Zweischichtig und doppelt so schnell

Zunächst fertigte die Buhmann Systeme GmbH in Weiler nur Systembaugruppen für Verpackungsmaschinen der umliegenden Hersteller. Heute bietet das Unternehmen der europäischen Nahrungsmittelindustrie Komplettlösungen für Verpackungsaufgaben – und ein umfangreiches eigenes Maschinenprogramm. Anlagen für die Befüllung von Kunststoff-Bechern, die Endverpackung in Kartonagen und die komplette Automation bilden dessen Schwerpunkt. Die eigene Fertigung begegnet den spürbaren Herausforderungen des Weltmarkts unter anderem mit CAMWorks von Geovision.

Automatische Abfüll- und Verpackungsanlagen für die internationale Nahrungsmittelindustrie müssen unter Hochdruck fehlerfrei und präzise arbeiten – ebenso wie der Hersteller: Höhere technische Komplexität, steigende Anforderungen an Flächen und Kanten, optimierter Materialeinsatz, kürzere Lieferzeiten und weltmarktfähige Preise treiben den mittelständischen Anbieter mit rund hundert Mitarbeitern zu immer neuen Spitzenleistungen.

Kundenspezifische Sondermaschinen ist Tagesgeschäft

Seit 2003 setzt Buhmann das 3D CAD-System Solid Works ein. Zwölf Konstrukteure entwickeln ein eigenes Produktprogramm und konstruieren überwiegend kundenspezifische Sondermaschinen. Eine Verpackungsmaschine besteht zu rund 60 Prozent aus Fertigungsteilen –Abfüllautomaten enthalten sogar zu 80 Prozent eigengefertigte Teile, die bestenfalls in Kleinserien entstehen. Rund 600 Fertigungsaufträge resultieren daraus, die in rund drei Wochen eine neue Anlage ergeben sollen. Die Arbeitsvorbereitung weist in der Feinplanung den Werkern alle kleinen und weniger komplexen Teile zu, die direkt an den CNC-Steuerungen programmiert werden. „Unsere Mitarbeiter sind so gut geschult, dass sie unsere Teile selbständig nach Zeichnung optimal programmieren können“, sagt Hans Peter Fink, Fertigungsleiter bei Buhmann Systeme. Größere Teile, die Freiformflächen oder andere Schwierigkeiten enthalten, werden an einem externen Programmierplatz bearbeitet. „Früher hat die 2 ½ D-Programmierung mit Radu unsere Anforderungen erfüllt“, sagt Daniel Runte, stellvertretender Fertigungsleiter und NC-Programmierer bei Buhmann. „Heute stehen wir in unserem eigenen Formenbau, aber auch im Sondermaschinenbau anderen Anforderungen gegenüber.“ Wegen zunehmenden Freiformflächen, Verrundungen von Kanten und den Möglichkeiten der Fünfachs-Technologie wurde 2008 nach einem neuen Programmiersystem gesucht, dass die Übernahme der Solid Works-Modelle aus der Konstruktion gewährleistet.

Die Entscheidung nicht bereut

Das Systemhaus Geovision aus Odelzhausen bei München präsentierte CAMWorks von Geometric Technologies. „Von den drei untersuchten Systemen hat CAMWorks unsere Anforderungen damals am besten erfüllt“, sagt Daniel Runte. „Diese Entscheidung haben wir nicht bereut.“ Seitdem werden Programme für Bearbeitungszentren wie Matec 30 HV mit Heidenhain iTNC 530, Deckel DMU 80 T und Mikron VCP 1000 mit Heidenhain iTNC 430 wie andere mit Steuerungen von Bosch mit CAMWorks programmiert. Aufgrund des hohen Arbeitsanfalls wird der Programmierplatz seit Dezember vergangenen Jahres in zwei Schichten benutzt: „Wir können unsere Bauteile dadurch bis an die Maschine begleiten und die Bediener bei auftretenden Schwierigkeiten sofort unterstützen“, sagt Hans Peter Fink.

Transparenter Operationsbaum

Zu Beginn einer Bearbeitungsdefinition lädt der Programmierer das 3D-Modell aus der Datenbank in Solid Works. Hier stehen alle geometrischen Funktionen zur Verfügung. Sofort wird eine Fertigungsstrategie entwickelt, das Bauteil in die richtige Lage gebracht und der Nullpunkt definiert. Da CAMWorks vollständig in die Benutzeroberfläche von Solid Works integriert ist, genügt ein Mausklick, um mit der automatischen Feature-Erkennung in die Programmerstellung zu wechseln. „Die automatische Feature-Erkennung ist eine gute Sache“, sagt Daniel Runte. „Wenn ein Feature wegen einer Durchbrechung oder Verrundung einmal nicht erkannt wurde, lässt sich die Bearbeitung trotzdem mit wenigen Mausklicks festlegen. So kommt man in kurzer Zeit zu einer ersten Programmversion.“ Die Gliederung nach Features ergibt zugleich einen sehr transparenten Operrationsbaum: „Die Übersichtlichkeit ist sehr gut, man sieht sofort die zugewiesenen Features mit allen notwendigen Informationen wie Tiefe oder kleinstem Radius“, sagt Daniel Runte. Nun werden den einzelnen Operationen die richtigen Werkzeuge zugewiesen. „Das ist stark. Man kann einem Werkzeug mehrere Operationen zuweisen, oder diese miteinander verknüpfen, so werden mehrere Features mit einer Operation und der gewünschten Strategie bearbeitet.“

Automatische Restmaterialerkennung

Die Werkzeuge und Strategien sind alle in einer Technologie-Datenbank hinterlegt. Geovision hat diese bereits mit Haltern, Werkzeugen und Zyklen gefüllt geliefert – rund 500 Werkzeuge mussten dazu selbst eingepflegt oder abgeändert werden. Zwei bis drei Wochen Zeitaufwand sollte man dafür veranschlagen. Doch dafür steht anschließend jedes Werkzeug mit der richtigen Nummer und Ausspannlänge im Programm: „Viele weitere Parameter und Zyklen werden so übernommen, wie man sie das letzte Mal abgespeichert hat. Dadurch wird man sehr schnell und schlagkräftig.“ In der dreidimensionalen Arbeitsweise lassen sich auch die Bearbeitungsbereiche wesentlich leichter eingrenzen. Ein weitere, sehr nützliche Funktion ist die automatische Restmaterialerkennung: Hier lassen sich Konturen mit einem großen Werkzeugdurchmesser vorbearbeiten – die unerreichbaren Bereiche werden automatisch erkannt und können mit einem kleineren Werkzeug nachgearbeitet werden. „Hier ist das System richtig stark“, findet Daniel Runte.

Die Kundenbetreuung ist ein großer Pluspunkt

Anschließend wird ein fertig bearbeitetes Teil mithilfe der 3D-Simulation am Bildschirm kontrolliert. Kollisionen zwischen Werkzeug, Halter, Spannvorrichtung und Material werden so erkannt, bevor Schaden entstehen kann. Besonders loben die Programmierer den Vergleich zwischen dem Simulationsergebnis und dem originalen Solid Works-Modell: „Man sieht genau, wenn irgendwo noch Material stehen geblieben ist.“ Die ohnehin bereits exakte Angabe der zu erwartenden Bearbeitungszeit wurde weiter verbessert. In der neuen Version 2010 kann man Maschinenkonstanten wie den Zeitbedarf für Werkzeugwechsel angeben. Der kürzlich durchgeführte Wechsel auf die neue Version 2010 überzeugte Buhmann auf´s Neue von dem guten Service durch Geovision: Ein neues Problem beim Anfahren und tangentialen Übergängen wurde innerhalb kürzester Zeit durch ein Service Pack gelöst. „Die Kundenbetreuung ist ein großer Pluspunkt“, lobt Daniel Runte. Neben der telefonischen Beratung gehört dazu auch der Live Service: Hier loggt sich der Dienstleister nach Eingabe eines Zahlencodes direkt auf den Kundenrechner ein, um Probleme nachzuvollziehen. Werden sie nicht sofort gelöst, lassen sich komplette Bearbeitungen per Pack and go in einem gezippten Email-Anhang an den Hersteller senden. „Insgesamt hat uns der Service noch nie im Stich gelassen“, sagt Daniel Runte.

Im Durchschnitt mehr als 50 Prozent schneller

Bei 3D-Bearbeitungen hängt die Genauigkeit von der in Solid Works vorgegebenen Modellgenauigkeit ab: „Das muss man wissen und die Genauigkeit entsprechend einstellen, wenn man hohe Oberflächengüten erreichen will“, sagt Daniel Runte. Das wichtigste Ergebnis des zweijährigen Einsatzes sehen die Programmierer in einem erheblichen Produktivitätsgewinn. Durch die „selbstlernende“ Technologiedatenbank wird ein Programmierer mit der Zeit immer schneller: „Bei Programmierzeiten zwischen 0,5 und 5 Stunden sind wir im Durchschnitt mehr als 50 Prozent schneller, als mit dem früheren System“, weiß Daniel Runte.W

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