Mehr als nur NC-Programmierung

Mit diesen Prämissen sieht sich jede Fertigung weltweit konfrontiert: Wie lässt sich ein Gesamtoptimum für die Zielgrößen Zeit, Kosten und Qualität immer aufs Neue realisieren? Einen unter den Aspekten Effizienz wie Effektivität strategisch wichtigen Schritt unternahm die Aktiengesellschaft Kuehnle, Kopp & Kausch – seit dem 12. Juni 2007 unter Siemens Turbomachinery Equipment GmbH firmierend – mit der Entscheidung für die CAD-neutrale Lösung EdgeCAM und SpaceClaim.

Kernkompetenz der Siemens-Tochter Siemens Turbomachinery Equipment GmbH am Standort Fran-kenthal (Rheinland-Pfalz) ist die Entwicklung, Fertigung und Vertrieb von Dampfturbinen (bis 5 MW) und Verdichtern für industrielle Anwendungen. Die Turbinen werden zur Stromerzeugung oder als mechanische Antriebe in der Industrie eingesetzt. Verdichter finden überwiegend in der chemischen Industrie, in der Erzaufbereitung und Stahlherstellung Anwendung. Der Bereich Strömungsmaschinen ist im Übrigen seit bereits 85 Jahren Hauptbetätigungsfeld in Frankenthal. Da verwundert es kaum, dass das Biomasse-Kraftwerk auf dem Werksgelände ebenfalls mit eigenen Turbinen bestückt ist. Bereits seit Ende November 2006 unter dem Dach der Siemens AG tätig, kann der Standort auf eine außergewöhnlich positive Entwicklung zurückblicken: „Zwischen 2001 und 2006 konnten wir teils erhebliche Ertragssteigerungen realisieren – ohne eine einzige Entlassung“, so Dr. Richard Glahn, Leiter Kommunikation und Verbesserungsprogramme. Prosperierende Geschäfte in einer zunehmend wettbewerbsintensiven Zeit sind bei der Siemens Turbomachinery Equipment GmbH unter anderem auf das P3-Programm mit Fokus auf Prozessentwicklung zurückzuführen. P3 zielt konkret auf verschwendungsärmere Prozesse bei gleichzeitig größerer Eigenverantwortlichkeit der insgesamt 610 Mitarbeiter ab. Damit zog das Unternehmen auch die Konsequenzen aus den für den Maschinenbau schwierigen 90er Jahren. Das Etablieren eigenständiger Einheiten – als „Unternehmen im Unternehmen“ – hat sich bereits bezahlt gemacht. Konzernweit erwirtschaftete der heutige Siemens-Zweig 272,2 Mio. Euro Umsatz im Jahr 2005. Umsatz. Maßgeblichen Anteil daran hatten die heute 610 Mitarbeiter am Standort Frankenthal, davon sind 280 in der Produktion, weiterhin in Einkauf, Vertrieb, Service, Administration sowie Konstruktion/Entwicklung tätig. „Technologieführerschaft erhalten und ausbauen“, laute das erklärte Ziel, so Dr. Glahn. Trotz der autonom agierenden Einheiten sollen auch und gerade nahtloser, konsistenter Informations- und Materialfluss mit ebenso durchgängigen Workflows die Qualität verbessern, die Produktivität erhöhen und Durchlaufzeiten verkürzen. Genau das richtige Aufgabenprofil für die CAM-Software EdgeCAM, entwickelt von Planit in Reading (Großbritannien) und vertrieben in Deutschland, Österreich und der Schweiz vom strategischen Reseller (Distributor) Camtech, Remscheid. Seit 2005 kommt die CAM-Lösung EdgeCAM als passgenaues Gegenstück der technologischen Leitlinie im Hause in der Arbeitsvorbereitung beziehungsweise NC-Programmierung zum Einsatz. Die Software bietet Fräszyklen in zwei bis fünf Achsen, Dreh- und Dreh-/Fräsfunktionen sowie eine Maschinensimulation. Von Vorteil: Sie lässt sich problemlos in zahlreiche CAD-Systeme wie das im Hause genutzte Pro/Engineer integrieren. „Nach dem Einsatz von Bravo 3 und Surfcam strebten wir eine Programmierung aller vorhandenen Maschinentypen mit nur einem System an“, erläutert Dipl.-Ing. Thomas Meier, Arbeitsvorbereitung der Insel Serienteile, „ganz wichtig war und ist uns da die Verwendung von 3D-Modellen bei voller Assoziativität.“ Volle Assoziativität – das Stichwort macht hellhörig, da Änderungen in der Konstruktion eher Regel denn Ausnahme sind. Die direkte Verbindung zu Pro/E – die CAD-Modelle werden in unveränderter Form in EdgeCAM Solid Machinist geladen – schließt zunächst Übersetzungsfehler oder Probleme mit Drittanbieterschnittstellen aus. Datenintegrität ist gewährleistet. Markant ist unterdessen die echte Assoziativität zwischen der EdgeCAM-Werkzeugbahn und dem Pro/E-Designmodell, so dass auch Last-minute-Änderungen keinen Einfluss auf Produktionszeit und Präzision haben. Dipl.-Ing. Thomas Meier: „Das Modell wird in EdgeCAM aktualisiert, wobei alle neuen, modifizierten oder gelöschten Features angezeigt werden.“ Mehr noch: Die EdgeCAM-Werkzeugbahn kann automatisch regeneriert und ein neues NC-Programm erzeugt werden. Hans Erkelenz, Vertriebsleiter der Firma Camtech, die seit 2002 mit dem Standort Frankenthal zusammenarbeitet: „Das spart viel Zeit, denn man muss die Bauteile nicht in einem neutralen Format herausschreiben, um sie dann ins CAM einzulesen, zumal nach jeder Änderung, sondern man kann – immer auf dem aktuellen Stand – einfach auf die Daten in Pro/E zurückgreifen. Unterm Strich ein gutes Stück Automation des Fertigungsprozesses.“ Wesentlich komplexer gestaltet sich da das Aufgabengebiet der vier Programmierer in der insgesamt 40-köpfigen Insel Serienteile – jeder von ihnen Fertigungsplaner, Produktioner und NC-Programmierer in einem. Bis zu 50 NC-Programme für Düsenringe, Laufräder, auch Lager und Gehäuse werden pro Woche auf die Maschinen geschickt: CNC-Drehmaschinen mit teils angetriebenen Werkzeugzeugen und bis zu neun Achsen beziehungsweise CNC-Bohrwerke mit bis zu sieben Achsen und 5-Achs-Simultanbearbeitung. Im Fokus stehen die derzeit drei Hermle Bearbeitungszentren C800U und C40U, die angesichts der enormen Kapazitäten 2008 um ein weiteres Bearbeitungszentrum aufgestockt werden. So stellen in erster Linie die Düsenringe und Turbinenlaufräder anspruchsvolle Herausforderungen an Mensch und Maschine. Eine exakt gefräste Laufradoberfläche ist Pflicht, das entsprechende NC-Programm dazu extrem umfangreich, die Kollisions-Tücken der 5-Achs-Simultanbearbeitung hinreichend bekannt. „Wir benötigen Sicherheiten, wie der Bearbeitungsvorgang nachher tatsächlich abläuft“, so Meier. Das EdgeCAM-Simulationsprogramm bietet da eine dynamische Simulation und Verifikation der Werkzeugbahnen auf dem Modell inklusive adaptiver Vorschubkontrolle. Werkzeug, Spann- und Maschinenelemente werden mit einbezogen. Auch abgesehen von erhöhten Werkzeugstandzeiten und gesenkten Maschinenlaufzeiten habe sich der Umstieg von Surfcam auf EdgeCAM sicherlich bezahlt gemacht, meint Meier: „EdgeCam ist einfach leistungsfähiger als die Vorgänger-Systeme und weist in vielen für uns wichtigen Details Vorteile auf.“ Explizit benennt Meier die neuen Möglichkeiten in der Dreh- und Bohrbearbeitung, auch die Featureerkennung und Programmierung einzelner Verfahrwege. Dass mit EdgeCAM zudem die Möglichkeit zur Anpassung der Postprozessoren gegeben ist, erfreut ebenfalls in Frankenthal, da unterschiedliche Maschinen und Steuerungen zum Einsatz kommen. Hans Erkelenz, Camtech, erläutert: „Damit ist jeder Anwender in der Lage, seine benutzerspezifischen Postprozessoren selbst zu erstellen. Alle gängigen Steuerungen sind als Vorlage bereits implementiert. Wichtig dabei: Unterprogrammtechnik oder Maschinenzyklen lassen sich einfach per Mausklick konfigurieren.“ Als Systemhaus für Konstruktions- und Fertigungslösungen half Camtech im Übrigen nicht nur bei Einführung und Implementierung des CAM-Systems EdgeCAM. Auch Support, Workshops und Schulungen gehen auf das Konto des Systempartners, der Siemens im Sommer 2007 ein weiteres Tool schmackhaft machte, das derzeit in der Branche für Furore sorgt: SpaceClaim, das eine Vielzahl an starken und intelligenten 3D-Modellierungsfunktionen in einer einheitlichen Bauteil- und Baugruppen-Benutzeroberfläche bereithält. „Das ist schon Klasse“, sagt Meier, „man kann ohne große Bearbeitung einfach schnell ein Bauteil aufbereiten.“ Anders gesagt: „Damit können wir nicht fertigungsgerechte CAD-Modelle, das ist zurzeit noch die Mehrzahl, nacharbeiten.“ Die Kluft zwischen Konstruktion und Fertigung ist im Übrigen schneller geschlossen, als man zunächst annehmen könnte. Die neue CAD neutrale Lösung SpaceClaim ist einfachst erlernbar und verfügt über ein ebenso einfaches Handling. Da schmerzt es weniger, dass das Programmiererteam in der Insel Serienfertigung angesichts voller Auftragsbücher noch keine Zeit für eine SpaceClaim-Schulung fand.

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