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    So fertigen Maschinenbau-Experten bis zu 95% schneller

    7 Stationen im Fertigungsprozess, die sich mit einer durchgängigen CAD/CAM-Software schnell und einfach automatisieren lassen

    Fertigungsbetriebe setzen vor allem auf Digitalisierung und Automation, um immer flexibler und effizienter werden. Wer dabei ausschließlich an Maschinen denkt, sieht bloß den letzten Schritt im Gesamtprozess. So verschwendet er an mindestens 6 Prozessstationen enorm Zeit und Geld. Es lohnt sich genauer hinzuschauen: Dort ist tatsächlich ein Effizienzplus von 10% bis 95% je Station drin! Der Effizienzschlüssel dafür heißt Prozessautomation. Sie entlastet zusätzlich Ihre Fachkräfte, die die gewonnene Zeit direkt für andere Aufgaben einsetzen.
     

    Wie CAD/CAM-Automation skalierbar wird und was sich besonders lohnt

    Maschinenautomation allein reicht nichtBislang galt die Maschinenautomatisierung als Produktivitätsgarant. Heutzutage zerspant eine CNC-gesteuerte 5-Achsen-Fräsmaschine Werkstücke extrem schnell. Dabei kann sie so geschickt eingesetzt werden, dass kaum noch Restmaterial übrigbleibt. So ist der Maschinenbau bisher immer produktiver geworden. Doch reicht das nicht mehr, um auf Dauer wettbewerbsfähig zu bleiben. Ab jetzt muss der Fokus für eine effizientere Fertigung auf der Prozessautomation liegen. 
     

    Schneller fertigen mit reibungslosen Teilprozessen

    Was bisher oft übersehen wurde: Die Maschine ist nur die letzte Station auf dem Entstehungsweg eines Werkstücks. In digitaler Form hat es bereits von der Konstruktion bis auf die Maschine bis zu 6 Prozessstationen durchlaufen. Da diese alle auf die maschinelle Fertigung hinarbeiten, setzen moderne Automatisierungslösungen genau dort an. Sie adressieren mit ihren Maßnahmen der Reihe nach die gesamte Prozesskette eines Maschinenbaus. Das Ergebnis: ein ideal gesteuerter, stabiler Prozess, bei dem einmal definierte Standards der Reihe nach reibungslos ineinandergreifen. Der erste Standard in einer Fertigungsreihe wäre zum Beispiel das Clustern von Bauteilen nach Ähnlichkeiten etwa in Bauteilklassen oder Teilefamilien. Die Effizienzerfolge wirken sich damit bereits von der ersten Station an direkt auf Folgeprozesse aus – ohne viel Zutun. 
    Höchste Sicherheit für mannarme Fertigung: Mit der CNC-Simulation plant, programmiert und prüft der Anwender NC-Bearbeitungen automatisiert im CAD/CAM-System. Mögliche Kollisionen und Endschalterprobleme erkennt der Simulator noch vor NC-Ausgabe. Die Maschine erhält ein optimiertes, genaues und sicheres NC-Programm. Ihr Potenzial kommt damit voll zur Geltung.

    Intelligentes Bauteil steuert sich durch den idealen CAD/CAM-Prozess

    Konkret lässt sich das an einem digitalen CAD-Modell eines Werkstücks durchspielen. Denn allen Prozessstationen ist eins gemein: Sie arbeiten an und mit dem CAD-Modell. Damit ist es prädestiniert dafür, sich selbst intelligent durch den Prozess zu manövrieren. Das Praxisbeispiel zeigt das Effizienzpotenzial an allen Stationen und macht klar, was ein durchgängiges CAD/CAM-System dazu beiträgt.

    Diese 7 Prozessstationen sollten Sie automatisieren

    Station 1 – CAD-Daten aufbereitenDie Datenaufbereitung beginnt mit dem Einlesen der CAD-Daten ins CAD/CAM-System. Dort sind in CAD-Templates alle Wiederholaufgaben zur Aufbereitung gespeichert. Templates sind beliebig erweiterbar, individuell konfigurierbar und erlauben manuelle Eingriffe. Das einzige, was Anwender tun müssen, ist, das Bauteil zu selektieren und die Bearbeitungsrichtung festzulegen. Die Aufbereitung erledigt das System automatisch und liefert Rohteil, Verlängerungen, Deckflächen, Nullpunkt, Spannsituationen und mehr. In seinem Blogbeitrag führt Christian Maier unter anderem mit einem Video näher aus, wie ein CAD-Template die Datenaufbereitung beschleunigt.
    Station 2 – Maschine virtuell rüstenParametrisch Aufspannen: Rohteil, Fertigteil und Spannmittel sind aus der vorherigen Prozessstation eingeflossen. Über die dort erzeugten Verbindungspunkte wird das Rohteil automatisch positioniert. Bei komplexeren Aufspannungen mit wenig Wiederholungen sichern Plausibilitätsprüfungen das Ergebnis. Das CAD/CAM-System greift automatisch auf Bibliotheken mit Werkzeugen, Spannmitteln, vorkonfigurierten Maschinen und Postprozessoren zu. Es arbeitet also mit exakten digitalen Zwillingen, die sämtliche Komponenten und Parameter enthalten.
    Station 3 – Spannsituation virtuell prüfen Der korrekte Bezugspunkt kann bereits bei der CAM-Programmierung – und nicht erst in der Maschinenhalle – ermittelt werden. Mit den Messpunkten aus der Datenaufbereitung lassen sich die Maße prüfen und die gesamte Aufspannsituation unmittelbar vom NC-Programm steuern.
    Station 4 – Werkzeugwege automatisiert erzeugenDie aufbereiteten CAD-Daten fließen unmittelbar in die automatisierte CAM-Programmierung ein. CAM-Templates erleichtern dem Anwender die Arbeit, indem sie häufig verwendete NC-Sequenzen und Technologien automatisch abarbeiten. Mit einem Featurescan erkennt das CAD/CAM-System etwa sämtliche 2,5-D-Bearbeitungen. Statt in langwieriger Handarbeit entstehen mit der automatischen Elementselektion entsprechend der Geometrie und vordefinierten Farben etwa passende Bohrungen und Gewinde. 

    Die Software greift dazu auf Bibliotheken zu, in denen Anwender erprobte Fertigungsabläufe speichern. Nach und nach erhält der Maschinenbauer so sein internes Fertigungswissen standardisiert in digitalen Templates. Die Arbeitsplanvorlage entsteht mit einem Klick, inklusive NC-Programmen und Werkzeugwegen. Ohne Mehraufwand, denn findet die Software keine Fräsbereiche zu Anlageflächen, bleibt dieser Job deaktiviert. 

    BONUS: Während die Berechnung im Hintergrund läuft, bearbeitet der Anwender schon ein anderes Bauteil. Das Ergebnis ist sicher, weil eine integrierte NC-Simulation die NC-Programme auf Kollisionen prüft. Sie verifiziert die Steuerungsinformationen direkt im CAD/CAM-System.
    Station 5 – Maschine real rüstenGeprüfte NC-Programme kommen im Steuerungsformat an die Maschine. Das Ergebnis des virtuellen Rüstens steht dem Maschinenbediener ohne Informationsverlust zur Verfügung. Die digitale Dokumentation liefert eindeutige Angaben:
    • Die Aufspannlage ist definiert
    • Alle Spannmittel und Werkzeuge sind bestimmt
    • Messpunkte sind definiert
    Liegen dann die Werkzeuge schon vermessen bereit, ist das Rüsten noch schneller erledigt.
     
    Station 6 – Aufspannsituation real prüfenDas Einmessen des Werkstücknullpunkts ist vollautomatisiert. Das NC-Programm übernimmt Prüfaufgaben, die bereits im CAD/CAM-System entstanden sind. Damit werden Anwenderfehler vermieden und Rüstzeiten minimiert. Auf unpassende Spannsituationen reagiert man flexibel: Der CAM-Programmierer generiert mit parametrischen Templates schnell etwa einen Alternativ-Rohling. Das System passt alles weitere automatisch an.
    Station 7 – Bauteil mechanisch fertigenNach dem Start läuft ein optimiertes, sicheres und passendes NC-Programm. Die Maschine kann ihr Potenzial mit hochdynamischen und schnellen Verfahrbewegungen, kurzen Werkzeugen sowie maximal möglichen Vorschub- und minimalen Rückzugsbewegungen voll ausnutzen. Überwachung oder Programmierung an der Steuerung sind nicht nötig. Der Maschinenbediener kann sich bedenkenlos weiteren Aufgaben widmen. 
    Im Anschluss startet eine integrierte Qualitätsprüfung, die direkt aus der NC-Programmierung eingeflossen ist. Die Maschine reagiert selbstständig auf Messergebnisse und führt automatisch eventuelle Korrekturschleifen durch – ressourcenfrei und mit protokollierten Messergebnissen.
     

    Ressourcen einfacher optimal einsetzen

    Dermaßen automatisierte CAD/CAM-Prozesse erzeugen ein hohes Maß an Schnelligkeit, Sicherheit und Genauigkeit – und entlasten gleichzeitig Fachkräfte. Eintönige und wiederkehrende Abläufe sind in Templates ausgelagert, was Fehler vermeidet. Diese Art der Automatisierung erleichtert die Arbeitsteilung: Weniger erfahrene Mitarbeiter erstellen einen Großteil der CAM-Programme wie 2,5D-Bearbeitungen, 3-achsige Schrupp-Programme vollautomatisiert. Erfahrene Anwender kümmern sich um komplexere Arbeiten. Der gezieltere Einsatz von Ressourcen und Arbeitskraft senkt die Kosten.
    Werkzeugwege für die prismatische Bearbeitung lassen sich inklusive Kollisionsprüfung vollständig automatisiert erzeugen.

    Servicepartner für skalierbare Umsetzung

    Der Maschinenbau fertigt heute schon mit automatisierten Maschinen und Techniken effizienter. Eine weitere vielversprechende Maßnahme für eine von Anfang an effizientere Fertigung, ist der Aufbau von Bauteilklassen oder Teilefamilien. Denn Teile, die von vornherein nach Ähnlichkeiten geclustert sind, nehmen mit nur geringen Abweichungen den gleichen Weg durch CAD, CAM und die Fertigung. 

    Aber das drängende Alltagsgeschäft setzt häufig Grenzen, um alleine und nachhaltig zukunftsfähige Lösungen umzusetzen. Dann empfiehlt sich ein Servicepartner und Prozesslieferant, der mit skalierbaren Ansätzen die nötige Flexibilität bei maximaler Effektivität liefert. Bis zu 95 Prozent mehr Effizienz sind bei Prozessautomatisierung im Maschinenbau drin. Die skalierbare Automation „as a managed service“ macht das für KMU finanzierbar.

    Automation ist Zukunft

    Autor: Christian Maier, Teamlead Technical Support, Tebis AG

    Automatisierung ist notwendig, um sicher in die Zukunft zu gehen. Manche verbinden damit Angst vor Arbeitsplatzverlust. Allerdings: Automation stößt immer an Grenzen. Vor allem, wenn Bewegungsabläufe zu komplex und langwierig oder Werkstücke zu individuell sind. Dann bleiben menschliche Fähigkeiten wie Kreativität, Flexibilität und der logische Verstand für schnelle Entscheidungen gefragt. 

    Mehr noch: Mit der skalierbaren "Automation as a managed Service" unterstützt Tebis Sie und Ihre Mitarbeiter dabei, in das Thema Prozessautomation einzusteigen und diese individuell weiterzuentwickeln. Dabei ergeben sich wertvolle Chancen für das Personal, Wissen zur CAD/CAM-Automation zu erweitern und Arbeitsaufgaben an Veränderungen anzupassen. Als erfahrener Servicepartner und Prozesslieferant in der Branche wissen wir um den Wert jedes einzelnen Mitarbeiters.

    Das "intelligente Bauteil" in der CAD/CAM-Automation:Zentral im Prozess ist das intelligente Bauteil. Es entsteht im CAD/CAM-System aus dem CAD-Modell: Ein Großteil der fertigungsrelevanten Informationen wird in der Konstruktion generiert, wie etwa Material, Maße, Messpunkte, Toleranzen, Nullpunkt, Spannsituationen. So erhält digitale CAD-Modell sämtliche Informationen für eine automatisierte CAM-Programmierung und die Fertigung. Es manövriert sich damit Schritt für Schritt entlang des automatisierten CAD/CAM-Prozesses eigenständig über alle Prozessstationen auf die Maschine. Das CAD/CAM-System greift dazu auf Prozessbibliotheken mit Templates, digitalen Zwillingen und Wissensdatenbanken mit erprobten Fertigungsabläufen zu.