Coscom: Prozessbeschleunigung durch virtuelle Fertigung

Die Mayer Stahl- und Apparatebau GmbH aus Heidenheim denkt auch bei der Digitalisierung ihres Shopfloors in großen Dimensionen. Der Lohnfertiger von Großbauteilen nutzt in vollem Umfang die Möglichkeiten einer durchgängigen virtuellen Fertigung auf Basis des offenen Coscom-ECO-Systems. So ist die 1:1-Ergebnisabsicherung mit „echten“ NC-Programmen in der Simulation gewährleistet. Einen weiteren Beitrag zur Prozessbeschleunigung insgesamt leistet zudem eine umfassende Rüstoptimierung durch digitale Arbeitsmappen in einem komplett vernetzten Shopfloor.

50 t Gewicht, 18 m Länge – Präzision in der Herstellung von Großbauteilen ist eine Herausforderung der besonderen Art. Neben einem hoch technologisierten Maschinenpark und einer umfassenden digitalen Tool-Infrastruktur sind handwerkliche Fähigkeiten und technischer Sachverstand der Mitarbeiter gefragt. Denn es muss eine Maßhaltigkeit über eine enorme Distanz gewährleistet werden. Wir sprechen dabei von 0,03 bis 0,05 mm bei einer Bearbeitungslänge von bis zu 18 m.

In der Einzelgroßteil-Fertigung kann man in einem hart umkämpften Markt nur bestehen, wenn es weder zu Kollisionen noch zu anderweitigen Fehlern bei der spanenden Bearbeitung kommt. Die Absicherung des gesamten Prozesses muss also lückenlos zu 100 % geschehen. Es gibt ja nur ein Bauteil, das bearbeitet wird, man hat nur einen Versuch! Dabei geht es auch um die 1:1-Simulation von Teilprozessen wie sehr aufwendigem Rüsten, zeitintensivem Auf- und Umspannen sowie Werkzeugwechsel bei der tatsächlichen Bearbeitung.

„Failure is not an option.“ Dieser bekannte Spruch aus dem Film über die Apollo-13-Mondlandemission hat für den Geschäftsführer Martin Gentner, den Meister Zerspanung Dietmar Koch und den CNC- Programmierer Marijan Lokner eine besondere Bedeutung. Lautet ihre Maxime doch: maximale Ergebnisabsicherung, 100 % Fehlervermeidung, Rüstoptimierung und daraus abgeleitet natürlich die maximale Beschleunigung des kompletten Arbeitsprozesses.

Digital in die Zukunft

Ein professionelles CAM-System ist ein wichtiger Lösungsbaustein, um diese hochgesteckten Ziele zu erreichen. Doch das allein reicht bei Weitem nicht aus. Hier muss eine Brücke von der idealisierten Welt der CAM-Simulation zur harten Realität der Bearbeitungszentren muss geschlagen werden. Deshalb hat sich Mayer für Proficam Virtual Machining (VM) von Coscom für die CAM-Programmierung sowie für Vericut von CG Tech für die NC-Satz-Simulation entschieden.

Gekoppelt sind beide Tools an das Coscom ECO- System, bestehend aus Factory-Director VM und Tool-Director VM, das die CAM-Programmierung und Maschinensimulation mit allen relevanten, digitalen Fertigungs- und Werkzeuginformationen versorgt. Im Rahmen der mechanischen Bearbeitung werden die Fahrständer-Fräs- und -Bohrcenter FR 12000, FR 14000 und FS 18000 sowie Starbett-Fräsmaschinen SL 8000 und SP 10000 von Soraluce mit NC-Programmen gespeist.

100 %-Absicherung der CAM-Programmierung

Mit dem Ziel der hauptzeitparallelen 3D-Programmierung wurde das Coscom-Projekt vor einigen Jahren mit der Einführung von Proficam VM für den Bereich Fräsmaschinen mit Mehrseitenbearbeitung begonnen. Wenig später kam die Werkzeugverwaltung Tool-Director VM hinzu, die das CAM-System mit Werkzeugdaten versorgt und somit eine Programmierung mit realistischen Geometrien der Werkzeuge erlaubt. Zug um Zug wurde der Tool-Director VM mit Daten über Werkzeugkomponenten und Komplettwerkzeuge angereichert. Inzwischen sind auf diese Weise rund 4200 Komplettwerkzeuge im System hinterlegt.

Dietmar Koch ist inzwischen der felsenfesten Überzeugung: „Kein CAM-System mehr ohne Werkzeugverwaltung“. Er fügt hinzu: „Für die Maschinensimulation des kompletten Bearbeitungszyklus hatten wir uns für Vericut entschieden, um das Ergebnis auf Basis des NC-Codes nach dem Postprozesslauf in Proficam VM zu 100 % abzusichern. Uns war bereits damals bewusst, dass die NC-Datensätze unbedingt nochmals nach dem Postprozessor-Export getestet werden mussten – also jene NC-Sätze, die tatsächlich in der Maschine eingesetzt werden. Auch wenn Coscom sehr gute NC-Codes durch maschinenoptimierte Postprozessoren in seinem CAM-System liefert, wollen wir bei der Kollisionskontrolle wirklich hundertprozentig sichergehen.“

Lückenloser Datenprozess bis an die Maschine

Die Einführung des Tool-Director VM hob die CAM-Programmierung auf ein neues Qualitätsniveau und sorgte gleichzeitig für einen lückenlosen End-to-End-Prozess, bezogen auf das Durchreichen von digitalen Werkzeuginformationen bis in die Werkzeugvoreinstellung und an die Maschine: Werkzeuglisten, Zusammenbauvorschriften der Komplettwerkzeuge und vermessene Werkzeug-Ist-Daten wurden nun im gesamten Prozess unmittelbar verfügbar. „Die Bereitstellung aktueller Daten ist extrem wichtig, weil es um Rüst- und Bearbeitungszeiten von teilweise mehreren Hundert Stunden geht“, betont Koch. „Da dürfen keine Irrtümer geschehen.“

Bei Mayer dient der Factory-Director VM als zentrale Datenbasis für alle Fertigungsdaten und digitalen Fertigungsdokumente. Alle Technologiedaten rund um ein Werkstück wie NC-Programme, Fertigungszeichnungen, Rüstlisten und Aufspannpläne werden nun zentral in einer Datenbank verwaltet und von dieser aus allen Prozessteilnehmern gemäß der anstehenden Aufgabe in der Arbeitsvorbereitung und im Shopfloor zur Verfügung gestellt.

Auch der Factory-Director VM arbeitet in beide Richtungen: So werden die während des Produktionsprozesses optimierten NC-Codes etwa im Hinblick auf angepasste Vorschübe oder Fräswegekorrekturen in die Datenbank zurückgespielt. „Im Falle der Wiederholteilfertigung bedeutet diese Fertigungsdokumentation, dass das Coscom-ECO-System eine Knopfdruck-Lösung aufgrund von ausgeklügelter Knowhow-Sicherung aus der vorangegangenen Fertigung ist“, sagt Geschäftsführer Martin Gentner.

Sämtliche Fertigungsinformationen werden ausnahmslos digitalisiert. In Summe sind es bis dato rund 12 000 auftragsbezogene Technologiedatensätze – das ist das Ergebnis von durchschnittlich 250 Aufträgen pro Jahr, wobei für jeden Auftrag im Schnitt 4 bis 5 NC-Programme erstellt werden. Der Geschäftsführer rechnet vor: „Nahm früher eine typische Bauteil-Bearbeitung rund 15 Arbeitstage in Anspruch, sind es heute keine 10 mehr. Gut 25 % der erzielten Zeiteinsparungen haben wir durch die Digitalisierung mit Coscom erreicht!“

Coscom Computer GmbH
www.coscom.de

Mayer GmbH & Co. KG Stahl- und Apparatebau
www.mayer.de