Kann man dem NC-Code trauen?

Facettenreiche NC-Codes werden sauber durchgeprüft: Vericut simuliert und verifiziert den Bearbeitungsprozess bei Goodwin International. Zum Portfolio des britischen Fertigers zählt eine ganze Reihe von Ventilen, Komponenten für die Stromerzeugung, Schlammtauchpumpen und der projektbezogene Schwermaschinenbau. Zur Anwendung gelangen die Industriearmaturen größtenteils bei nuklearen Applikationen und allgemeinen Industrieanlagen, auch im Hoch- und Tiefbau.

Goodwin International produziert zum Beispiel die technisch fortschrittlichsten Druckventile für schwere und kritische Anwendungen. „Wir sind seit mehr als 20 Jahren führender Zulieferer der Segmente Öl und Gas, Energietechnik und Prozessindustrie“, sagt Simon Ault, Lead Programmer im Bereich Werkzeug und Entwicklung, „und dieses Geschäft hat unser eigenes Wachstum wesentlich forciert."

Einerseits prägt Goodwin das etablierte und expansive Geschäft mit Ventilen, andererseits hat sich das Unternehmen auch als Spezialist für die High-End-Bearbeitung aufgestellt: Goodwin International bearbeitet, fertigt und montiert dabei große Strukturen für Hängebrücken, nukleare Komponenten oder Systeme der Stromerzeugung. Ault erinnert sich: „Unsere Expansion beschleunigte sich mit zunehmendem Auftragsaufkommen aus der chinesischen Energiewirtschaft, die wir in ihrem eigenen, phänomenalen Wachstum unterstützen.“ Um der Nachfrage gerecht zu werden, erweiterte Goodwin die Fertigung um neue Maschineneinheiten. „Ein kluges Investment“, so Ault, „wir verfügen bei den Werkzeugmaschinen jetzt über State-of-the-Art-Technologie und können Werkstücke bis zu 50 Tonnen bearbeiten.“

Null-Fehler-Strategie als Notwendigkeit

Goodwin realisiert die Bearbeitung von Komponenten aus kohlenstoffarmen Stählen, legierten Stählen, rostfreien Stählen, Super-Duplex- und hitzebeständigen Superlegierungen, wobei die Produktionsvolumina zunehmen. Ault erklärt, warum Größe und Wertigkeit der kundenspezifischen Projektarbeit das Unternehmen vor eine Herausforderung stellten: „Die hohe Qualität der zugelieferten Gussteile unserer Schwestergesellschaft Goodwin Steel Castings muss ihr Pendant in unserer Bearbeitung finden. Abhängig von Stahltypus, Größe und Komplexität handelt es sich teils um sehr wertvolle Einheiten – das bedeutet auch, dass wir bei der Produktion eine Null-Fehler-Strategie fahren, weil das Risiko mit dem Wert der Einheit steigt. So entschlossen wir uns, unser Risikomanagement neu aufzusetzen."

Das Unternehmen investierte in High-End-3D-Technologien, um die Fertigung als Ganzes zu unterstützen. Allerdings zeigte sich erst bei einem speziellen Projekt, wie man die Sicherheit der Bearbeitungsprozesse signifikant verbessern kann. Angesichts limitierter Ressourcen hatte Goodwin hochkomplexe Programmierarbeit früher ausgelagert – der zuliefernde CAM-Anbieter verwendete Vericut. Nach Gespräch und Präsentation der Software für Simulation und Verifikation war auch Goodwin überzeugt und führte die Software – gekoppelt an NX-CAM von Siemens – selbst ein.

Vericut simuliert die CNC-Fertigung unabhängig von Maschine, Steuerung und CAM-System und überprüft das NC-Programm auf Kollisionen und Fehler vor dem echten Maschinenlauf. Somit entfällt manuelles Austesten. Darüber hinaus werden die Bearbeitungsvorschübe des NC-Programms optimiert, so dass die Fertigung effizienter und schonender abläuft, im Besonderen bei Hochgeschwindigkeitsmaschinen. Das bedeutet reduzierte Maschineneinfahrzeiten, reduzierten Ausschuss, das Vermeiden von Kollisionen und Gefahrenbereichen sowie perfekte Qualität ohne Nachbearbeitung.

NC-Codes auf dem Prüfstand

„Die Aktualisierung und Ergänzung unserer Suite von 3D-Technologien war von grundlegender Bedeutung für das Risikomanagement der Bearbeitung hochwertiger Produkte“, erläutert Ault. Inzwischen kommt Vericut in weiten Teilen des Unternehmens zum Einsatz. „Angesichts komplexer Programmierlösungen müssen wir gewährleisten, dass die Informationen, die auf die Werkzeugmaschine gelangen, richtig sind. Das heißt, dass der NC-Code so arbeitet wie beabsichtigt, die richtige Komponente produziert und keinen Crash oder Schäden nach sich zieht.“

NC-Codes können bei Goodwin durchaus von mehreren Quellen kommen: exportiert aus dem CAM-System, manuell erstellt oder als zugelieferte Anwendung von Drittanbietern. Aber kann man diesem Code auch vertrauen? „Um das Risiko im Griff zu haben, müssen wir alle Codes unabhängig von ihrer Quelle überprüfen. Wir verwenden sehr individuelle Postprozessoren für unsere CNC-Werkzeugmaschinen, wir konvertieren allerdings auch Standard-Codes ins Makro-Format, um flexibel zu bleiben“, erklärt der Experte.

„Wenn wir Superlegierungskomponenten mit komplexen Oberflächen bearbeiten, erhöhen wir die Werkzeugmaschinenkapazität mit kundenindividuell gefertigten Werkzeugen. Da kann es zu Programmfehlern kommen, wir sind nicht völlig immun dagegen, aber es hat Priorität, diese Fehler abzufangen, bevor sie auf der Werkzeugmaschine finanziellen und materiellen Schaden anrichten“, schildert Ault die Strategie.

Sicherheitsrisiken eliminiert

Die Nutzung von Multi-Achsen-Bearbeitungszentren und komplexen Werkzeugen bedeutet, dass der Bediener die Bearbeitung im Regelfall selbst gar nicht einsehen kann. Ault stellt die Kardinalfrage: „Wie können wir blind arbeiten und trotzdem sicherstellen, dass die Komponente korrekt bearbeitet wird? Die Simulation mit Vericut liefert die Antwort schon vor Programmausführung, dadurch erhöht sich das Vertrauen in die Anwendung und garantiert minimierten Produktionsstillstand, steigert die Effizienz und Beibehaltung der Genauigkeit. Die Software ermöglicht als Teil unseres Sicherheitsnetzes die frühzeitige Eliminierung von Sicherheitsrisiken“, sagt der Experte aus dem Bereich Werkzeug und Entwicklung.

Ault kommt zu dem Schluss, dass „die Möglichkeit, die Bearbeitung in einer virtuellen Welt ablaufen zu lassen, unser Risikomanagement verbessert. Die Konstruktions- und Programmierabteilungen können jetzt anstelle eines Stroms von Zerspanungsdaten einen kompletten Bearbeitungsprozess in die Werkstatt weiterreichen. Der erfolgreiche Vericut Einsatz in Bezug auf mehrere hochwertige Projektarbeiten, in denen das bearbeitungsbasierende Risiko praktisch eliminiert wurde, treibt uns an, diese Form der Sicherheit im ganzen Fertigungsbereich zu implementieren.“