Systeme für die effizienten CNC-Programmierung

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Ralf Steck - Die Textwerkstatt

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Mit ausgereiften Schnittstellen Systeme verknüpfen

Am Ende ist der Unterschied zwischen Entwicklungsumgebungen, die aus einer Hand kommen, und solchen, die aus Systemen unterschiedlicher Hersteller bestehen, gar nicht so groß ist, wie es zunächst scheint. Auch die integrierten Systeme enthalten oft „Fremdmodule“.

Sich für letztere Lösung zu entscheiden, hat vor allem zwei Gründe: Zum einen kann man in diesem Fall die Teilsysteme auswählen, die wirklich zu den eigenen Anforderungen passen. So haben beispielsweise auch CAM-Systeme durchaus unterschiedliche Schwerpunkte, sodass je nach eigenen Produkten, Maschinen und Fertigungstechnologien das eine oder das andere System besser zum eigenen Betrieb passt. Zum anderen machen es moderne Softwarearchitekturen immer einfacher, Systeme miteinander zu verknüpfen. Schnittstellen sind ausgereifter, IT-Technologien wie REST oder XML erleichtern die Integration und den Datenaustausch.

Nicht zuletzt kommt es stark darauf an, wie tief integriert die Arbeitsabläufe tatsächlich sind. So ist es durchaus sinnvoll, dem CAD-Entwickler Simulationstools zur Verfügung zu stellen, die es ihm ermöglichen, seine konstruktiven Ideen direkt zu überprüfen. In anderen Bereichen ist die Integration weniger stark. So ist es eher ungewöhnlich, dass ein und derselbe Anwender CAD und CAM „hauptberuflich“ bedient. Die NC-Programmierung ist sehr oft eine getrennte Abteilung, in die die Daten vor allem „downstream“ fließen.

Über Schnittstellen gehen Informationen verloren

So stehen beispielsweise beim Cimatron-System, das sich vor allem an Formen- und Werkzeugbauer wendet, Funktionen im Vordergrund, die bei der Konstruktion von Spritzguss- und anderen Formen benötigt werden. Die Schnittstelle zwischen den Systemen wandert damit von der Schwelle zur NC-Programmierung nach vorn in den CAD-Prozess. Der Konstrukteur definiert die Form des Produkts, der Formenbauer entwickelt auf dieser Basis die Form mit Trennung, Auswerfern, Anguss und all den anderen Bestandteilen einer kompletten Spritzgussform. Auf Basis dieser Formdaten wiederum entstehen – diesmal ohne weitere Schnittstelle – die NC-Programme zur Herstellung der Formteile.

Diese Aufteilung ist sinnvoll: Bei der Übertragung über Schnittstellen gehen zwangsläufig Informationen verloren – beispielsweise die Konstruktionshistorie. An der Schnittstelle zwischen Konstruktion und Formenbau – die sehr oft mit einer Übergabe an eine andere Abteilung oder sehr oft an externe Dienstleister einhergeht – ist dies weniger dramatisch als mitten im Prozess.

Ein gutes Beispiel für geometrische Änderungen, die im CAM-System besser aufgehoben sind als in der Konstruktionsabteilung, ist das Bombieren (Verbiegen einer Geometrie). Dabei geht es darum, dem oft unvermeidbaren Verzug beim Abkühlen entgegenzuwirken. Die Verzugssimulation wird typischerweise in einer Spritzguss-Simulationssoftware wie Moldflow durchgeführt. Dazu exportiert der CAM-Spezialist eine STL-Datei des Bauteils aus Cimatron und simuliert den Gussvorgang. Das Ergebnis ist eine weitere, diesmal mit dem Verzug versehene STL-Datei. Aus der Differenz dieser beiden Dateien kann Cimatron nun eine entgegengesetzte Verformung der Kavität in der Spritzgussform berechnen. Das Teil wird also „verbogen“ hergestellt und verzieht sich beim Abkühlen so, dass die gewünschte Form entsteht. Cimatron-Applikationstechniker Harald Röhle verdeutlicht: „Cimatron berücksichtigt bei dieser Verformung auch integrierte Rippen und verbiegt diese separat, damit diese am Ende richtig stehen. Viele CAM-Module hingegen wenden die Verformung global an, sodass das Endergebnis nie wirklich mit dem Urmodell übereinstimmt.“

Prozesssichere Software beschleunigt die Fertigung

Eine Vielzahl von Automatismen und Katalogteilen, deren Auswahl speziell an die Aufgaben des Formen- und Werkzeugbaus angepasst ist, ermöglicht extrem effizientes Arbeiten. Das hat auch Thomas Brämswig von Werkzeugbau Kröger erfahren. Das Unternehmen ist Dienstleister für den Spritzguss-Formenbau und hat täglich mit Daten zu tun, die aus den unterschiedlichen CAD-Systemen der Kunden kommen.

„Cimatron bietet extrem stabile Schnittstellen“, erläutert Brämswig. „Diese können auch mit den typischen mikroskopischen Lücken zwischen Flächenelementen umgehen, die bei der Konvertierung zwischen verschiedenen Systemen entstehen. Das erleichtert uns die Arbeit, da wir im Verlauf eines Projekts vom Kunden meist zwei bis drei aktualisierte Datenstände bekommen. In anderen Systemen müssten wir jedes Mal neu beginnen, Fehler zu bereinigen. Cimatron lässt sich davon einfach nicht stören.“

Cimatron hat weitere Vorteile, wie Brämswig anfügt. „Wir sind prozesssicherer geworden, denn wir konnten viele Abläufe automatisieren. Das sorgt für weniger Fehler und immer gleiche Abläufe – was wiederum die Möglichkeit eröffnet, weitere Prozesse zu beschleunigen, die nicht unbedingt direkt an Cimatron hängen. Alles in allem sind wir in der Fertigung 15 bis 20 % schneller geworden, seit wir diese Software verwenden.“

Spezialisten wie die bei Cimatron haben oft auch einen extrem tiefen Einblick in aktuelle Entwicklungen des Formen- und Werkzeugbaus und setzen diese in der Software um. So bietet die Software ein Modul zur Erzeugung konturfolgender Kühlkanäle, wie sie der 3D-Druck von Formeinsätzen ermöglicht. Damit ist der Anwender solcher Systeme in der Lage, sehr schnell in neue Technologien einzusteigen und diese für seine Kunden nutzbringend umzusetzen.

Jeder Produktentwicklungsprozess ist unterschiedlich. Es lohnt sich durchaus, außerhalb der von einem Anbieter definierten Grenzen zu denken und die Softwareumgebung so zu wählen, dass sie den Anforderungen der eigenen Abteilung oder des eigenen Unternehmens möglichst optimal entspricht.

* Dipl.-Ing. Ralf Steck ist freier Fachjournalist. Weitere Informationen: 3D Systems Software GmbH in 76275 Ettlingen, Tel. (0 72 43) 53 88-0, info@3dsystems-software.de

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