CAM-Software Trends setzen statt ihnen zu folgen

Schneller programmieren, einfacher bedienen und effizienter fertigen: Die Aufgaben einer CAM-Software klingen einfach, obwohl Maschinen und Bauteile immer komplexer werden. SolidCAM setzt Trends und zeigt, wie die Zukunft der CAM-Software aussehen kann.

Wer ein konstruiertes Bauteil auf einer Werkzeugmaschine fertigen will, kommt meist an einer CAM-Software nicht vorbei – vor allem, wenn man mit CAD-Systemen arbeitet und die Maschine optimal ausnutzen will. Eines dieser CAM-Softwaresysteme ist Solidcam. Eines von vielen? Nein, eines mit Besonderheiten und wichtigen Unterschieden.

Auf dem CAM-Markt gibt es Stand-alone-CAD/CAM-Systeme und in CAD-Software integrierte CAM-Software. SolidCAM gehört zu letzterer Variante und integriert sich nahtlos in die Bedienoberfläche von Solidworks und Autodesk Inventor, bald auch in Solid Edge von Siemens. Michael Leditzky, Geschäftsleiter Technik bei der SolidCAM GmbH, erklärt das ganz einfach: „Wir konzentrieren uns auf das, was wir können. Sonst müsste man auch einen CAD-Kernel selbst entwickeln.“ Für die Anwender hat eine solche Integration ebenfalls Vorteile: Solidworks und Autodesk Inventor sind sehr weit verbreitete CAD-Systeme, sodass sich die Nutzer schnell „zu Hause“ fühlen.

Ebenso trägt dazu bei, dass man auf eine einfache Benutzerführung setzt: So werden die Menüs mit Piktogrammen erklärt und jede Version folgt der gleichen Bedienlogik. Updates geschehen so nahtlos, dass sich der Nutzer weder gestört fühlt, noch seine Bedienweise ändern muss. SolidCAM legt außerdem großen Wert darauf, alle Dateien älterer Versionen öffnen zu können – einen Schnitt gab es nie und wird es auch nicht geben.

Patentierte Frästechnologie setzt Maßstäbe

Doch was eine Software ausmacht, sind ihre technischen Highlights und Alleinstellungsmerkmale. Bei SolidCAM ist das unweigerlich mit iMachining verbunden, denn diese patentierte Frästechnologie hat einen Hype in der Zerspanungstechnik ausgelöst. Wie Leditzky erklärt, ist die Technologie sehr verbreitet und weltweit ein Begriff. Sie hat die Zerspanung revolutioniert. „Es ist ein großer Teil unserer DNA“, ist er sich sicher. Seit 2011 ist iMachining auf dem Markt und bisher unerreicht von Mitbewerbern. Die Werkzeugtechnologie lässt sich in Solidworks, Autodesk Inventor und inzwischen auch in Siemens NX CAM nutzen.

Im Grunde sorgt iMachining dafür, dass die Belastung auf Werkzeug, Spindel und Maschine immer gleich bleibt. Denn abhängig von Material und Fräser werden dynamisch die Schnittwerte geändert. Basierend auf der Geometrie wird stets die maximale – und dort, wo möglich, die gesamte – Schneidenlänge des Werkzeugs genutzt. Das erhöht die Werkzeugstandzeit deutlich.

Ein einzigartiger Technologie-Assistent berücksichtigt bei der Berechnung der Werkzeugbahnen die Leistungsdaten der CNC-Maschine und den verwendeten Werkstoff. Dabei berechnet er vollautomatisch Vorschübe, Spindeldrehzahl, Werkzeugversatz und Zustellung. Leditzky nennt ihn deshalb den „Autopiloten“ und verspricht „first part success“, also bereits ab dem ersten Bauteil immer die richtige Bearbeitungsstrategie. Dadurch können die Anwender sehr viel Zeit bei der Bearbeitung sparen.

Bearbeiten auf der Maschine: von Standard bis speziell

Ein CAM-System muss neben Bearbeitungsstrategien natürlich auch die Fertigungsverfahren der Maschinen abbilden. Die 2,5D-Bearbeitung, beispielsweise für Profile oder Taschen, ist wie bei vielen anderen Systemen auch bei SolidCAM standardmäßig integriert. Ebenso stehen für die 3D-Bearbeitung verschiedene Module zur High-Speed-Bearbeitung zur Verfügung, wie HSR für High-Speed-Schruppen und HSM für High-Speed-Schlichten. Außerdem ist ein Modul zur 5-Achs-Simultanbearbeitung erhältlich, das technisch alles abdeckt – von der Flügelradbearbeitung über das vollautomatische Entgraten bis hin zum Multiachsbohren. Somit bietet SolidCAM Frässtrategien für alle Branchen, unter anderem für den Werkzeug- und Formenbau, den Maschinenbau sowie für die Luftfahrt- und Automobilindustrie.

Doch womit hebt sich SolidCAM von anderen CAM-Systemen ab? Bisher unterstützt nur SolidCAM als integriertes CAM-System in Solidworks und Autodesk Inventor auch komplexeste CNC-Langdrehmaschinen und Dreh-Fräszentren. Gerade Langdrehmaschinen sind aufgrund ihrer vergleichsweise günstigen Anschaffung und ihrer Flexibilität im Kommen. Die Herausforderung beispielsweise bei diesen Maschinen ist es, sie kollisionsfrei anzusteuern. Das ist hierbei besonders schwierig, weil bauartbedingt wenig Platz und somit die Kollisionsgefahr besonders hoch ist. Die Lösung lautet Maschinenkontrollzyklus (MCO), wie Leditzky erklärt: „Wir können die Maschine in jeder Einzelheit ansteuern; zusätzlich visualisieren und simulieren wir das Ganze.“. Das ist bei Langdrehmaschinen zwingend notwendig.

Maschinensimulation zeigt ungenutztes Potenzial

Komplex wird es dann, wenn auf einer Mehrkanalmaschine gearbeitet wird. Dort müssen die verschiedenen Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt sein, um den Fertigungsprozess abzusichern. Die Lösung dafür liegt in der virtuellen Nachbildung der kompletten Maschine, der „Virtual Machine ID“ (VMID). Diese VMID ist die Grundlage für die Maschinensimulation.

Gerade bei Mehrkanal- und Langdrehmaschinen ist die Maschinensimulation essenziell. Sie zeigt schon im Vorfeld der tatsächlichen Bearbeitung, ob die gewählte Bearbeitungsstrategie kollisionsfrei möglich ist. Außerdem deckt sie auch ungenutztes Potenzial in der Maschine auf: Gerade bei Mehrachsmaschinen lassen sich durch Simultanbearbeitung Kosten sparen. Arbeiten also alle Achsen, wird die Maschine optimal ausgenutzt.

Der Postprozessor – das Schlüsselelement

SolidCAM legt großen Wert auf seine Postprozessoren, denn sie sind die Schnittstelle zwischen dem CAM-System und der Werkzeugmaschine. Auf der einen Seite ist man bestrebt, sie mit dem Maschinenhersteller zusammen zu entwickeln und zertifizieren zu lassen. Auf der anderen Seite wird der Postprozessor aber auch auf die Bedürfnisse des Kunden hin zugeschnitten. Der Grund dafür ist einfach: Der Kunde – und ganz besonders der Maschinenbediener – soll sich zu Hause fühlen. Etwa zehn Programmierer erstellen die Postprozessoren bei Solidcam in Deutschland. Sie sind sehr flexibel und können konkret auf die Kundenwünsche eingehen. Die virtuelle Maschinen-ID wird im Vorfeld definiert und anschließend werden die Postprozessoren beim Kunden adaptiert und eingefahren; am Ende wird ein komplexes Abnahmeteil gefertigt.

Weiterbildung ist Investition in die Zukunft

Die CAM-Software SolidCAM unterstützt Unternehmen ganz unabhängig von ihrer personellen Ausstattung in der Fertigung durch Teilautomatisierung und durch die leicht erlernbare Bedienung.

Als Unternehmen fördert SolidCAM aber auch die Aus- und Weiterbildung bei unterschiedlichsten Bildungsträgern, denn es ist dem Unternehmen ein großes Anliegen, bundesweit viel in Bildungsarbeit zu investieren. Insgesamt sind 13.050 Bildungslizenzen installiert – als Schulversionen sowie in der Ausbildung und Forschung in DACH. Diese Bildungseinrichtungen erhalten Solidcam-Lizenzen, Schulungen und Postprozessoren. Ein Schritt für die Zukunft von CAM-Software liegt für Michael Leditzky darin, zukünftige Fachkräfte frühzeitig heranzuziehen. Ganz wichtig sind für ihn die Techniker- und Meisterschulen, weil hier die Entscheider von morgen ausgebildet werden.

Gleichzeitig will SolidCAM aber auch das Handling der Software stetig vereinfachen und teilautomatisieren. Während Fachkräfte immer schwieriger zu bekommen sind, werden gleichzeitig Maschinen und zu fertigende Bauteile immer komplexer. Hinzu kommt, dass Unternehmen immer schneller und fehlerfrei liefern sollen – nicht selten in Losgröße 1. Erschwerend hinzu kommt, dass Konstrukteuren häufig die Fertigungserfahrung fehlt. Die entwickelten Teile sind dann meist nur mit hohem Aufwand für Programmierer und Maschinenbediener produzierbar. „Deshalb müssen wir als CAM-Hersteller einen Weg finden, um es diesen Anwendern so einfach wie möglich zu machen“, so Leditzky. „Wir müssen das so vereinfachen, dass die Leute keine Angst mehr vor komplexen Teilen und komplexen Maschinen haben.“ Hierfür bietet SolidCAM ein großes Spektrum an Schulungen an – bundesweit in den eigenen Schulungszentren oder auch vor Ort beim Anwender, je nach Bedarf.

Wenn die CAM-Software vom Anwender lernt

Zukünftig wird die Software den Anwender durch die Prozesse führen. Dazu wird SolidCAM künstliche Intelligenz (KI) nutzen: Aus den Programmierabläufen und Prozessdaten des Nutzers lernt die Software und schlägt daraufhin die nächsten Schritte vor. Grundlage für dieses Tool sind größere Datenmengen (bestehende CAM-Teile), aus denen die KI lernt. Zwar will SolidCAM selbst eine Art „Grundintelligenz“ liefern, aber sobald das System beim Anwender installiert ist, lernt es auf Basis der individuellen Daten des Nutzers, wobei dieses Wissen stets im Betrieb bleibt. So kann es sich mehr und mehr an die Arbeitsweise adaptieren und den Anwender unterstützen.

Konkret wird die Unterstützung beispielsweise über einen Dialog abgefragt: Die KI erkennt das Bauteil und fragt die Bearbeitung anhand der Historie mit „ja“ oder „nein“ ab. So lässt sich der Anwender schnell durch einen Prozess hindurchführen, weil Daten in Eingabemasken bereits vorausgefüllt sind. Er muss nur bei Änderungen eingreifen – und das spart deutlich Zeit. Was nach ferner Zukunft klingt, liegt dennoch nah: Diese KI-Unterstützung wird bereits in der Version 2022 von SolidCAM integriert sein.

Kosten exakter kalkulieren können

Ein weiterer Trend, auf den SolidCAM reagieren wird, ist neben weiteren Zeiteinsparungen auch die Möglichkeit, Kosten exakt zu kalkulieren. Dafür ist zum einen eine engere Integration der Werkzeugdatenbank in ERP-Systeme geplant, zum anderen ein Weg zur realen Überwachung der Bearbeitungszeit – beispielsweise über eine Bilderkennung. Dann kann analysiert werden, wie lange eine Bearbeitung tatsächlich dauert im Vergleich zur theoretischen Bearbeitungszeit. So ließen sich Kostenkalkulationen exakter durchführen, aber auch die Prozesse optimaler gestalten.

Auf solche Trends in der europäischen Industrie kann SolidCAM schnell reagieren: Das gilt auch für weitere Themen im Bereich der Digitalisierung, wie beispielsweise Cloudlösungen (Software-as-a-Service) oder die Nutzung von Raytracing bei der Simulation. Doch Leditzky betont: „Aber noch besser ist es, einen Trend zu kreieren, statt ihm zu folgen.“ Was das sein wird, verrät er: „Bei uns wird etwas kommen, das einen ähnlichen Hype auslösen wird wie iMachining: iTurning.“ Das macht neugierig!

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