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CAD-CAM-NachrichtenFünf Achsen simultan und Multitasking sind Standard

Dass die Lebensmittelindustrie hohe Anforderungen an ein CAM-System stellt, zeigt das Beispiel des Slicer-Spezialisten Weber Maschinenbau. Um den komplexer werdenden Anlagen gerecht zu werden, hält das Unternehmen die Fertigung auf dem neusten Stand – einschließlich der 5-Achs-Bearbeitung auf modernen CNC-Maschinen. Die Programmierung erfolgt mit der CAM-Software Virtual Gibbs von Cimatron.
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CAD-CAM-Nachrichten: Fünf Achsen simultan und Multitasking                     sind Standard

Bis zu 1.500 Schnitte pro Minute schaffen so genannte Slicer, Hochleistungs-Schneidemaschinen für Fleisch, Wurst oder Käse, die von der Weber Maschinenbau GmbH im hessischen Breidenbach hergestellt werden. Die Scheiben werden zudem wahlweise geschindelt, gefaltet oder kreisförmig abgelegt – das Auge isst mit –; der Weber Pick Robot legt beispielsweise mittels optischer Erfassung das geschnittene Endprodukt in der Verpackung ab. Viele Kunden beauftragen deswegen auch komplette, vollautomatische Produktionslinien, welche sämtliche Arbeitsschritte von der Zuführung des Lebensmittelproduktes bis zur Verpackung abdecken. Weber plant, fertigt und liefert alle Komponenten selbst, lediglich die Verpackungsmaschinen kommen von Partnern.

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Da die steigende Komplexität der Anlagen auch die Fertigungstechniker fordert, investierte Weber in moderne Fräs- und Drehzentren. Die 5-Achs-Simultanbearbeitung ist inzwischen genauso Standard wie das vollautomatische Drehen von der Stange. „Sämtliche Schlüsselbauteile für unsere Anlagen wollen wir selbst fertigen“, erläutert Programmierer Bernd Haßler die Weber-Philosophie. „Die neuen Maschinen und unsere CAM-Software versetzen uns in die Lage, das zu tun und ermöglichen darüber hinaus Kostenvorteile, die wir an unsere Kunden weitergeben können.“ Die Fertigungstiefe liegt bei 90 Prozent – trotz der Größe und Variantenzahl der produzierten Anlagen.

Um insbesondere die 5-Achs-Fertigung der zahlreichen Bauteile zu programmieren, setzt Weber Virtual Gibbs der Ettlinger Cimatron GmbH als CAM-Software ein. Sie wurde vor etwa anderthalb Jahren im Werk Breidenbach und in den Niederlassungen in Neubrandenburg und im benachbarten Groß Nemerow in Mecklenburg-Vorpommern eingeführt. Genutzt werden unter anderem die 5-Achs-Simultanbearbeitung, das Modul für die Komplettbearbeitung (MTM-Modul), die Maschinensimulation und das TMS-Operations-Management für die Turmbearbeitung (am Standort Neubrandenburg). Mit dem CAM-System werden die Programme für die Bearbeitungszentren beziehungsweise Dreh-Fräszentren von DMG, Hedelius, Hermle, Hüller-Hille, Niles und Traub erstellt. Parallel dazu ist auch CimatronE als Werkzeug- und Formenbau-Lösung schon einige Jahre in Breidenbach im Einsatz. „Das passte gut zu unserem Teilespektrum, doch da wir uns mit der Zeit immer mehr in Richtung allgemeiner Maschinenbau bewegten, war eine neue Software zwingend erforderlich“, blickt Haßler zurück. Für Weber war dabei die klare, einfache Handhabung von Virtual Gibbs das wichtigste Entscheidungskriterium.

Wichtige Bauteile sind heute beispielsweise Gelenkköpfe, welche die Bewegungen der Picker-Systeme ermöglichen. Durch die steigende Nachfrage bei diesen Systemen stiegen die Stückzahlen in kurzer Zeit stark an. Dabei stellen die Gelenkköpfe, mit Bohrung und Fräsflächen versehen, der Fertigung eine komplexe Aufgabe. Wurden die ersten Gelenkköpfe noch aufwändig auf drei Maschinen gefertigt, erfolgt heute die Komplettbearbeitung auf einem Zweispindel-Dreh-Fräszentrum Typ TNX 65 von Traub. Die Gelenkteller werden per 5-Achs-Fräsen herausgearbeitet. „Durch die Programmierung mit Virtual Gibbs können wir diese Bauteile heute wesentlich wirtschaftlicher fertigen“, betont Bernd Haßler.

Fertigungsqualität sichert Funktionalität

Weitere Schlüsselwerkstücke sind die so genannten Formschalen. Diese entweder aus Edelstahl oder Kunststoff hergestellten Bauteile sind jeweils individuell auf die Form des Endprodukts ausgelegt, also für Wurst- oder Käsescheiben. Die Funktionsweise entspricht einem Trichter – das Rohprodukt wird durch eine sich verengende Öffnung geleitet. Damit das gelingt, muss die Oberfläche eben sein. Dafür wird der kegelige Trichter mittels Vollhartmetall-Schaftfräser wiederum per simultaner 5-Achs-Bearbeitung gefertigt – eine einfachere Strategie per Kugelfräser würde ein Rillenprofil erzeugen. Die Maschine ist in diesem Falle ein Fräszentrum Typ C 50 U des Herstellers Hermle.

Zu den Kernkompetenzen von Weber Maschinenbau gehört auch die Messertechnologie – Sichel- oder Kreismesser, welche die Lebensmittel in dünne Scheiben schneiden. „Die Gestaltung der Messer beeinflusst das Ablageverhalten der Produkte maßgeblich“, berichtet Bodo Toboldt, Abteilungsleiter der Zerspanung in Groß Nemerow, wo die Messer gefertigt werden. Dabei kommt es nicht nur auf die Einhaltung engster Toleranzen an, sondern die Herstellung ist zusätzlich noch aus einem anderen Grunde sehr anspruchsvoll: Obwohl es sich um dünnwandige Bauteile handelt, werden Taschen mit konischem Rand in die Oberfläche gefräst. Der Rand der Taschen entsteht wiederum per 5-Achs-Bearbeitung auf einer Hedelius RS 100.

Am Standort Neubrandenburg findet sich schließlich ein besonderes Highlight der Fertigungstechnik, die Bearbeitung mittels Spanntürmen auf einem Horizontal-Bearbeitungszentrum NBH 6 mit Palettenrundtisch von Hüller-Hille. Die Türme wurden früher zeitaufwändig manuell programmiert. Mit Virtual Gibbs hat sich dies aber wesentlich vereinfacht. Denn das Programmiersystem bietet die Möglichkeit, mit relativ wenigen Klicks die vorhandenen NC-Programme verschiedener Werkstücke in ein Turmbearbeitungsprogramm zu packen. Sollte sich an der Bauteilzusammenstellung etwas ändern, lässt sich das Turmprogramm allerdings auf einfache Weise umstrukturieren. Der Anwender kann außerdem verschiedene Kriterien auswählen, nach denen die Türme abgearbeitet werden, sei es etwa Werkzeug-, Bauteil- oder Weg-optimiert. Werkzeug-optimiert bedeutet beispielsweise, dass ein Werkzeug für unterschiedliche Teile so lange im Einsatz bleibt, bis es nicht mehr gebraucht wird. Diese Option bringt bei Maschinen mit langen Werkzeugwechselzeiten Vorteile. Auf anderen Maschinen kann dagegen eine andere Option zweckmäßiger sein. „Im Vergleich zu früher sparen wir auf diese Weise eine Menge Programmier- und Bearbeitungszeit“, erläutert abschließend Frank Brunner, Zerspanungsleiter am Standort Neubrandburg.

Richard Läpple ist Journalist in Tübingen.

Cimatron GmbH, Ettlingen Tel. 07243/5388-0, http://www.cimatron.de

Weber Maschinenbau GmbH, Breidenbach Tel. 06465/918-0, http://www.weberweb.com

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