Tutorial
Bevor Sie Ihr erstes Wickelprogramm erstellen, lohnt es sich, ein paar Grundlagen vorzubereiten. Der Programm-Assistent, zu finden unter Filament Winding > Programs > Add a new Program, bringt bereits fertige Vorlagen für Maschinen, Dorne, Abzugsköpfe und Rohmaterialien mit, was die Ersteinrichtung deutlich erleichtert.
Um diesen Assistenten optimal zu nutzen, sollten Sie folgende Informationen bereithalten:
- die auf Ihrer Maschine installierte HMI-Marke und wie deren Achsen konfiguriert sind;
- den verwendeten Dorntyp und seine grundlegenden Abmessungen;
- die Bandbreite, mit der Ihre Maschine arbeitet.
Dies ist der Startbildschirm zum Anlegen eines neuen Materials. Über Erstellen öffnet sich das Materialformular, in dem Sie Zusammensetzung, Maßeinheit und Stückliste konfigurieren, die im nächsten Abschnitt genauer erklärt werden.
In diesem Formular registrieren Sie ein Verbundmaterial und teilen dem System drei Dinge mit: was das Endprodukt ist, welche Maßeinheit für den Verbrauch verwendet wird, und wie das Rezept (die Stückliste) aussieht.
Hier die Bedeutung der einzelnen Felder:
1) Name
Eine frei wählbare Bezeichnung für das Material, meist mit Angabe des Harz/Faser-Verhältnisses und des Roving-Typs, z. B. "30% Harz 70% Roving Tex 2200".
2) Materialtyp
Auf Verbund (Composite) gesetzt, was bedeutet, dass dieser Eintrag eine Mischung mehrerer Komponenten ist und kein einzelner Rohstoff. Verfügbare Typen sind:
- Faser — Roving, Tow, Gewebe oder Vlies; erfasst den Faserverbrauch in kg, tex oder g/m.
- Harz — Epoxid, Polyester, Vinylester; erfasst den Harzverbrauch in kg oder L, optional mit Dichte zur Umrechnung Volumen/Masse.
- Prepreg — Faser, die bereits Harz enthält; wird direkt in m, m² oder kg erfasst.
- Verbund — ein Rezept aus mehreren Komponenten, definiert über eine Stückliste.
- Füllstoff — feste Zusatzstoffe wie Kieselsäure, Mikrokugeln, Talkum oder Pigment.
- Trennmittel — Trennmittel oder Trennfolie, z. B. Wachs, PVA oder Release-Film.
3) Länge zur Berechnung des Verhältnisses
Legt die Basismenge fest, auf die das Rezept skaliert wird. Ist die Produkteinheit eine Länge und dieser Wert 1, beschreibt die untenstehende Stückliste den Verbrauch für 1 km Endmaterial; bei einem Wert von 10 gilt dasselbe Rezept für 10 km.
4) Maßeinheit des Produkts
Die Einheit, in der das fertige Verbundmaterial gemessen wird, üblicherweise Länge (km), da beim Filamentwickeln meist die Band-/Laminatlänge oder die Bahnlänge verbraucht wird.
5) Stücklistenzeilen (BoM)
Das eigentliche Rezept: Jede Zeile enthält eine Komponente, die verbrauchte Menge und ihre Maßeinheit, mit Optionen zum Hinzufügen, Bearbeiten oder Löschen von Zeilen. Beispiel für 1 km Verbundmaterial: 2,2 kg Roving Tex 2200, 0,942 kg Harz und 9,8 g MEK (Katalysator).
6) OK / Abbrechen
OK speichert das Material und sein Rezept; Abbrechen verwirft die Änderungen.
Dieser Bildschirm ist ein Assistent, der einen Dorn aus einer fertigen Vorlage erstellt.
1) Name
Die Bezeichnung, unter der dieser Dorn in Ihren Listen und Programmen erscheint. Gute Beispiele enthalten Typ, Durchmesser und Länge, z. B. "POLE Ø380-156 x 12500". Solche Details von Anfang an anzugeben erleichtert das spätere Wiedererkennen.
2) Vorlage
Wählen Sie ein vorkonfiguriertes Dornmodell, z. B. "POLE Ø380-156 X 12500MM". Bei der Auswahl wird die Geometrie automatisch geladen: Form/Typ, Anfangs- und Enddurchmesser, Gesamtlänge und weitere von der Vorlage definierte Abmessungen.
Neben dem Feld Vorlage ermöglicht das Stiftsymbol das Bearbeiten der Abmessungen der ausgewählten Vorlage, während das Plussymbol das Anlegen einer neuen, als Standard zu speichernden Vorlage erlaubt.
OK erstellt den Dorn anhand der gewählten Vorlage; Abbrechen schließt den Assistenten ohne zu speichern.
Hier bearbeiten Sie die Dorn-Geometrie, die die Software zur Berechnung der Wickelbahn verwendet.
Status zeigt Entwurf, solange der Dorn noch bearbeitet werden kann. Name ist die in Listen und Programmen angezeigte Bezeichnung. Format bestimmt, welches Formmodell und welche Abmessungen erforderlich sind, und aktualisiert die Skizze entsprechend.
Die Geometrieparameter (üblicherweise mit D1–D4 und L1–L3 bezeichnet) fließen direkt in die angezeigte Skizze ein. Gängige Felder sind:
- Datum — eine Referenz, die als "Nullpunkt" für die Positionierung des Dorns in den Berechnungen dient.
- Durchmesser 1 / Durchmesser 2 — die Hauptdurchmesser des Dorns. Bei einem konischen Dorn entsprechen sie dem größeren bzw. kleineren Ende; bei einem Rohr sind sie in der Regel gleich.
- Länge — die für das Wickeln verwendete Länge des Hauptkörpers.
- Länge der oberen Achse — die Länge des Aufnahme-/Spannschafts.
- Durchmesser der Basisachse — der Durchmesser dieses Aufnahmeschafts.
- Reibung — der vom Wickelmodell verwendete Koeffizient.
Das Menü Format bietet drei Formen:
- Konisch — entlang der Länge von Durchmesser 1 zu Durchmesser 2 verjüngt.
- Rohr — ein Zylinder mit konstantem Durchmesser.
- Kapsel — ein zylindrischer Körper mit abgerundeten oder elliptischen Enden.
Wie der Dorn wird auch der Abzugskopf (Payout Eye) über einen auf einer Vorlage basierenden Assistenten erstellt.
1) Name
Geben Sie einen Namen an, der in Ihren Listen und Programmen erscheint, idealerweise mit Angabe von Rollentyp, Rollenanzahl oder Maschinenmodell, z. B. "Payout Eye 1 - 2 Rollen".
2) Vorlage
Wählen Sie eine vorkonfigurierte Abzugskopf-Vorlage (z. B. "PAY OUT"). Dadurch werden automatisch Geometrie und Versatz, Rollen-/Führungskonfiguration, Bandbreitengrenzen sowie Standardwinkel oder Freiraumwerte geladen, je nachdem, wie die Vorlage definiert wurde.
Dieser Bildschirm konfiguriert den Abzugskopf und die Regeln, mit denen die Software Dicke, Abstand und Entfernung zum Dorn berechnet.
1) Kopfzeile
Status zeigt den bearbeitbaren Zustand (Entwurf), und Name identifiziert den Abzugskopf.
2) Bandbreitenliste
Diese Nachschlagetabelle teilt dem System für einen gegebenen Wickelwinkel mit, welche Bandbreite, welches Material, welche Dicke und welche Filamentanzahl anzuwenden sind. Jede Zeile enthält den Winkel (z. B. 15°, 50°, 65°, 90°), die Bandbreite, das verwendete Material, die erwartete Schichtdicke und die Filamentanzahl, mit Symbolen zum Bearbeiten oder Löschen von Zeilen und einer Schaltfläche zum Hinzufügen neuer Zeilen. Diese Tabelle bestimmt direkt Bandbreite, Dicke und Materialverbrauch, sobald Sie ein Programm mit einem passenden Winkel erzeugen.
3) Abstandsregel
Legt fest, welche Regel das System zur Berechnung der Position des Abzugskopfs relativ zum Dorn verwendet. Drei Optionen stehen zur Verfügung:
- Roving-Länge — basiert auf der tatsächlichen Länge des Faserpfads vom Abzugskopf bis zur Dornoberfläche; die geometrisch genaueste Option, gut geeignet für konische Dorne oder Kapseldorne.
- Konstanter Abstand zum Dorn — hält einen festen Abstand zur Dornoberfläche ein und passt sich automatisch an, wenn sich der lokale Radius ändert; nützlich, wenn die Maschine stets einen festgelegten Abstand zum Werkstück halten soll.
- Fester Abstand zur Dorn-Mittelachse — hält einen konstanten Abstand zur Mittellinie des Dorns anstelle der Oberfläche; geeignet für Maschinen, die auf die Mittellinie referenziert sind.
4) Abstand zum Dorn
Der Abstand zwischen Abzugskopf und Dorn, der die Geometrie des Faserpfads, die Winkelgenauigkeit in der Nähe von Übergängen sowie den Sicherheitsabstand gegen Kollisionen beeinflusst.
5) Querversatz
Der seitliche Versatz des Abzugskopfs relativ zur Mittellinie des Dorns.
6) OK / Abbrechen
OK speichert die Konfiguration des Abzugskopfs; Abbrechen verwirft die Änderungen.
Dieser Bildschirm ist ein Assistent, der ein Maschinenprofil aus einer Vorlage erstellt, die die Achskonfiguration und das beim Erzeugen des Programms verwendete Postprozessor-Verhalten festlegt.
1) Name
Geben Sie einen Namen ein, der Steuerungsmarke und Achssatz kennzeichnet, z. B. "Kollmorgen 4-Achsen FW".
2) Vorlage
Wählen Sie eine vorkonfigurierte Maschinenvorlage — die Optionen umfassen üblicherweise Steuerungen wie TexComputer, Kollmorgen (3 oder 4 Achsen), Mach3 oder LinuxCNC. Eine Maschinenvorlage legt fest, welche Achsen vorhanden sind, wofür jede steht (z. B. Dornrotation, Wagenverfahrweg, Anfahrbewegung, Kopfrotation), ihre Richtungskonventionen, Einheiten und Skalierungen sowie das Ausgabe-/Postprozessor-Format für diese Steuerung.
Diese Seite konfiguriert die allgemeinen Maschineneinstellungen, Achsgrenzen und -geschwindigkeiten sowie die Art, wie die Software das Ausgabeprogramm schreibt.
1) Allgemeine Felder
Status zeigt den Zustand des Profils (Entwurf während des Testens). Name und Beschreibung identifizieren das Profil. Erzeugte Dateiendung legt den exportierten Dateityp fest (.nc, .tap, .txt, .pgm), passend zu Ihrer Steuerung. Einheitensystem schaltet zwischen metrisch und imperial für alle Abmessungen und Vorschubwerte um. Reibung ist ein vom Bahnmodell verwendeter Koeffizient.
2) Bahnauflösung
Punktabstand in der Umkehrzone und Punktabstand in der Geodäte steuern den Punktabstand (und damit die Glätte im Vergleich zur Programmgröße) in den Umkehrzonen und im regulären Wickelbereich. Anzahl der Punkte pro 360 Grad legt fest, wie fein eine vollständige Dornumdrehung dargestellt wird.
3) Ausgabefilterung/-glättung
Ein optionaler G-Code-Filter kann die erzeugte Bahn glätten. Zugehörige Einstellungen umfassen einen Glättungsfaktor zum Abmildern scharfer Ecken, Umgebende Zeilen bearbeiten zur Steuerung, wie viele benachbarte Zeilen angepasst werden, sowie eine Option Linien in linearer Bewegung reduzieren, die kleine lineare Segmente zu einem leichteren Programm zusammenfasst.
4) Geschwindigkeits-/Vorschublogik
Tangentiale Fasergeschwindigkeit legt die zur Berechnung der Vorschubwerte verwendete Ziel-Oberflächengeschwindigkeit fest. Maßeinheit der Vorschubgeschwindigkeit muss den Erwartungen Ihrer Steuerung entsprechen (z. B. mm/min). Minimale Prozesszeit ist ein Sicherheitsparameter, der unrealistisch kleine Zeitschritte verhindert.
5) Achsentabelle
Jede Zeile definiert Achstyp, Höchstgeschwindigkeit, Mindest-/Höchstgrenzen, Beschleunigung und Maßeinheit. In einer typischen 4-Achsen-Konfiguration: A ist die Dornrotation, Y der Verfahrweg des Imprägnierwagens, X der Anfahrabstand zum Dorn, und Z die Neigung des Abzugskopfs. Diese Grenzen halten das erzeugte Programm innerhalb der physikalischen Möglichkeiten der Maschine.
6) Postprozessor-Blöcke
Große Textblöcke setzen die endgültige Ausgabedatei zusammen: ein Kopfkommentar mit Dorndaten, ein Zykluskopf, der Positionierungsmodi festlegt und eine Zykluszusammenfassung ausgibt, Unterprogramm- und Unterprogrammaufruf-Blöcke, die wiederholte Zyklen gruppieren, ein Fußbereich sowie eine kompilierte Vorschau, die die Reihenfolge zeigt, in der alle Blöcke aneinandergereiht werden.
Dieses Beispiel zeigt, wie der Programmtext tatsächlich aus seinen Bausteinen zusammengesetzt wird: Kopfzeilen, Unterprogrammaufrufe, Bewegungszeilen und Fußzeilen.
1) Head $C — Hauptkopf
Die ersten Zeilen des Programms, typischerweise eine Startmarkierung und eine Programmnummer (z. B. O1000), gefolgt von einem Kommentar mit Dornwerten wie Name, Basisdurchmesser, oberem Durchmesser und Länge.
2) Head $PC — Zykluskopf
Wird vor Beginn jedes Wickelzyklus eingefügt: ein Kommentar, der Winkel, Durchmesser, Index, Bandbreite, Abzugskopfname und Roving-Länge des Zyklus zusammenfasst, gefolgt von Modusbefehlen wie G90 (absolut), einer Eilgangbewegung zur Positionierung, G91 (inkremental) und G64 (kontinuierliche Bahn), sowie einem optionalen Halt, falls aktiviert.
3) Group $PROGRAM — Unterprogrammdefinition
Definiert den Rumpf des wiederholt auszuführenden Unterprogramms, beginnend mit einer Unterprogrammnummer und endend mit einem Unterprogrammende-Befehl (M99) nach dem Platzhalter für die Bewegungszeile.
4) Group $PA — Unterprogrammaufruf
Weist das Hauptprogramm an, dieses Unterprogramm eine bestimmte Anzahl von Malen auszuführen, mittels eines M98-Aufrufs mit Unterprogrammnummer und Wiederholungszähler.
5) Cycle $PLA — Hauptbewegungszeile
Die zentrale Mehrachsbewegung für einen inkrementellen Wickelschritt: inkrementelle Werte für Rotations-, Quer-, Anfahr- und Neigungsachse, ein Vorschub (Feedrate) sowie ein abschließender Debug-Kommentar mit Zyklusnummer und absoluter Position jeder Achse.
6) Alle Zyklen
Wenn aktiviert, erzeugt der Postprozessor alle definierten Zyklen (jede Kombination aus Winkel, Bandbreite und Material im Auftrag), nicht nur einen.
7) Footer $PF — Hauptfußbereich
Ein optionaler Block, der unmittelbar vor den abschließenden Programmende-Befehlen eingefügt wird.
8) Compiled $C
Eine Vorschauliste, die zeigt, welche Blöcke — Kopf, Zykluskopf, Unterprogramm, Unterprogrammaufruf, Fußbereich — in welcher Reihenfolge aneinandergereiht werden, um das endgültige Programm zu bilden.
9) Footer $R — Programmende
Die abschließenden Beendigungsbefehle, typischerweise M30 (Programmende und Rücklauf), mit einer für die Zielsteuerung spezifischen Präfixformatierung.
Programmkopf
Status zeigt, ob das Programm Entwurf oder Fertig ist. Name und Beschreibung kennzeichnen es, und Dorn wählt die für Berechnungen und Simulation verwendete Geometrie.
Maschinen-/Abzugskopf-Einrichtung
Ein eigenes Panel definiert die "Compiler-Eingaben" des Programms: ein optionales Notizfeld, das Maschinenprofil, eine Option für Mehrere Abzugsköpfe bei Mehrkopf-Konfigurationen, die Abzugskopf-Konfiguration, das Materialrezept, die Anzahl der Filamente, und den ausgegebenen G-Code-Dateinamen. Optionale Kontrollkästchen umfassen Mehrfachgeschwindigkeit (variable Geschwindigkeitslogik), Endenverstärkung (Verstärkung nahe den Enden), Dickenskalierung, Konische Dicke und 3D-Zyklus (3D-Visualisierung).
Schichten
Das Rezept des Programms ist eine Liste von Schichten, von denen jede einen Wickelvorgang mit Kommentar, Winkel, optionaler Drehrichtungsumkehr, Wickeltyp (z. B. Helikal), Startposition, Länge, Dicke und einer automatisch berechneten Filamentanzahl darstellt. Ein- und Auslauframpe sowie ein optionaler Halt können pro Schicht festgelegt werden, und Schaltflächen erlauben das Hinzufügen, Neuordnen, Bearbeiten oder Löschen von Schichten. Jede Schicht meldet zudem den anteiligen Materialverbrauch, während das Programm insgesamt den Gesamtverbrauch anzeigt.
Schicht-Editor
Beim Öffnen einer Schicht werden dieselben Felder im Detail angezeigt — Compiler-Informationen, Kommentar, Winkel, Rotation, Wickeltyp, Position, Länge, Dicke, Filamentzahlen, Rampen und Halt — sowie für diese Schicht ein Diagramm von Dicke gegenüber Länge, Geschwindigkeitsprofile pro Achse und eine Aufschlüsselung des Verbrauchs von Harz, Katalysator und Roving.
