Werkzeuge aus dem Hause Straka Werkzeugbau, mit denen – bevorzugt in Folgeverbundtechnik – komplexe Stanz- und Ziehteile entstehen, sind bei Kfz-Zulieferern äußerst gefragt. Einen wesentlichen Beitrag zum Erfolg der Wuppertaler leistet die durchgängige 3D-CAD/CAM-Branchenlösung Visi, die den gesamten Workflow abdeckt – von der Kalkulation über die Konstruktion bis hin zum Fräsen und Drahterodieren.
Das Know-how von Straka wird vor allem geschätzt, wenn es um Werkzeuge für Blechteile geht, die zwar meist nicht im Sichtbereich liegen, dafür aber extrem komplizierte Geometrien aufweisen können. Dies erfordert eine Menge Wissen und Erfahrung, weshalb die Wuppertaler fast alle Werkzeuge im Haus konstruieren. Zusätzlich bieten sie umfangreiche Serviceleistungen an, die von der Hilfestellung bei der Bauteilauslegung, über die Umformsimulation, die extern vergeben wird, dem Prototypenteil und Abmusterung bis hin zur Kleinserie den gesamten Prozess abdeckt.
Zum Erfolg trägt bei, dass Straka von Anfang an auf modernste Mess- und Fertigungstechnik gepaart mit effizienten Abläufen setzte – ergänzt durch eine hoch entwickelte CAD- und CAM-Infrastruktur mit insgesamt fünf Arbeitsplätzen, davon drei in der Konstruktion. Diese Aufgabe wird heute komplett von der Software Visi abgedeckt, eine Produktfamilie des britischen Herstellers Vero Software. Mit dem Wechsel zu Visi ist der Werkzeugbauer 2011 auch komplett auf 3D umgestiegen. Damit ging nicht nur die zweidimensionale Arbeitsweise mit der CAD-Software Mastercad zu Ende, sondern auch die Ära Mastercam, mit der über viele Jahre hinweg die Fräs- und Drahterodiermaschinen programmiert worden waren.
„Wir hatten uns damals die 3D-CAD- und 3D-CAM-Systeme angesehen, die über spezielle Funktionen für Stanz- und Umformwerkzeuge verfügen. Darunter auch Cimatron E von 3D Systems und Cadda-3D von Daveg – sowie Visi“, blickt Firmenchef Karsten Straka zurück. „Bei der Entscheidungsfindung hatte Visi einen ganz wichtigen Punkt in die Waagschale geworfen: Die Durchgängigkeit.“ Denn die Software bietet nicht nur sehr ausgefeilte Module für den Stanzwerkzeugbau, sondern arbeitet sowohl bei der Konstruktion als auch bei der NC-Programmierung mit demselben Datenmodell auf Basis von Parasolid. So konnten die Wuppertaler ihren gesamten Workflow ohne Schnittstellenprobleme abbilden, angefangen von der Angebotsphase und Kalkulation über die Konstruktion bis hin zu den NC-Programmen für die Fräs- und Drahterodiermaschinen. Praktisch sind in diesem Zusammenhang auch die bei Straka installierten Floating-Lizenzen, die auf dem Server laufen und bei denen jeder autorisierte Mitarbeiter die Module nutzen kann, ohne den Arbeitsplatz zu wechseln.
Im 3D-Bereich bildet sowohl bei CAD als auch bei CAM grundsätzlich Visi Modelling die Grundlage, die durch Module aufgabenspezifisch ergänzt wird. Im Konstruktionsbereich ist dies bei Straka jeweils eine Lizenz des Schnitt- und Stanzwerkzeugmoduls Progress (Abwicklung, Streifenlayout, Werkzeugaufbau), der Bauteilbibliothek, von Blank (Zuschnittsberechnung) sowie von Advanced Modelling zur zielorientierten Verformung. An zwei weiteren Arbeitsplätzen, die sich in einem anderen Raum in der Arbeitsvorbereitung befinden, ist Visi-CAM installiert, wo die NC-Programme zum Fräsen, Bohren und zum Drahterodieren generiert werden. Hier in der AV entstehen sowohl die NC-Programme für die beiden 3-achsigen vertikalen Bearbeitungszentren wie auch für die drei Drahterodiermaschinen von Fanuc.
Pluspunkt: Automatische Featureerkennung
Die Software konnte den Werkzeugbauer bei der Präsentation sofort begeistern. Stark zur Entscheidung beigetragen hat die automatische Featureerkennung von Compass. Das Modul zur 2- und 2,5-Achsen-Bearbeitung wertet bestimmte Merkmale, Features genannt, eines Werkstücks aus und erzeugt auf der Basis hinterlegter Fertigungsdaten hierfür automatisch das NC-Programm. „Features sind reproduzierbare Regelgeometrien wie Bohrungen, Gewinde, Passungen, aber auch Rundungen, Kanten oder Frästaschen, die sich im CAD-System zusätzlich kennzeichnen und sich außerdem beschreiben lassen“, erläutert Geschäftsführer Lars Rohleder. „Wir arbeiten zum Beispiel mit einem Farbsystem, was sich auch bei der Arbeit mit Fremddateien als Vorteil herausgestellt hat.“
Doch bevor dies wie am Schnürchen klappt – so wie dies heute bei Straka der Fall ist – müssen im Vorfeld einige Voraussetzungen geschaffen werden. Diese Vorarbeit betrifft beispielsweise das Erstellen von Regeln, die Compass mit den jeweils erkannten Features verknüpft. Dies erfordert eine Standardisierung der Abläufe, die es wiederum zu definieren gilt. Das ist bei einer einfachen Bohrung relativ simpel. Doch die Komplexität steigt schnell an, wenn es mehrere Schritte zu kombinieren gilt. Ein Beispiel stellt eine Passung dar: Anzentrieren, Bohren und anschließendes Reiben, wie es viele machen, ist den Wuppertalern zu ungenau, denn häufig verläuft die Bohrung. Darum spiegeln sie vorher mit einem Führungsfräser an und die Reibahle hat eine ‚geniale‘ Führung.
„Die Implementierung der Featureprogrammierung ist dank der aktiven Unterstützung durch die Mecadat-Niederlassung Paderborn recht reibungslos verlaufen. Die Bohrprogramme sind schon nach kurzer Zeit automatisch gelaufen“, berichtet Rohleder. „Die bei uns zum Teil recht komplexen Bearbeitungsschritte, die wir heute alle in Compass abbilden, wurden anschließend Schritt für Schritt umgesetzt. Nach etwa vier Monaten waren alle Wünsche mit vielen Details umgesetzt.“
Bereits in der Nachfragephase hat sich Visi als unverzichtbares Tool herausgestellt. Das beginnt bei der Kalkulation, die durch die Streifenabwicklung ‚rasend schnell‘ geht. Eine einfache Kalkulation dauert heute etwa eine halbe Stunde und ein kompliziertes Projekt selten über zwei Stunden. In der Zeit vor Visi hat der Werkzeugbauer dafür wesentlich länger benötigt, und die Genauigkeit war selten so hoch. Hilfreich ist, dass Modelling bereits in der Basisversion serienmäßig über eine hohe Schnittstellenanzahl verfügt, was den Import der von den Kunden gelieferten 3D-CAD-Daten weitgehend problemlos macht.
Anpassbarkeit schon in der Konstruktion bedacht
„Wenn der Kunde den Auftrag unterschrieben hat, wird der Methodenplan vertieft und die Konstruktion beginnt“, erklärt Karsten Straka. „Wir versuchen schon bei der Konstruktion Möglichkeiten zu schaffen, um das Teil gegebenenfalls leichter anpassen zu können. Hierzu zählen einstellbare Bieger oder aufgeteilte Segmente, um Teilbereiche schneller ändern zu können. Denn die Arbeit an der Werkbank ist das Teuerste.”
In der Konstruktionsphase macht sich ein weiteres Merkmal des Systems positiv bemerkbar, denn bei Modelling handelt es sich um einen sogenannten Hybridmodellierer. Dies bedeutet, dass Visi den Parasolid-Kern für die Volumenmodellierung sowie für die Flächenmodellierung kombiniert nutzt. Im Gegensatz zu rein parametrisch arbeitenden CAD-Systemen hat dies im Werkzeugbau klare Vorteile, da man wesentlich schneller und flexibler konstruieren kann.
Ist die Konstruktion freigegeben, beginnt im Rahmen einer sehr ausgefeilten Projektplanung die Fertigung. Auch hier spielt die Software wieder eine zentrale Rolle, im CAM-Bereich sowieso, aber auch mit dem Viewer, der an den Maschinen und den Montageplätzen auf mehreren PCs installiert ist. Anhand des CAD-Modells können sich die Mitarbeiter sofort ein Bild machen, wie das betreffende Bauteil aussieht, wohin es im Werkzeug gehört und wie es montiert wird. Das stellt eine wertvolle Hilfe dar, weil auch hier das Konzept des durchgängigen Datenmodells und nicht zuletzt das selbsterklärende Bedienkonzept zum Tragen kommen.
Visi hat sich bei Straka Werkzeugbau absolut bewährt. Die Wuppertaler loben neben dem überzeugenden Branchenkonzept insbesondere die vielen technologisch gut umgesetzten Details, wie zum Beispiel die NC-Programmierung mit Compass Technologie. „Seit wir hier die automatische Featureerkennung einsetzen, benötigen wir bei der Programmierung von 2D- und 2,5D-Bearbeitungen im Schnitt nur noch die Hälfte der Zeit. Und bei Bohrlöchern und Gewinden geht es heute sogar sekundenschnell“, zieht Karsten Straka ein positives Fazit. „Wir hatten nach einem durchgängigen System gesucht, mit dem wir anhand desselben 3D-Modells konstruieren, fräsen und erodieren können. Mit Visi haben wir jetzt eine Lösung im Haus, die diese Forderung nicht nur erfüllt, sondern weit mehr bietet.“ ■
Mecadat AGwww.mecadat.com
Straka Werkzeugbau GmbH & Co KGwwww.straka-werkzeugbau.de
Werkzeuge für die Automotivebranche
Der Wuppertaler Werkzeugbauer Straka fokussiert sich hauptsächlich auf Folgeverbund- und Stanz-Biegewerkzeuge mit bis zu fünf Tonnen Gewicht im Bereich von 0,3 bis 5 Millimeter Materialdicke. Die Kunden kommen vorwiegend aus der Automotivebranche, meist mittelgroße Zulieferer mit typischerweise unter tausend Mitarbeitern. Insgesamt 14 Mitarbeiter stellen Werkzeuge mit bis zu 2500 Millimeter Länge her, die mit anspruchsvollen Stationen wie für das elektrische Gewindeformen, Laserschweißen, Maßkalibrierung, Nieten oder zur Montage ausgerüstet sein können und auf der hauseigenen Probierpresse abgemustert werden. Hinzu kommen noch Lohnarbeiten, die etwa 20 Prozent zum Umsatz von Straka Werkzeugbau beisteuern.
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