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CAM-Systeme

Schneller und vor allem besser fertigen

Modell eines Turbinenrotors in der CAD/CAM-Software Pictures by PC von Schott Systeme:
Per 5-Achs-Simultan-Fräsen konnte damit Krüger Erodiertechnik dieses Bauteil innerhalb kurzer
Zeit aus dem Vollen fräsen. (Bild: CAD-CAM REPORT)

Wer wissen will, wie er schneller zu besseren Bauteilen kommt, kann sich nachfolgend einen ersten Überblick über 28 Software-Pakete verschaffen, die unsere Marktübersicht zum Thema Thema Computer Aided Manufacturing (CAM) listet. Aktuell beleuchtet den weltweiten CAM-Markt auch eine Studie der Marktforscher von Cimdata. Fazit: Nach Einnahmen 2010 liegen Dassault Systèmes und Siemens PLM Software vorn, doch im Markt tummeln sich deutlich mehr Anbieter.

Mit der Modellierung von Bauteilen im 3D-CAD-System haben die Konstrukteure ihre Arbeit zunächst geleistet. Jetzt kommen die Fertigungsspezialisten dazu, um die Steuerprogramme für die Werkzeugmaschinen zu erstellen - erst dann kann gefräst, gedreht und gebohrt werden. Das sind die klassischen Aufgabenfelder von CAM-Lösungen. Doch viele beherrschen auch andere Fertigungsarten wie etwa das Erodieren oder das Schleifen. Eine erste Übersicht liefert die nachfolgende Tabelle, detaillierter sind einige der am Markt erhältlichen CAM-Pakete nachfolgend beschrieben.

Die Anbieter sind bestrebt, ihre Lösungen immer leistungsfähiger zu machen – und das müssen sie auch, denn das Gros der CAM-Anwender muss immer anspruchsvollere Teile noch schneller und in noch besserer Qualität herstellen. Die Bearbeitungsstrategien und ihre Umsetzung durch die CAM-Systeme spielen hier eine wesentliche Rolle. Wer sich nicht allein auf das verlassen möchte, was er am Bildschirm sieht, sollte nach der Möglichkeit von Workshops fragen. Sie sind eine gute Möglichkeit, vor allem auch das Zusammenspiel von CAM-Software, Postprozessor und Werkzeugmaschine auf Herz und Nieren zu prüfen.

Interessanterweise finden sich im CAM-Markt noch deutlich mehr Anbieter als beispielsweise im CAD-Bereich. „Obwohl es auch hier zu Zusammenschlüssen und Akquisitionen kommt, bleibt der Markt für CAM-Software hochfragmentiert und er ist stark vom Wettbewerb geprägt", sagt Alan Christman, Chairman des amerikanischen Marktforschungsunternehmens Cimdata und seit Längerem Autor der NC-Markt-Analyse, die jüngst aktualisiert für das Jahr 2010 veröffentlicht wurde. "Es gibt weder einen einzelnen noch eine Gruppe von Anbietern, die den Markt weltweit beherrschen." Entsprechend schwer fällt den Amerikanern deswegen das Ranking der rund 50 betrachteten Anbieter - je nachdem, welcher Aspekt im Vordergrund steht.

Für 2010 nennt Cimdata beispielsweise Dassault Systèmes als Marktführer hinsichtlich der direkten Einnahmen und der Ausgaben der Endanwender für CAM-Software und Dienstleistungen. Bei Betrachtung der ausgelieferten Arbeitsplätze liegt dagegen Planit Holdings vorn - genauso wie hinsichtlich der installierten Arbeitsplätze in der Industrie. Auch Siemens PLM Software (bezüglich der ausgelieferten Sitze nach Marke) oder CNC Software mit der Lösung Mastercam (hinsichtlich der meisten installierten Sitze in der Industrie und in der Ausbildung nach dem Systemnamen) werden genannt. Als am schnellsten wachsendes Unternehmen machen die Marktforscher C&G Systems Inc. aus, hervorgegangen aus dem Zusammenschluss von Graphic Products Japan und Computer Engineering Inc.

Betrachtet man nur die direkten Einnahmen der Anbieter in 2010, ergibt sich nach den Erkenntnissen von Cimdata folgendes Bild: Die führenden zehn Unternehmen sind dann Dassault Systèmes, Siemens PLM Software, Delcam, Planit Holdings, PTC, Tebis, Cimatron, Open Mind Technologies, C&G Systems und CNC Software. Mit zusammen fast einem Drittel Marktanteil (rund 30 Prozent) können sich hier auch Dassault Systèmes and Siemens PLM Software klar als Marktführer positionieren, die anderen acht kommen zusammen auf über 37 Prozent (siehe Grafik).

Hinsichtlich der ausgelieferten Sitze ändert sich die Reihenfolge: Nun liegt Planit Holdings vorn, gefolgt von Delcam, Siemens PLM Software, Dassault Systèmes und CNC Software. Gegenüber den Einnahmen machen sich hier die unterschiedlichen Kosten pro Arbeitsplatz bemerkbar. Betrachtet man die einzelnen Marken, führt Siemens PLM Software mit NX vor

Dassault Systèmes mit Catia, CNC Software mit Mastercam und PTC mit Creo Parametric (ehemals Pro/Engineer) gefolgt von Planit Holdings mit Edgecam.

2010 wuchsen - verglichen mit 2009 - nach Angaben von Cimdata C&G Systems, Solidcam, Geometric Technologies, CG Tech und CNC Software am stärksten. Interessant: Die Marktforscher sehen hier 2011 Solidcam, Geometric Technologies, Delcam, CG Tech und Cimatron vorn. Für weitere Auswertungen sei auf Version 20 des 'NC Market Analysis Report' von Cimdata verwiesen. Kontakt: Cimdata, Tel. +31 (0) 495 533 666 info@cimdata.com -co-

Die Marktanteile der CAM-Software-Anbieter 2010 nach direkten Einnahmen. (Quelle: Cimdata)


Entscheidungsgrundlage für die CAM-Auswahl

Die geschickte Kombination von Programmier-System, Werkzeugen und Maschinen ermöglicht es,
bestmögliche Fertigungsergebnisse zu erzielen. (Bilder: Kaiser Werkzeugbau/Open Mind)

Um anspruchsvolle Teile schneller und in noch besserer Qualität herstellen zu können, stehen viele Fertigungsbetriebe vor der Frage, mit welchem CAM-System sie die Bearbeitung am besten rogrammieren. Das gilt insbesondere auch für Drehfräszentren zur Komplettbearbeitung. Das Problem ist, dass man sich nicht allein auf das verlassen kann, was man am Bildschirm sieht. Workshops sind eine gute Möglichkeit, das Zusammenspiel von CAM-Software, Postprozessor und Maschine zu prüfen.

Die wachsende Nachfrage nach Drehfräszentren aller Art führt dazu, dass auch die CAM-Hersteller diese Technologie unterstützen. Doch nicht alles, was in Demos gut aussieht, funktioniert auch nachher in der Praxis. Denn dort will man natürlich die Möglichkeiten und den Funktionsumfang der Drehfräszentren voll ausschöpfen. Das erfordert nicht nur spezielle Programmierfunktionen, beispielsweise um die Bearbeitungsoperationen zu synchronisieren, sondern auch leistungsfähige, auf die jeweilige Maschine abgestimmte Postprozessoren.

Die Entscheidung für ein bestimmtes CAM-System beziehungsweise einen Systemlieferanten fällt Fertigungsbetrieben nicht leicht, denn die klassischen Werkzeuge zur Systemauswahl wie der Benchmark sind für die CAM-Auswahl nur eingeschränkt tauglich. Während der Konstrukteur durch einen Systemvergleich vielleicht noch feststellen kann, ob er mit dem einen oder anderen CAD-System schneller zum gewünschten Ziel kommt, ist der Vergleich von verschiedenen CAM-Systemen ungleich schwieriger. Denn die Frage ist, was man vergleichen soll. „Die Zeit, die der Programmierer für die Erstellung eines NC-Programms benötigt, ist kein besonders aussagekräftiges Kriterium“, betont etwa Jørgen Lorenzen, Geschäftsführer von Missler-Vertriebs partner Adequate Solutions. Denn man könne zum Beispiel eine viereckige Tasche auf unterschiedliche Arten ausräumen. „Wenn ich sie mit Schleifen abfahre statt in eckigen Bahnen, dauert die Programmierung länger, aber dafür spare ich Bearbeitungszeit, schone Maschine und Werkzeug und erhalte im Endeffekt ein Werkstück von besserer Qualität.“

Drehfräszentren ermöglichen die Komplettbearbeitung komplexer Bauteile. Um die Möglichkeiten und den Funktionsumfang dieser Werkzeugmaschinen voll auszuschöpfen, muss die CAMSoftware entsprechende Strategien unterstützen. (Bilder: Adequate)

Postprozessor zum Testen

Wie gut ein CAM-System für eine bestimmte Maschine geeignet ist, zeigt sich letztlich erst, wenn das fertige Teil auf dem Tisch liegt. Und: Die beste Bearbeitungsstrategie nützt wenig, wenn man nicht in der Lage ist, sie unter Berücksichtigung der Maschinenparameter zuverlässig in den entsprechenden Maschinencode umzusetzen – auf die Qualität des Postprozessors kommt es dabei an. Dessen Unzulänglichkeiten sind in vielen Fällen der Grund dafür, dass sich die produktive Nutzung neu eingeführter Drehfräszentren um Wochen und manchmal Monate verzögert, wie Lorenzen sagt. Postprozessoren seien einfach keine Standardprodukte. „Aufgrund der zunehmenden Komplexität der Maschinen einerseits und der Vielzahl an kundenspezifischen Konfigurationsmöglichkeiten andererseits sind immer Anpassungen erforderlich, die auf Seiten des Systemlieferanten ein profundes Maschinen-Knowhow erfordern.“

Um sicherzustellen, dass die Qualität des Postprozessors den Anforderungen entspricht, eignen sich vor allem Workshops, in deren Rahmen man die Maschinenanbindung testen kann. Workshops, wie sie etwa Adequate anbietet, dauern je nach Komplexität der Kundenanforderungen und den erforderlichen Vorbereitungen im Bereich der Informationstechnik zwischen ein bis zwei Tagen. Der Ablauf sieht normalerweise so aus, dass der Interessent zunächst ein 3D-Bauteil modell zur Verfügung stellt. Für dieses wird dann nach seinen Vorgaben bezüglich Werkzeugen, Maschine, Materialien und Bearbeitungsstrategie die Dreh- und Fräsbearbeitung programmiert. Die NC-Programme werden zunächst am Computer simuliert, um Kollisionen und andere Fehler auszuschließen. Vor dem Postprocessing der Programme nehmen die CAM-Spezialisten meist noch einige grundlegende Anpassungen des Postprozessors an die jeweilige Maschinenkonfiguration vor, um eine fehlerfreie Bearbeitung zu gewährleisten. Dann wird der postprozessierte NC-Code auf die Maschine geschickt, so dass der Interessent am Ende des Tages ein fertiges Teil in der Hand hält.

Dadurch, dass nicht irgendein Demo-Teil, sondern ein konkretes Bauteil des Kunden programmiert wird, kann die Qualität der Bearbeitung viel einfacher beurteilt werden. Zudem ist sichergestellt, dass die CAM-Lösung nicht nur am Rechner funktioniert, sondern auch in der realen Maschinenwelt. Auch für Anbieter wie Adequate sind solche Workshops von Nutzen, denn auf diese Weise lernen sie die Anforderungen des Anwenders und seine Prozesse kennen, bevor es an die eigentliche Implementierung der CAM-Lösung und das Feintuning der Postprozessoren geht – was die Systemeinführung beschleunigt. Übrigens: Obwohl Schulung und Weiterbildung nicht Gegenstand der Workshops sind, kann der Interessent dabei den erfahrenen CAM-Spezialisten über die Schulter schauen und sehen, wie sich das Bauteil am effektivsten programmieren lässt.

Michael Wendenburg ist Fachjournalist in Sevilla.

Die CAM-Systeme der einzelnen Hersteller unterstützen unterschiedliche Fertigungstechnologien.
(Grafik: CAD-CAM-Report)
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