit

Neuer Kanalsynchronisationsmanager
ù Unterstützt den Programmierer auf dem Weg zur

optimalen Kanalsynchronisation
ù Die Konfliktanalyse der Kanalsynchronisation zeigt

Probleme mit logischen Kommentaren an. Das
intelligente System erhält die Bearbeitungslogik
und prüft, ob die Synchronisation mit der gegebenen
Maschinenkinematik möglich ist.

MCO (Maschinensteuerungsoperationen)ù Mit MCOs können neben den reinen CNC-Bearbeitungen die Maschinenaktionen definiert undsimuliert werden, wie z. B. Werkzeugwechsel, Transfer
des Materials an die Gegenspindel, Klemmen & Lösen
von Spannmitteln, Stangenlader, Kühlmittel, etc.

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iMACHINING VON SOLIDCAM

DER iMACHINING-VORTEIL
Das patentierte SolidCAM iMachining-Modul ist eine weitere
Wunderwaffe, um CNC-Bearbeitungsmaschinen, einschließlich Swiss-Type-Maschinen und Dreh-Fräs-Zentren, auf ein
neues Produktivitätsniveau zu heben. iMachining ist die effizienteste Technologie für schnellen Materialabtrag am Markt.
Der Schlüssel zur höchstmöglichen Zerspanungsleistung
liegt dabei in der Erzeugung optimierter, spiralförmiger
Werkzeugbahnen mit variablen Schnittwinkeln und Vorschubgeschwindigkeiten – und dies an jedem einzelnen
Punkt der Werkzeugbahn. iMachining erzeugt gleichmäßige
Späne mit identischer Dicke über den gesamten Schnitt
hinweg und garantiert dadurch eine konstante Spindelbelastung. Die üblichen hohen Kräfte, die auftreten, wennsich bei konventionellem Fräsen der Materialeingriff abruptändert, z. B. wenn das Werkzeug in einer Ecke die Richtung
wechselt, werden bei iMachining vermieden.
Ohne die iMachining-Technologie müssen die Schnittparameter und die Vorschubraten an die schlechtesten Schnittbedingungen angepasst werden, um Werkzeugbruch oderhohen Verschleiß zu verhindern. Dadurch verlängern sich
die Zykluszeiten unnötig. Die dank iMachining stets konstante
Spindellast hingegen reduziert Vibrationen an der Schneide
erheblich, was eine drastische Erhöhung der Werkzeugstandzeit sowie eine wesentlich bessere Oberflächengüte
zur Folge hat. Mit iMachining erreichen Fertiger nachweislich

10SolidCAM Whitepaper – CAM für CNC-Langdrehmaschinen

nicht nur höhere Zeitspanvolumen als mit jeder anderen
Werkzeugbahntechnologie, sondern auch erstaunliche Steigerungen bei der Werkzeugstandzeit.
Dahinter steckt der iMachining-Assistent von SolidCAM, derautomatisch die optimalen Vorschübe und Geschwindigkeiten berechnet – unter Berücksichtigung des Schneidwerkzeugs, des Werkstoffs und der Maschinenparameter.
Dies führt zuverlässig zu überraschenden Erfolgen ab dem
ersten Werkstück – fehlerfrei und gänzlich ohne langes
Herumexperimentieren.
iMachining verfügt über die Intelligenz, automatisch den
effizientesten Fräswerkzeugweg für jedes Teilgeometriemerkmal auszuwählen. Außerdem kann iMachining 3D
problemlos mehrere Standard-Schruppbearbeitungen komplexer 3D-Formen mit einem einzigen Mausklick ersetzen.
Der Einsatz von iMachining bedeutet für die Zerspanung auf
Drehfräszentren und Langdrehern, dass die dort üblichenkleinen Werkzeuge wesentlich effizienter, ruhiger und mit
höherer Prozesssicherheit eingesetzt werden können. Insbesondere bei den, z.B. in der Medizintechnik eingesetzten,schwer zerspanbaren Werkstoffen wie Implantatstählen
oder Titan können sich diese Vorteile schnell zu einem signifikanten Wettbewerbsvorsprung aufaddieren.

DIE SOLIDCAM GMBHWIR UNTERSTÜTZEN SIE!

In Deutschland gewährleistet die SolidCAM GmbH mit über 70 Mitarbeitern an sieben
Standorten eine kompetente Unterstützung der Anwender und erstklassigen technischen Vor-Ort-Service im gesamten Bundesgebiet.

Ihr Erfolg ist unser Erfolg. Wir freuen uns über jede Gelegenheit der Zusammenarbeit mit Ihnen. Testen Sie SolidCAM
und erfahren Sie aus erster Hand, wie SolidCAM-Anwendervon der besten CAM-Software der Branche und einem erstklassigen Support profitieren.

In drei hervorragend ausgestatteten Technologiezentren am Hauptsitz der SolidCAM
GmbH in Schramberg, in Rosenheim und im Thüringischen Suhl bietet ein moderner
CNC-Maschinenpark ideale Voraussetzungen, um die SolidCAM Software praxisnah zu
testen, zu schulen und zu präsentieren.

Wenn Sie Fragen haben oder den Kauf eines Drehfräszentrums oder eines CNC-Langdrehers in Erwägung ziehen,rufen Sie uns an!
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Sie sich bereit für die Swiss-Type-Revolution mit SolidCAM!

Niederlassung Hörstel
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