Virtuelle Fertigung beschleunigt Prozesse

Ergebnisse absichern, Fehler vermeiden, Abläufe beschleunigen: Der Lohnfertiger von Großbauteilen Mayer Stahl- und Apparatebau setzt auf das Coscom ECO-System auf Basis einer zentralen Fertigungs- und Werkzeugdatenbank und vernetzt so CAD/CAM, Simulation und Shopfloor.
Trotz der XXL-Dimensionen bei den Bauteilen sind hohe Präzision und Maßhaltigkeit gefordert. Die umfassende Datenbereitstellung hilft, Aufspann- und Rüstzeiten deutlich zu verkürzen.
Trotz der XXL-Dimensionen bei den Bauteilen sind hohe Präzision und Maßhaltigkeit gefordert. Die umfassende Datenbereitstellung hilft, Aufspann- und Rüstzeiten deutlich zu verkürzen.Bild: COSCOM Computer GmbH

50t Gewicht, 18m Länge: Präzision in der Herstellung von Großbauteilen ist eine Herausforderung der besonderen Art. Neben einem hoch technologisierten Maschinenpark und einer umfassenden digitalen Tool-Infrastruktur sind handwerkliche Fähigkeiten und technischer Sachverstand der Mitarbeiter gefragt. Dabei gilt es, die Maßhaltigkeit über eine enorme Distanz einzuhalten: Die Rede ist von herausfordernden 0,03 bis 0,05mm bei einer Bearbeitungslänge von bis zu 18m. Für den Lohnfertiger aus Heidenheim sind derartige Werte ‚Tagesgeschäft‘. Seit mehr als hundert Jahren fertigt der Betrieb Großbauteile und Stahlkonstruktionen in hoher Qualität.

Datenvisualisierung direkt an der Maschine: Blick in den Coscom InfoPoint VM an einer CNC-Fräsständermaschine
Datenvisualisierung direkt an der Maschine: Blick in den Coscom InfoPoint VM an einer CNC-FräsständermaschineBild: COSCOM Computer GmbH

Digital in die Zukunft

In der Einzelgroßteil-Fertigung lässt sich in einem hart umkämpften Markt nur bestehen, wenn es zu keinen Kollisionen oder anderweitigen Fehlern bei der spanenden Bearbeitung kommt. Die Absicherung des gesamten Prozesses muss also lückenlos zu 100 Prozent geschehen – denn es gibt nur einen Versuch! Es geht um die 1:1-Simulation auch von Teilprozessen wie aufwändigem Rüsten, zeitintensivem Auf- und Umspannen sowie Werkzeugwechsel bei der tatsächlichen Bearbeitung.

Wie lassen sich diese hochgesteckten Ziele erreichen? Ein professionelles CAM-System ist dabei ein wichtiger Lösungsbaustein. Doch das allein genügt nicht. Es gilt, den Bogen von der idealisierten Welt der CAM-Simulation in die harte Realität der Bearbeitungszentren zu spannen. Deshalb entschied sich der Lohnfertiger für ProfiCAM Virtual Machining (VM) von Coscom Computer für die CAM-Programmierung und Vericut von CGTech mit seiner NC-Satz-Simulation. Beide Tools sind gekoppelt an das Coscom ECO- System, bestehend aus FactoryDirector VM und ToolDirector VM, das die CAM-Programmierung und Maschinensimulation mit allen relevanten digitalen Fertigungs- und Werkzeuginformationen versorgt.

Runder Workflow: ToolDirector VM sorgt für ein lückenloses Werkzeug-Datenmanagement vom CAM über die Werkzeugvoreinstellung bis an die Maschine.
Runder Workflow: ToolDirector VM sorgt für ein lückenloses Werkzeug-Datenmanagement vom CAM über die Werkzeugvoreinstellung bis an die Maschine.Bild: COSCOM Computer GmbH

Komfortable Werkzeugverwaltung

Mit dem Ziel der hauptzeitparallelen 3D-Programmierung wurde das Coscom-Projekt vor einigen Jahren mit der Einführung von ProfiCAM VM für den Bereich Fräsmaschinen mit Mehrseitenbearbeitung begonnen. Wenig später kam die Werkzeugverwaltung Tool-Director VM hinzu: Sie versorgt das CAM-System mit Werkzeugdaten und erlaubt somit die Programmierung mit realistischen Geometrien der Werkzeuge. Mittlerweile sind mehr als 4.200 Komplettwerkzeuge im System hinterlegt. Dietmar Koch, Meister Zerspanung, ist inzwischen der festen Überzeugung: „Kein CAM-System mehr ohne Werkzeugverwaltung!“

Die Einführung des ToolDirector VM hob die CAM-Programmierung auf ein neues Qualitätsniveau. Gleichzeitig sorgte dies für einen lückenlosen End-to-End-Prozess, bezogen auf das Durchreichen digitaler Werkzeuginformationen bis in die Werkzeugvoreinstellung und an die Maschine: Werkzeuglisten, Zusammenbauvorschriften der Komplettwerkzeuge, vermessene Werkzeug-Ist-Daten wurden nun im gesamten Prozess unmittelbar verfügbar. „Die Bereitstellung von aktuellen Daten ist extrem wichtig, weil es um Rüst- und Bearbeitungszeiten von teilweise mehreren hundert Stunden geht. Da dürfen keine Irrtümer geschehen“, betont Koch.

Die Heidenheimer gingen im Laufe der Jahre noch weitere Schritte in Richtung ‚virtuelles Fertigen‘. Sie führten z.B. den FactoryDirector VM ein, um sämtliche Papierdokumente zu digitalisieren und auf ‚InfoPoints‘ zu visualisieren. Aus Sicht von Dietmar Koch war es ein großer Schritt nach vorne, als jede Maschine mit einem PC und einem Monitor ausgerüstet wurde und damit die Zettelwirtschaft ein Ende fand: „Alle bereitgestellten Daten werden nun direkt vor der Maschine mit dem Coscom InfoPoint VM visualisiert. Selbst die Simulation kann dort aufgerufen werden und man kann sich die konkrete Aufspannsituation in 3D anzeigen lassen und von allen Seiten aus begutachten.“

Keine Einbahnstraße

Nun ist der Datenfluss am InfoPoint VM aber keine ‚Einbahnstraße‘. Vielmehr kann der Werker in der Ausbaustufe mit einem Kommunikationsmodul über den InfoPoint VM Rückmeldung an die Arbeitsvorbereitung oder den Meister geben, etwa wenn etwas nicht vorrätig ist. Das steigert die Produktivität, denn fehlende Informationen sind ein Synonym für Maschinenstillstand. Auch der FactoryDirector VM als zentrale Datenbasis arbeitet in beide Richtungen: So werden beispielsweise die während des Produktionsprozesses optimierten NC-Codes in die Datenbank zurückgespielt. „Im Falle der Wiederholteilfertigung bedeutet diese Fertigungsdokumentation, dass das Coscom ECO- System eine Knopfdrucklösung aufgrund von ausgeklügelter Knowhow-Sicherung aus der vorangegangenen Fertigung ist“, zeigt sich Geschäftsführer Martin Gentner begeistert. „Nahm früher eine typische Bauteilbearbeitung rund 15 Arbeitstage in Anspruch, sind es heute keine zehn mehr. Gut 25 Prozent der erzielten Zeiteinsparungen haben wir durch die Digitalisierung mit Coscom erreicht.“

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