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CAM-Software Bearbeitungszeit um 2/3 verkürzt

| Autor / Redakteur: Nicole Rubbe / Stefanie Michel

Rationalisierungspotenziale will jedes Unternehmen erschließen. Dabei helfen können moderne CAM-Systeme und deren Zusatzbausteine. Ein Beispiel dafür ist I-Machining von Solidcam, wie erneut der Einsatz bei der Odenwälder Kunststoffwerke Gehäusesysteme GmbH zeigt.

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Die Eingabemaske für I-Machining. Mithilfe der Software konnte etwa zwei Drittel der Bearbeitungszeit eingespart werden.
Die Eingabemaske für I-Machining. Mithilfe der Software konnte etwa zwei Drittel der Bearbeitungszeit eingespart werden.
(Bild: DPS Software)

Kleine Stückzahlen, eine hohe Qualität, individuelle, kundenspezifische Ausführungen, guter Service und weltweite Lieferfähigkeit: Das schaffen kleine bis mittelgroße Unternehmen heute nur noch, wenn sie entlang der Prozesskette die bestmöglichen Tools einsetzen. Die Odenwälder Kunststoffwerke Gehäusesysteme (OKW) gehören zu dieser Kategorie.

Das 1948 in Buchen im Odenwald gegründete Unternehmen befindet sich noch immer im Besitz der Gründerfamilie. Die OKW-Produkte, Drehköpfe und Gehäuse, werden weltweit vermarktet. In acht Ländern auf vier Kontinenten gibt es eigene Werksniederlassungen, in allen anderen ist man durch Handelsunternehmen vertreten. Die Exportrate beträgt weit über 50 %. Das Odenwälder Unternehmen selbst hat rund 100 Mitarbeiter, die gesamte Unternehmensgruppe mit acht Firmen rund 400.

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Neben den Standardausführungen fertigt OKW Gehäusesysteme sehr viele kundenspezifische Gehäuse. Das betrifft die mechanische Bearbeitung, aber auch die Lackierung und Bedruckung. Die Stückzahlen pro Auftrag sind dabei klein. „Wir haben eine durchschnittliche Losgröße von 100“, so Fertigungsleiter Helmut Böhrer. Doch für alle muss eine konstruktive Anpassung und im Anschluss ein NC-Programm erstellt werden. Ohne CAD/CAM geht das nicht mehr.

CAD und CAM unter einem Dach

Die Odenwälder hatten zunächst ein einfaches 2D-System, sind aber Mitte der 2000er-Jahre auf die Solidworks-Welt umgestiegen. Wichtig für die Gehäusefachleute war ein CAD/CAM-System aus einem Guss. Beide Systembereiche sollten unter einer Benutzeroberfläche verfügbar sein und mit nur einem Modell arbeiten. Diese Aufgabe hatte ihrer Meinung nach die Firma DPS Software am besten gelöst. So wurde DPS der „Hauslieferant“ für CAx – und ist es bis heute.

Die DPS Software GmbH wurde 1997 gegründet und ist heute der größte Solidworks-Reseller in Europa sowie der größte Sage-Reseller in DACH. Neben den Produkten von Solidworks hat DPS die CAM-Produkte von Solidcam im Portfolio. Hinzu kommen eigene Module und Lösungen.

Über DPS hat OKW Gehäusesysteme inzwischen 14 CAD- und 5 CAM-Lizenzen installiert. Dazu kommt eine Lizenz für I-Machining und eine weitere für den Solidworks Composer. Die gesamte Installation wird über das PDM-System Solidworks PDM Professional verwaltet.

Heute ist man mit dieser Systemlandschaft sehr zufrieden und baut sie langsam weiter aus. Besonders beeindruckt sind die Anwender von I-Machining von Solidcam für die schnelle Schruppbearbeitung.

Schruppen im Gleichlauf

Seit einigen Jahren bieten CAM-Hersteller spezielle Programme für die Schruppbearbeitung im Gleichlauffräsen an. Dabei werden hohe Spanvolumina durch die Mantelseiten der Fräser abgetragen. Die Bearbeitung beginnt mit dem Eintauchen des Werkzeugs und dem spiralförmigen Abfahren von Werkzeugwegen, die sich am Ende immer mehr der Soll-Kontur annähern. Im Vergleich zu konventionellen CNC-Programmen spart dieses Verfahren Fräszeit. Eines dieser Systeme ist I-Machining von Solidcam. Der israelische Hersteller hat die Software selbst entwickelt und keine Technologien von anderen Herstellern genutzt.

Die Software nutzt die 3D-Rohmodelldaten und die CAD-Geometrie des Fertigteils für die Eingabe. Den Rest macht das System selbst. Das geht aber nur durch in der Datenbank hinterlegte Angaben: Dazu gehören:

  • die Werkzeugdaten,
  • die Materialdaten (viele sind schon im System vorgehalten, andere können ergänzt werden) und
  • die Maschinendaten.

Aus allen diesen Angaben erstellt I-Machining ein Hochgeschwindigkeits-CNC-Programm. Der Algorithmus des Systems sorgt dafür, dass immer das gleiche Spanvolumen pro Fräszahn abgetragen wird. Somit wird das Werkzeug optimal ausgelastet, aber nicht überlastet und es entsteht ein großes Spanvolumen pro Zeiteinheit. Am Ende des Verfahrens, das hier nur grob geschildert ist, steht eine Zeitersparnis, die im Durchschnitt mit 70 % angegeben wird. Natürlich hängt der Wert eben von den jeweiligen Aufgaben ab.

Neben der Zeitersparnis steht die Werkzeugschonung im Mittelpunkt, welche gerade bei schwer zerspanbaren Materialien zu deutlichen Standzeiterhöhungen führt (um das 2- bis 3-fache, wie die Erfahrung zeigt). Der geringere Schnittdruck führt auch zu positiven Effekten bei „kniffeligen“ Spannsituationen, etwa auf Paletten. Die Einspannstelle ist weniger belastet, das Teil bleibt bei der Bearbeitung sicher in seiner Position.

Einsatz im Werkzeugbau

Für ganz spezielle Sonderanfertigungen betreibt OKW Gehäusesysteme einen kleinen Werkzeugbau. Hier entstehen hauptsächlich Werkzeugeinsätze, die in Basisformen genutzt werden, um die Kosten gering zu halten. Um diese Stahlteile zu bearbeiten, wird I-Machining eingesetzt. „Wir haben I-Machining auf einer Messe gesehen und waren gleich davon begeistert“, sagt Dieter Neukirchner, zuständig für die Arbeitsvorbereitung und CAx-Systeme bei OKW. „Auch wenn unsere Kollegen im Werkzeugbau zunächst skeptisch waren und unter anderem die kurzen Programmierzeiten nicht glauben wollten, so haben sie sich dann doch selbst überzeugt und wir haben das System 2014 eingeführt.“ Mittlerweile sind die in der Praxis erzielten Erfahrungen so gut, dass es keinerlei Zweifel an I-Machining mehr gibt: „Wir haben die Bearbeitung der Formteile auf den Bearbeitungszentren um zwei Drittel verkürzen können“, bestätigt Fertigungsleiter Böhrer.

Es geht aber in Einzelfällen noch schneller, wie vor Ort durch eine Live-Simulation zum Fräsen einer Kavität in einem Werkzeugteil demonstriert wurde. Es wurde gezeigt, dass eine konventionelle Bearbeitung mit einem Messerkopf 3 Stunden dauern würde, mit I-Machining ist sie in 18 Minuten fertig. Hinzu kommen weitere Effekte: In I-Machining werden nicht die einzelnen NC-Wege programmiert, sondern es werden quasi nur „Randbedingungen“ definiert. Das führt ebenfalls zu einer Zeiteinsparung bei der Programmerstellung um etwa 70 %. Außerdem erhöht sich die Standzeit der Werkzeuge wenigstens um das doppelte, wie bei OKW zu erfahren ist.

Einen weiteren Vorteil sieht Böhrer beim Fräsen filigraner Konturen: „Wir gehen hinunter bis zum Werkzeugdurchmesser 0,6 mm. Dabei hat es früher recht oft Werkzeugbruch gegeben. Das ist mit I-Machining wesentlich besser geworden.“ All dies führt zu kurzen Amortisationszeiten, die sich meist in Monaten und nicht in Jahren bemessen.

Am Ende weist Dieter Neukirchner noch auf die gute Zusammenarbeit mit DPS hin: Die Beratung und Hilfe über die Hotline gehe schnell und problemlos, die Einführung von Solidworks PDM Professional verlief ebenfalls sehr gut.

* Nicole Rubbe ist Leiterin der Öffentlichkeitsarbeit bei der DPS Software GmbH in 70771 Leinfelden-Echterdingen

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