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CAMEffizient zur Elektrode

Durchgängigkeit als höchstes Ziel im Produktentstehungsprozess – was bei CAD-Anbietern und vielen Firmen als hehres Ziel definiert wird, ist bei Walther Wolf schon Wirklichkeit – das Werkzeug- und Formenbauunternehmen nutzt eine CAD/CAM-Lösung von PTC-Software von der Konstruktion bis in die Fertigung. Das Ellwanger Systemhaus Inneo ist dabei ein wichtiger Partner.
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CAM: Effizient zur Elektrode

Wie ein schmiedeeisernes Firmenschild im Eingangsbereich zeigt, kann die Walther Wolf GmbH auf eine lange Historie zurückblicken: Schon im Jahr 1907 gründete der Großvater des heutigen Geschäftsführers eine Gravieranstalt in Nürnberg. Heute arbeiten 50 Mitarbeiter bei dem Werkzeug- und Formenbaubetrieb. Arbeitete man bis vor zwei Jahren als Spezialist für Einspritzventile noch ganz überwiegend für die Automobilindustrie, sind heute 40 Prozent der Kunden aus anderen Industriebereichen.

Walther Wolf ist ein Spezialist für sehr kleine und extrem präzise Formen, so sind 95 Prozent der Elektroden, mit denen die Formen hergestellt werden, kleiner als 15 x 15 Millimeter. Zur Herstellung der Elektroden hat das Unternehmen eine außergewöhnliche Anlage installiert: Auf 27 Metern Länge bietet ein Werkzeug- und Werkstückmagazin Platz für hunderte von Fräsern und Elektroden. Ein Roboter versorgt die Fräs- und Erodiermaschinen mit den benötigten Werkzeugen; sogar eine Messmaschine ist in die Anlage integriert.

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Dieser extrem effiziente Fertigungsprozess erfordert jedoch ebenso effiziente Prozesse im Vorfeld – schließlich müssen die vielen Fräsprogramme, die die beiden Fräszentren abarbeiten, erst einmal erstellt werden. Firmenchef Jochen Dorlöchter setzt dabei auf durchgängige Prozesse: „Wir können mit einer CAM-Lösung, die Daten über eine Schnittstelle vom CAD-Programm erhält, nichts anfangen. Wir wollen die volle Durchgängigkeit der Daten – es soll zu jedem Produkt nur ein Datensatz existieren, der immer aktuell ist und auf den jede Abteilung so zugreifen kann, wie sie es für ihre Arbeit benötigt.“

CAD-Systeme auf dem Prüfstand

Das Unternehmen hatte seit vielen Jahren Pro/Engineer im Einsatz, das Vorgängersystem von PTCs aktueller CAD-Softwaresuite Creo. Im Jahr 2011 – nachdem Walther Wolf im Zuge der Krise 2009/2010 einige Zeit auf Updates verzichtet hatte – entschloss man sich, nicht einfach das neueste Update zu kaufen beziehungsweise den Wartungsvertrag zu reaktivieren, sondern auch die Konkurrenzsysteme in Augenschein zu nehmen. Die Walther Wolf-CAD-Spezialisten waren zwar mit der Software, nicht aber mit dem bisherigen PTC-Systempartner zufrieden gewesen. Bei der Recherche bekam Konstruktionsleiter Bernd Stohr allerdings Kontakt zu Inneo, dem PTC-Systemhaus aus Ellwangen.


„Wir hatten uns schon fast für ein anderes System entschieden“, erinnert sich Stohr, „aber dann zeigte uns Inneo, was in Creo wirklich steckt. Bei PTC zu bleiben, hatte natürlich mehrere Vorteile: Wir konnten die bestehenden Lizenzen einbringen, so dass die Anschaffung wesentlich günstiger war, zudem waren die Bestandsdaten direkt lesbar, während wir im Fall des Umstiegs zu den neuen Lizenzen die bestehenden PTC-Lizenzen hätten weiterlaufen lassen müssen, um die Bestandsdaten im Zugriff zu behalten.“

Zusammenspiel von CAM und NC-Fertigung

Die Walther Wolf-Mitarbeiter haben sich viele Gedanken gemacht, wie die CAM-Programmierung und die NC-Fertigung ineinandergreifen müssen, um möglichst präzise Teile in einem möglichst effizienten Prozess herstellen zu können. So arbeiten in den Fräsmaschinen Laser-Werkzeugvermessungsgeräte, die es ermöglichen, die Fräswerkzeuge extrem genau zu vermessen und die Messergebnisse als Korrekturwerte in die Maschinensteuerung zurückfließen zu lassen. Auf diesem Weg lässt sich auch Verschleiß an den Werkzeugen kompensieren.

Die CAM-Software muss dazu allerdings den Bearbeitungsvektor berücksichtigen, also den Vektor von der Werkzeugmitte bis zum tatsächlichen Eingriffspunkt. Der Eingriffspunkt, also der Punkt, an dem der Fräser arbeitet, kann bei einem Kugelfräser an fast jeder Stelle der Kugel liegen, die Steuerung der Maschine und das CAM-System müssen deshalb den Vektor an jeder Stelle des Bearbeitungswegs berechnen können. „So lassen sich optimale und effiziente NC-Programme erstellen“, erläutert Dorlöchter, „aber nur wenige NC-Programmiersysteme können diese Technologie umsetzen. Eines davon ist Creo NC.“

Zur effizienten Programmierung trägt auch bei, dass Creo NC bei Änderungen an einer Fläche des Werkstücks nicht das gesamte NC-Programm neu berechnen muss, sondern nur die betroffenen Teile. „Und die Durchgängigkeit mit dem CAD-Modell hat auch hier Vorteile“, wie Stohr weiter sagt. „Da das CAM-Modul direkt auf dem CAD-Modell arbeitet, werden Änderungen fehlerfrei in das NC-Programm übernommen. Sollen beispielsweise die Auswerfer in einer Form vergrößert werden, zieht Creo die Änderung in allen Platten des Werkzeugs nach und ändert alle NC-Programme. Wenn auch die andere Richtung funktioniert, dann ändert der CAM-Anwender einen Radius, um die Fertigung zu erleichtern, danach ist diese Änderung sofort im CAD-Modell sichtbar. Will die Werkstatt beispielsweise ein Gewinde haben, wird dies im CAD-Modell geändert; die Änderung ist im Viewer in der Werkstatt sofort sichtbar. Egal, wer etwas ändert – das Modell bleibt immer aktuell. Nur wenn die Form des Endproduktes betroffen wäre, muss der Konstrukteur die Änderungen freigeben, ansonsten läuft der Prozess direkt durch.“

Walther Wolf setzte für das Datenmanagement sehr früh auf Windchill PDMLink, nachdem Intralink abgekündigt wurden war. Dies war zu Beginn sehr aufwändig, weil Windchill für die Anforderungen des Unternehmens „oversized“ ist, wie Dorlöchter sagt. Die Administration war von den Mitarbeitern – die diese Aufgabe quasi neben ihrer täglichen Arbeit her machen mussten – nicht zu leisten. So entschied sich Dorlöchter, als PTC das KMU-Paket Windchill Essentials vorstellte, sehr schnell für diese funktional eingeschränkte Version des PLM-Systems. Ein großer Vorteil ist, dass PDM Essentials auf einer SQL-Server-Datenbank von Microsoft basiert Dies ermöglicht es, das PPS-System und den in der Fertigung installierten Jobmanager direkt mit der PDM-Datenbank zu verbinden. So bietet heute das PPS-System bei jedem Teil einen Button, über den sich das CAD-Modell in Creo View aufrufen und anzeigen lässt.

Passende Datenverwaltung

„Unser Hauptanliegen ist es, den Prozess zu beschleunigen. Deshalb machten wir die Fertigung unabhängig von der Zeichnungserstellung. Heute wird anhand der 3D-Modelle gefertigt; bei den Teilen, die gefräst und erodiert werden, ist das kein Problem, da hier das Volumenmodell bis in die Maschine verwendet wird. Für die etwa 40 Prozent konventionell gefertigter Teile arbeiten wir zurzeit an einer zufrieden stellenden Lösung. Leider ist es bis heute nicht möglich, Maße am 3D-Modell anzubringen, so dass der Anwender die Maße selbst herausmessen muss“, sagt Stohr. Für die Fertigungstoleranzen hat sich Stohr einen Farbcode ausgedacht; die Flächen des Modells werden vom Konstrukteur entsprechend der benötigten Fertigungstoleranz eingefärbt, so dass die Fertigungsmitarbeiter auf einen Blick sehen, welche Flächen wichtig sind.

Tatsächlich bringt dies einen großen Zeitgewinn: Das Anfertigen der Zeichnungen eines Auftrags – die nach wie vor für den Kunden erstellt werden – dauert ein bis zwei, in Extremfällen vier Wochen. Früher konnte die Fertigung erst danach starten, heute benötigen Stohr und seine Kollegen zwei Tage, um das Modell einzufärben; dann kann die Fertigung sofort starten und die Zeichnungserstellung läuft parallel. „Das ermöglicht uns einen ein bis vier Wochen früheren Fertigungsbeginn“, unterstreicht Stohr.

Optimierte Schnittstellen

„Creo hat im Schnittstellenbereich einen großen Schritt nach vorn gemacht“, sagt Dorlöchter. „Wir können viele Teile unserer Kunden einlesen, bei manchen Teilen, beispielsweise wenn ein Metall-Einleger das Schwindungsverhalten völlig verändert, macht es allerdings mehr Sinn neu zu konstruieren. Waren mit früheren Versionen nur 40 bis 60 Prozent der eingelesenen Modelle ohne Reparatur weiterverwendbar, sind es mit Creo 2 sicher über 85 Prozent. Das spart wiederum viel Zeit und Arbeit.“

Der Umstieg auf Creo brachte eine größere Umstellung mit sich, da PTC mit dieser Version auf das Ribbon-Benutzerinterface umstellte. Walther Wolf beauftragte Inneo mit einer Updateschulung im Haus, was für Dorlöchter einen großen Vorteil hatte: „Wir erfuhren nicht nur viel über die neue Oberfläche, sondern auch über Funktionen, die nichts mit der Benutzeroberfläche zu tun haben. Es ist ohne eine solche Schulung oft schwierig, Optimierungen und neue Funktionen zu finden, so dass man oft noch nach einer alten Methode arbeitet obwohl eigentlich schon eine viel effizientere Funktion gäbe. Ich finde deshalb eine Schulung bei jedem Update sinnvoll, um das System optimal nutzen zu können.“

Die Zusammenarbeit mit Inneo empfindet Dorlöchter als sehr angenehm: „Wir haben das Gefühl, dass nicht der Vertrieb im Vordergrund steht, sondern unsere Bedürfnisse. Bei Problemen bekommt man schnell einen Rückruf und eine Lösung, das klappt sehr gut.“

Der Geschäftsführer fasst zusammen: „Wir haben 2006 6.000 Elektroden gefertigt, pro Elektrode liefen 11,2 Minuten Handling in der Werkstatt auf. Heute sind wir bei 11.000 Elektroden und 2,5 Minuten Handling. Das zeigt, wie sehr wir an der Effizienz arbeiten. Das geht unter anderem nur mit einem entsprechenden CAD- und CAM-Werkzeug. Zudem konnten wir dank der hochintegrierten Systeme die Zeichnungserstellung und Fertigung parallelisieren, was einen riesigen Zeitgewinn brachte. Ohne einen Partner wie Inneo, der uns zeigt, wie wir die Werkzeuge optimal nutzen und verknüpfen, wäre ein solcher Effizienzgewinn nicht möglich gewesen.“ -sg- Karl Uhl, Friedrichshafen

Walther Wolf, Wendelstein, Tel. 09129/9008-0, http://www.waltherwolf.com

Inneo Solutions, Ellwangen, Tel. 07961/890-0, http://www.inneo.com

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