Lösungen

Unsere innovativen Softwaresysteme realisieren schwierige Automatisierungsaufgaben beim Fräsen, Schleifen und der additiven Fertigung. Um dieses Ziel zu erreichen integrieren wir 3D-Scanner und Prozess-Sensoren in industrieübliche Maschinen und Roboter.

Mit unseren Anwendungsmodulen lassen sich Bauteile entsprechend ihrer individuellen Form oder den jeweiligen Verschleiß-Erscheinungen automatisch bearbeiten. Auf diese Weise reparieren unsere Kunden z. B. Triebwerks- oder Strömungsteile sowie individualisieren Komponenten mit AM. Weiterhin setzen sie Werkzeuge instand und entgraten Gusswerkstücke oder bearbeiten AM-Bauteile und noch vieles mehr.

Die BCT-Lösungen sind modular aufgebaut und lassen sich daher zu automatisierten Prozessen und Prozessketten kombinieren.

OpenSCAN: In-Prozess Laser-Linien-Scannen und Scandaten-Aufbereitung
OpenFIT: Best-fit-Bearbeitung mit Messtaster-Daten und 3D-Scandaten
OpenDED: NC-Bahn-Erzeugung für DED auf Basis von CAD- und 3D-Scandaten für additive und hybride Prozesse; automatischer DED-Prozess für Rotations-Bauteile
OpenDATA: In-Prozess Sensordaten-Aufnahme, ortsaufgelöste Darstellung und Auswertung
OpenARMS: (Open Adaptive Repair and Manufacturing Software): anwendungs-spezifische Automatisierungslösungen für die adaptive Bearbeitung

BCT-Lösungen sind für industrie-üblichen CAD- und CAM-Formate, Sensoren, Steuerungen offen und unterstützen damit sowohl kartesische Maschinen als auch Industrieroboter.

Für die Entwicklung der Anwendungen stehen und mehrere 3D-Drucker, ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum, eine Roboterzelle mit 8-Achs-Roboter sowie verschiedene 3D-Linien-Scanner und Prozess-Sensoren zur Verfügung.

OpenSCAN

Bauteilerfassung per Laser-Linien-Scan

Um im Rahmen adaptiver Bearbeitungen individuell geformte Bauteile oder spezielle Aufspannsituation berücksichtigen zu können, müssen zunächst die Unterschiede zur nominellen Situation (CAD) ermittelt werden. Im einfachsten Fall erfolgt dies durch taktiles Messen mit schaltenden Tastern. Erfordert die Aufgabe jedoch eine große Anzahl an Messpunkten, so ist das Laser-Linien-Scannen besser geeignet. Dabei werden Abstände eines auf das Bauteil projizierten Streifens zum Sensor punktweise ausgewertet. Das Verfahren ist sehr schnell und liefert eine große Anzahl an Messpunkten. Die BCT Lösungen zur Adaptiven Bearbeitung verfügen über Mess-Module, um sowohl taktile als auch scannende Messabläufe zu definieren und die Ergebnisse anzuzeigen. Spezielle Kompensationen erhöhen die Genauigkeit der Messungen – und sorgen dafür, dass Scans aus unterschiedlichen Richtungen eine einheitlichen Punktewolke bilden.

Kernpunkte:

Messung der Bauteile in der Bearbeitungs-Maschine oder mit dem Roboter
Kurze Messzeiten bei hoher Auflösung
Erfassung von Bauteilzuständen für unterschiedliche Zwecke

OpenFIT

Unser „Werkzeug“ zur exakten Ausrichten von Bauteilen

Durch die Berücksichtigung variierender Bauteil-Positionen in Vorrichtungen sorgt OpenFIT für die Ausführung aller Bearbeitungen an den geplanten Positionen. Aufmaße an gegossenen oder gedruckten Rohteilen werden dabei beachtet und Fertigteil-Geometrien in Rohteile ‘eingepasst‘. OpenFIT arbeitet unabhängig von CAM-Systemen. Es übernimmt bestehende NC-Programme und passt sie unter Beachtung der verwendeten Maschinen/ Roboter sowie der Vorrichtungen an.

Das integrierte Modul zum taktilen Messen erfasst die Lage der Bauteile innerhalb der Maschine. Hierbei erfolgt der notwendige Datenaustausch mit der Steuerung automatisch. Alternativ lassen sich die benötigten Informationen auch aus vorherigen Scans extrahieren (virtuelles Messen). Basierend auf den Ergebnissen minimiert OpenFIT die Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Lage und optimiert dadurch die Orientierung der Bearbeitungen.

Kernpunkte:

Kein langwieriger, manueller Ausrichteprozess
Verminderte Anforderungen an die Vorrichtung (Kostenreduzierung)
Kontrolle über das Bearbeitungs-Aufmaß
Problemlose Einbindung in den derzeitigen Prozessablauf
Keine Neuberechnung der NC-Programme durch CAM erforderlich

OpenDED

Automatisiertes Auftragschweißen

Automatisiertes Auftragschweißen eröffnet vielfältige Möglichkeiten zur Teile-Fertigung und -Reparatur. Standardkomponenten lassen sich durch Hinzufügen funktionaler Elemente an besondere Anforderungen anpassen, verschlissene Bereiche auffüllen und mit den Funktionalitäten des OpenARMS-Pakets nacharbeiten.
OpenDED bietet angepasste Bahnstrategien für den Schweißprozess, einschließlich spezieller An- und Abfahrbewegungen. Selbstverständlich lassen sich Aufschweißungen auch auf gescannten Grundflächen ausführen. Der Aufbau rotations-symmetrischer Bauteile wird durch spezialisierte Strategien vereinfacht, die die Rotationsachsen der Anlage in optimierter Weise nutzen.

Nach Import/Scan der Substratgeometrie und Festlegung des gewünschten Bauvolumens wird das benötigte Volumen ermittelt und mit Schweißbahnen gefüllt. Unterschiedliche Strategien erlauben eine Anpassung des Prozesses an die jeweiligen Anforderungen. Aufbaurichtung und Orientierung des Schweißkopfes lassen sich festlegen. Der Bau rotations-symmetrische Bauteile auf Anlagen mit Rundachsen benötigt nur ein Minimum an Start/Stops. Mit der hinterlegten Anlagenbeschreibung einschließlich Kinematik lassen sich Bewegungsabläufe simulieren.

Kernpunkte:

Bahngenerierung für das Auftragsschweißen (auf ebenen Substraten wie auch auf gescannten Flächen)
Strategien für kartesischen Aufbau
Optimierte Strategien zum Aufbau von Rotationsteilen auf Anlagen mit Rundachsen
Bahnsimulation einschließlich Maschine/Roboter
Integration in die OpenARMS-Software

OpenDATA

Prozessdaten ortsaufgelöst erfassen.

Prozesse lassen sich nur mit genügend Informationen verbessern. Bei einem Fräsprozess lassen sich Schwingungen und Fräskräfte, Drehzahlen und Vorschub messen. Laserauftragschweißen kann ein Vielzahl an Parametern, angefangen mit der Laserleistung bis hin zur Schmelzbad-Temperatur, erfasst werden um Rückschlüsse auf das Prozessverhalten ziehen zu können.

OpenDATA beantwortet die Frage, wo, bezogen auf das Bauteil, welche Werte gemessen worden sind! Die örtliche Auflösung erlaubt damit einen schnellen und praxisgerechten Einblick in den jeweiligen Prozess und liefert verlässliche Informationen zur Optimierung oder zur Überwachung. Positionsinformationen der Maschine werden durch OpenDATA mit den Messwerten externer Sensoren verbunden.

Kernpunkte:

Präzise Zuordnung der Messwerte zum Bauteil selbst
Unterstützung verschiedenster Sensoren (National Instruments Schnittstelle)
Übersichtliche Darstellung der Messwerte

OpenARMS

Individualität zählt, variierende Bauteile automatisch bearbeiten

Oft unterscheiden sich reale Bearbeitungen von einem zuvor geplanten Vorgehen. Die Ursachen hierfür sind vielfältig. Bauteile sind z.B. nicht an der Position und in der Orientierung gespannt, wie vorgesehen, oder sind unterschiedlich geformt. Solche Abweichungen können durch fertigungsbedingt sein oder durch Abnutzungen im Betrieb verursacht werden. In jedem Fall stellen solch individuell geformte Bauteile für die serielle Bearbeitung eine Herausforderung dar.

BCTs System OpenARMS (open Adaptive Repair and Manufacturing Software) unterstützt den Anwender durch Berücksichtigung der Aufspann-Position als auch der Bauteilform. Nach Erfassung der Ist-Situation mit Hilfe des integrierten Messmoduls und taktiler oder optischer Sensoren erfolgt eine geometrische Anpassung der jeweiligen NC-Programme. Bearbeitungs-Strategien werden automatisch auf jedes einzelne, individuell geformte Bauteil übertragen und die Anbindung von OpenARMS an die Maschinen ermöglicht eine Bearbeitung dieser Bauteile in Serie (Adaptive Bearbeitung). OpenARMS verbindet somit die idealen CAD/CAM-Beschreibungen und die realen, teils individuell geformten Bauteile. Die Adaption ist dabei nicht auf spezielle Fertigungsverfahren beschränkt!

Kernpunkte:

Integrierte Erfassung von Bauteil-Form und -Lage, optisch oder taktil für additive und subtraktive Fertigungsprozesse
Automatische Bearbeitung individueller Bauteilformen/-Lagen durch eine direkte Anbindung an Bearbeitungsmaschinen(subtraktiv / additiv)
Entfall langwieriger manueller Ausrichteprozesse
Reduzierte Anforderungen an die Vorrichtung, –> Kostensenkung
Verringerung des Ausschusses
Minimierung der manuellen Nacharbeit.
Adaptive Aufbau-Strategien (DED)

Das Prinzip der adaptiven Bearbeitung

Erst die Berücksichtigung der jeweiligen Bauteilform und Aufspannsituation ermöglicht eine automatische Bearbeitung solch individuell geformter Bauteile. Hierzu benötigt die Adaptive Bearbeitung jedoch die Kenntnis der nominalen und der aktuellen, realen Situation.

nominal: Bauteilgeometrie (CAD-Modell), Bearbeitung, meist ein per CAM-System erstelltes NC-Programmen (1/2).
Import über Schnittstellen.
real: Ist-Zustand (3) meist taktil oder optisch erfasst. Alternativ, Import in Form von anderweitig erfassten Messwerten.
Adaption: Nutzung der Unterschiede zwischen nominaler und realer Situation als Basis zur Anpassung der Bearbeitungen.
Ergebnis: ein an Position und/oder Bauteilgeometrie angepasstes NC-Programm (4).

Systemintegration

Alles aus einer Hand

Systeme zur Adaptiven Bearbeitung, additiv oder subtraktiv, bestehen immer aus der Kombination von Mess- und Anlagen-Technik. Für einen reibungslosen Austausch von Status-Informationen und Daten zwischen den Komponenten ist OpenARMS direkt an die jeweiligen Anlagen angebunden. Dies erlaubt das Senden von Messprogrammen, das Empfangen der Messergebnisse sowie die Übertragung und Ausführung angepasster NC Programme. BCT liefert neben der Software auch die passende Sensorik zur Erfassung der Ist-Geometrie, die Spannelemente bis hin zur kompletten Anlage inklusive NC-Maschinen/Robotern so dass eine reibungsloses Arbeiten mit den Anlagen gewährleistet ist.

Kernpunkte:

Lieferung des Komplettsystems aus einer Hand
Reibungslose Integration unterschiedlicher Komponenten
Abbildung komplexer Prozessabläufe