Im Komponenten-Werkzeugbau der Volkswagen AG wird für das Fräsdrehen das CAM/CAD-System Hypermill von der Open Mind Technologies AG eingesetzt. Innovative Strategien und leistungsstarke Möglichkeiten für die Automatisierung führen zur schnellen Erstellung von sicheren NC-Programmen.
Rotationssymmetrische Teile lassen sich schneller und kostengünstiger im Drehen vorbearbeiten als im Fräsen. Alles in einer Aufspannung – ohne Umrüsten – dieses Prinzip findet immer mehr Einzug in den modernen Werkzeugbau, so auch im Komponenten-Werkzeugbau von Volkswagen am Standort Braunschweig. Die effiziente Nutzung dieser Technologie setzt ein innovatives CAM-System voraus.
Der Neubau der Fertigungshalle im Jahr 1986 und die Integration in die Komponentenstrategie der Marke Volkswagen als Komponenten-Werkzeugbau 2007 waren entscheidend für das heutige Kompetenz-Zentrum. Hier entstehen Kokillen für Zylinderköpfe und Fahrwerksteile, Druckgießformen für Getriebe-, Kupplungs- und Lenkgehäuse, Presswerkzeuge für die Dickblech-Umformung von Fahrwerksteilen und Spritzgießformen – etwa für Stoßfänger oder Instrumententafeln aus Kunststoff. Seit zwölf Jahren tragen der konsequente Einsatz der CAM/CAD-Lösung Hypermill von Open Mind Technologies und die partnerschaftliche Weiterentwicklung zum Erfolg in der 2D-, 3D-, HSC-, Fräsdreh- und 5-Achs-Bearbeitung bei.
Open Mind hat bereits vor acht Jahren mit der Entwicklung des Moduls Millturn begonnen, das eine effiziente NC-Programmierung des Fräsdrehens ermöglicht. Das Modul ist komplett in das CAM/CAD-System Hypermill integriert. Für das Fräsdrehen werden die Außenkonturen mit automatischen Routinen so aufbereitet, dass vorstehende Zapfen stehen bleiben, die später mit Fräsoperationen fertiggestellt werden können.
Strategien zum Fräsdrehen
Für das Fräsdrehen stellt das Hypermill-Modul Millturn folgende Strategien zur Verfügung:
Drehschruppen
Drehschlichten
Einstechen
Gewindedrehen
Bohren
Mit diesen Strategien kann Volkswagen die Potenziale der Fräsdrehtechnologie ausnutzen. „Wir erzielen beim Fräsdrehen in kürzester Zeit ausgezeichnete Oberflächenqualitäten“, so Jörg Wenserski, Leiter Engineering der Maschinenzentrale. Das gilt sowohl für das Verfahren selbst als auch für die Einführung der neuen Technologie im Komponenten-Werkzeugbau.
Mit der Anschaffung einer Fräs-/Drehmaschine im Jahr 2011 musste in kürzester Zeit das Know-how für das CNC-Drehen transferiert und dem kompletten Team der NC-Programmierung und Mittelmaschinentechnik zur Verfügung gestellt werden. Dies wird besonders durch das „Herzstück“, die leistungsstarke Werkzeug- und Technologiedatenbank im CAM-System ermöglicht, welche den exakten Aufbau von Drehwerkzeugen auf einfache Art unterstützt und anwendungsspezifische Technologiewerte effizient verarbeitet.
„Dass die Werkzeugdatenbank von Hypermill gemeinsam für Dreh-, Fräs- und Bohrwerkzeuge nutzbar ist, kommt bei den Anwendern sehr gut an“, erwähnt Jörg Heinemann, Ansprechpartner für Postprozessoren und 2,5D-Bearbeitung im Komponenten-Werkzeugbau. Durch die Nutzung von Hypermill wurde der Technologiewechsel sehr einfach, und die Programmierer benötigten keine lange Einarbeitungszeit.
Fertigungs-Knowhow permanent aktuell zu halten und in Technologiedatenbanken zu überführen, entspricht seit jeher der Strategie des Komponenten-Werkzeugbaus. So sind beide Partner, Volkswagen und Open Mind, gleichermaßen an der Entwicklung und dem Aufbau beteiligt. Einerseits erhält Volkswagen dadurch eine exakt angepasste und effiziente Lösung, andererseits sammelt Open Mind Erfahrungen aus der Praxis, die immer wieder in die Weiterentwicklung der Technologie einfließen. Dies ist ein kontinuierlicher Prozess, der ständig erweitert und optimiert wird. Der Automatisierungsgrad wird hierdurch immer weiter erhöht und optimiert. Vollautomatische NC-Programmierung
Im jüngsten Projekt, der Fräsbearbeitung von Brennraumkernen für Zylinderköpfe, nutzt die NC-Programmierung die Möglichkeiten der Automatisierung. Nach Analyse und Klassifikation der Bauteile durch Volkswagen wurden ähnliche Teile, für die einheitliche Bearbeitungsabläufe gelten, durch die Entwicklung von Open Mind zu bestimmten Teilefamilien zusammengefasst. Dabei repräsentieren und steuern „Customer Process Features“ (CPF) die einheitlichen Abläufe.
Bei den Brennraumkernen werden beispielsweise jeweils eine Kante und eine Führungsfläche des CAD-Modells vollautomatisch als CPF identifiziert. Für die NC-Programmierung muss dann nur noch die Auswahl der entsprechenden Teilefamilie getroffen und das Berechnungsergebnis geprüft werden – die Programmierzeit von circa zwei Stunden pro Bauteil lässt sich nach bisherigen Erfahrungen auf wenige Minuten verkürzen.
Realisiert wurde diese Automatisierungslösung mit Hilfe des Hypermill API (Application Programming Interface), das eine offene Schnittstelle nach außen darstellt und Hypermill-Abläufe komplett programmierbar macht. So lassen sich standardisierte Abläufe inklusive aller Bearbeitungsparameter auf ähnliche Bauteile übertragen und vollautomatisch reproduzieren.
Vollständige Integration
Dank der vollständigen Integration des Moduls in Hypermill können Werkzeugdatenbank, Rohteilnachführung, Kollisionskontrolle und Postprozessor für alle Fräs- und Drehoperationen gemeinsam genutzt werden. „Eine besondere Stärke von Open Mind liegt darin, dass die Postprozessoren ganz speziell auf die jeweilige Maschine kundenspezifisch zugeschnitten werden. Dies gilt auch für das Fräsdrehen. Dreh- und Fräsoperationen befinden sich in einem NC-Programm“, betont Heinemann. „Das Arbeiten im vertrauten System und die Möglichkeiten, Technologie-Knowhow abzubilden, erleichterte uns den Einstieg in das Fräsdrehen enorm“, fasst Wenserski zusammen. Drehen und Fräsen auf einer Maschine werden damit in Hypermill vollkommen kombiniert – eine runde Sache.
Open Mind Technologies AG www.openmind-tech.com
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