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METAV News

Live-Chat mit der Fertigung

METAV 2016 präsentiert alle Möglichkeiten der Prozessoptimierung

Frankfurt am Main, 17. August 2015. – Der Weg des Werkstücks vom Design bis zum Bauteil in der Fertigung der Zukunft verläuft mit einem durchgängigen Datensatz entlang einer Prozesskette mit den Bausteinen Konstruieren, Modellieren, Programmieren, Simulieren und Produzieren. Welche Herausforderungen an den einzelnen Stationen warten und wie sie bewältigt werden können, zeigt die METAV 2016 vom 23. bis 27 Februar in Düsseldorf.

Seit Alfred Äpple sein neues Smartphone hat, kann er seinen Urlaub erst richtig genießen: Einmal am frühen Vormittag einen Blick auf die heimischen Produktionsabläufe werfen, hie und da korrigierend eingreifen – und der Rest des Urlaubstags am fernen Ostseestrand gehört der Familie. Äpple, Inhaber eines mittelständischen Zulieferbetriebs auf der schwäbischen Alb, hat sein hochmodernes Smartphone mit allen verfügbaren Apps gefüttert, die zur Kommunikation und Interaktion mit seinen heimischen Produktionssystemen irgendwie nützlich sind.

So kann er problemlos den Weg eines Bauteils von der Idee bis zum fertigen Werkstück lückenlos mitverfolgen. Heute zum Beispiel hat er erfahren, dass sein Chefkonstrukteur mit dem Design eines neuartigen, hochkomplexen Sicherheitsbauteils für die Luftfahrtindustrie begonnen hat. Und er weiß – nach Online-Einsicht in die Auftragsdaten – dass das Teil in genau einer Woche, also noch während seines Urlaubs, ausgeliefert werden muss. Für Äpple beginnt eine neue Ära der Frühstückslektüre: Der tägliche Blick in die Prozesskette – die intelligente Vernetzung von Werkzeugmaschinen und IT-Systemen.

Durchgängige Korrektheit der Daten ist Voraussetzung
Wie eine solche durchgängige Prozesskette aussehen kann, beschreibt Eberhard Beck, Leiter Steuerungstechnik der Index-Werke GmbH & Co. KG, Esslingen: „Entscheidend für eine aus unserer Sicht durchgängige CAD-CAM-CNC-Prozesskette ist eine vom Design-Prozess, das heißt von der CAD-Konstruktion, bis zum Bearbeitungsprozess in der CNC-Maschine durchgängige Gültigkeit und Korrektheit der Daten in Syntax, Format und Funktion sowie eine durchgängige Datenqualität hinsichtlich Konturgenauigkeit, Bahngenauigkeit, Toleranzausnutzung und Stetigkeit – bei Kontur-Übergängen – aller über die CAD-CAM-CNC-Systemgrenzen hinweg verarbeiteten und bereit gestellten Prozessdaten.“

Für eine durchgängige Prozesskette muss nicht zwingend eine direkte Vernetzung von Werkzeugmaschine und IT-System gegeben sein. Eine direkte Vernetzung von Produktionseinrichtungen mit der IT-Infrastruktur kann unterstützend wirken, zum Beispiel durch einen beschleunigten und gesicherten Datenaustausch, „ist für eine durchgängige Prozesskette im ursprünglichen Sinne aber allein nicht hinreichend“.

Auf dem Weg des zunächst nur virtuellen Werkstücks zum realen Bauteil entlang der Prozesskette mit den Bausteinen Konstruieren, Modellieren, Programmieren, Simulieren und Produzieren – kommunizieren alle Bausteine sowohl untereinander als auch mit dem herzustellenden Bauteil. Alfred Äpple nimmt via Smartphone rege Anteil an dieser Kommunikation.

Als Bausteine einer CAD-CAM-CNC-Prozesskette, erläutert Eberhard Beck, „finden sich sicherlich die Module Konstruieren/Modellieren (CAD), Programmieren (CAM) und Simulieren wieder. Im Sinne einer effektiven und damit vor allem wirtschaftlichen Prozesskette kommt der Simulation aber eine gewisse Schlüsselrolle zu“. Denn häufig werden CAD-CAM-CNC-Prozessketten bei Werkstücken hoher Komplexität (z.B. 5-Achs-Bearbeitung), bei der Einzelbearbeitung von Prototypen oder bei Werkstücken mit hohem Programmieraufwand eingesetzt. Eine sichere Fehlerrate bei der Programmierung könne dabei nicht ausgeschlossen werden. Zudem gelte es zu berücksichtigen, dass Prozessketten auf der Basis von Solldaten arbeiten. Deshalb „muss letztlich durch eine Simulation und vor dem eigentlichen Fertigungsstart ein Soll-/Ist-Abgleich mit der Maschine erfolgen, so dass eventuelle Programm- oder Datenfehler noch rechtzeitig erkannt und beseitigt werden können“. Nur damit kann eine kontinuierliche und wirtschaftliche Produktion sichergestellt werden.

Dabei kommt es natürlich auch auf die verwendete Steuerung an. Für Eberhard Beck ist „im Prinzip jede CNC-Steuerung prozesskettentauglich. Notwendige Anpassungen zwischen CAM-System und CNC-Steuerung erfolgen per Postprozessor. Vorausgesetzt natürlich, die Steuerung ist prinzipiell für die geforderte Aufgabe geeignet“. Denn eine Verbesserung in der Anwendungsfähigkeit oder Eignung der Steuerung für ihre Aufgabe könne durch den Einsatz einer CAD/CAM/CNC-Kette nicht erbracht werden.

Reibungsfreier Datenfluss braucht leistungsfähige Schnittstellen
Ähnlich sieht das Dr.-Ing. Oliver Gossel, Vertriebsleiter der Röders GmbH, Soltau: „Die richtige Software einschließlich der Maschinensteuerung spielt eine große Rolle dabei, verschiedenste Bausteine zu verknüpfen und einen reibungsfreien Datenfluss in alle Richtungen zu ermöglichen.“ Dazu sind moderne, leistungsfähige Schnittstellen unerlässlich. Neben der Funktionalität sei auch eine gute Wartbarkeit wesentlich, um die entstehende Komplexität zu beherrschen.

Ob dafür abgestimmte Prozessketten-Paketlösungen aus einer Hand nützlich sind, ist nicht eindeutig feststellbar. Röders-Vertriebsleiter Gossel sagt: „Die Zukunft wird offenen Systemen gehören, bei denen der Kunde die einzelnen Bausteine (CAX, Maschine mit Steuerungen, Automation und Jobmanager) nach seinen Bedürfnissen auswählt und kombiniert.“ Offene Systeme ermöglichen auch für die Zukunft eine Erweiterung oder Änderung. Demgegenüber „stellen Paketlösungen oft einen Kompromiss dar, bei dem Einschränkungen hingenommen werden müssen“.

Index-Steuerungsexperte Beck dagegen verweist darauf, ,,dass entlang einer CAD-CAM-CNC-Prozesskette große und unterschiedlich viele Datenmengen über System- und Herstellergrenzen hinweg übergeben und anschließend weiter verarbeitet werden“. Ursachen-Wirkungszusammenhänge von Daten-, Format-, Verarbeitungs- oder Übergabefehlern seien für den Endanwender praktisch nicht zu erkennen oder zu analysieren. Bei Fehlern oder Abweichungen als Resultat aus der Prozesskette sei es für den Anwender bei einer Mehr-/Vielzahl von Beteiligten nahezu unmöglich, den Verursacher zweifelsfrei zu identifizieren. Im Ergebnis könne der Endanwender dadurch nur unter extremem Aufwand überhaupt zu einem lauffähigen – aber unter Umständen nicht optimalen – System gelangen oder aber auf einer nicht funktionierenden CAD-CAM-CNC-Lösung „sitzen bleiben“.

Bei einer Paketlösung aus einer Hand bestehe zumindest für das Ausgabeergebnis der CAD-CAM-CNC-Kette eine Verantwortlichkeit, die gegebenenfalls in die Pflicht genommen werden kann. Eine Gewähr dafür, dass das im CAD konstruierte und im CAM programmierte Werkstück damit 1:1 „von der Maschine kommt“ ist damit noch nicht gegeben. Denn dies, so Beck, „hängt nicht unwesentlich auch von der Leistungsfähigkeit des Postprozessors ab“. Deshalb biete der Bezug einer Gesamtlösung von Maschine und CAD-CAM-System inklusive Postprozessor aus der Hand des Maschinenherstellers „die sicherste und zugleich wirtschaftlichste Lösung für den Einsatz oder den Einstieg in eine CAD-CAM-CNC-Prozesskette“.

Eine Schlüsselrolle kommt der Simulation zu. Sie kann, erläutert Beck, „auf sehr unterschiedlicher Basis und mit höchst unterschiedlichem Ergebnis erfolgen: Werkstück-/Maschinensimulation auf Basis von CAM-(Zwischen-)Daten, auf G-Code Nachbildung im CAM-System, auf Basis des realen NC-Kerns oder auf Basis der realen Steuerung und realer Steuerungsparametrierung als 1:1 Kopie der echten Maschine“. Letztere lasse gar einen direkten Austausch realer NC-Programme zwischen realer Maschine (Welt) und virtueller Welt (Maschine) zu und erlaube zudem beispielsweise in der Simulation einen virtuellen Soll-Ist-Abgleich von Soll-Werkzeugdaten der CAD-CAM-CNC-Kette mit den Ist-Daten der realen Werkzeuge noch bevor die eigentliche (reale) Bearbeitung in der Maschine beginnt.

Zurückhaltender ist Röders-Vertriebsleiter Gossel: „Viele Insellösungen, wie z.B. die Kollisionsbetrachtung einer Fräsbearbeitung vor der tatsächlichen Bearbeitung, gibt es in der Praxis schon. Kritisch ist hier jedoch häufig die Wirtschaftlichkeit, da diese Lösungen neben den Investitionskosten auch wertvolle Arbeitszeit kosten. Somit kann bei sicher beherrschten Aufgaben auf die virtuelle Ebene verzichtet werden.“

Auch für werkstattorientierte Mittelständler wie Alfred Äpple bringe die digitalisierte, durchgängige Prozesskette durchaus Rationalisierungspotenziale und Wettbewerbsvorteile. Nicht übersehen werden dürfe dabei aber, „dass vor der Einführung einer automatisierten Prozesskette zunächst die Fertigungsprozesse sicher beherrscht werden müssen“. Für eine erfolgreiche Realisierung erforderlich sei natürlich, „dass alle eingebunden Maschinenhersteller ihre Schnittstellen öffnen“.

Auch Index-Steuerungsexperte Beck sieht Vorteile für den Mittelständler mit seinen Kleinserien: „Zum Beispiel die Möglichkeit, Werkstücke zu fertigen, die mit manueller Programmierung nicht herstellbar wären.“ Durch den konsequenten und vor allem lückenlosen Einsatz einer CAD-CAM-CNC-Kette lasse sich neben deutlich erweiterten technologischen Möglichkeiten auch ein nicht zu unterschätzendes Rationalisierungspotenzial in der Fertigung erschließen. Bei Index, so Beck weiter, „ist die CAD-CAM-CNC-Prozesskette seit Jahren Bestandteil des Produktportfolios und wird selbstverständlich auch auf der METAV 2016 angeboten und präsentiert“.

Auch die Röders GmbH, so Vertriebsleiter Gossel, wird auf der METAV 2016 „Möglichkeiten zur Umsetzung von Prozessketten in individuellen Gesprächen darstellen, gleicht doch hier nur selten eine Lösung der anderen, da jedes Unternehmen seine eigenen Schwerpunkte setzt“.

Prozesssicherheit muss gewährleistet sein
Die Frage indes, ob sich intelligent vernetzte Maschinen und Prozesse mit neuen Bedien- und Kommunikationskonzepten wie Smartphone oder Tablet prozesssicher steuern lassen, wird wohl auch die METAV 2016 nicht abschließend beantworten können. Eberhard Beck: „Die Vorteile aus beiden Welten werden sicherlich sukzessive zusammen wachsen, z.B. Touch-Bedienung an der Maschine. Allerdings ist die Steuerung an der Maschine in erster Linie von Sicherheit und Produktivität getrieben. Smartphone und Tablet können in spezifischen Teilbereichen unterstützend wirken, sind zur originären Steuerung von Maschinen und Prozessen aber an sich ungeeignet.“

Alfred Äpple ist darauf auch gar nicht angewiesen. Sein letzter Urlaubstag ist angebrochen und sein Smartphone meldet, dass das Bauteil, dessen Weg durch die Prozesskette er die vergangenen Tage verfolgt hat, heute versandfertig gemacht wird.

Autor: Walter Frick, Fachjournalist aus Weikersheim

 

Hintergrund

METAV 2016 in Düsseldorf
Die METAV 2016 – 19. Internationale Messe für Technologien der Metallbearbeitung findet vom 23. bis 27. Februar in Düsseldorf statt. Sie zeigt das komplette Spektrum der Fertigungstechnik. Schwerpunkte sind Werkzeugmaschinen, Fertigungssysteme, Präzisionswerkzeuge, automatisierter Materialfluss, Computertechnologie, Industrieelektronik und Zubehör. Hinzu kommen die neuen Themen Moulding, Medical, Additive Manufacturing und Quality. Sie sind in so genannten Areas mit eigener Nomenklatur fest im METAV-Ausstellungsprogramm verankert. Zur Besucherzielgruppe der METAV gehören alle Industriezweige, die Metall bearbeiten, insbesondere der Maschinen- und Anlagenbau, die Automobil- und Zulieferindustrie, Luft- und Raumfahrt, Elektroindustrie, Energie- und Medizintechnik, der Werkzeug- und Formenbau sowie Metallbearbeitung und Handwerk.
Weitere Informationen unter www.metav.de

Index-Gruppe
Die Index-Gruppe stellt gemeinsam mit ihrem Tochterunternehmen Traub CNC-Drehmaschinen her. Mit sechs Produktionsstandorten und fünf internationalen Vertriebs- und Servicegesellschaften sowie 80 Vertretungen ist die Esslinger Unternehmensgruppe weltweit aufgestellt. Die Index-Werke wurden 1914 von Hermann Hahn gegründet, der in diesem Jahr mit der Produktion von Revolverdrehautomaten begann. Innerhalb von vier Jahrzehnten wurden bereits mehr als 20 000 Drehautomaten verkauft. 1975 begann Index Mehrspindel-Drehautomaten zu produzieren. Wenige Jahre später erfolgte der Einstieg in die CNC-Technik. Nach dem Tod von Eugen Hahn, dem Sohn des Firmengründers, wurden 85 Prozent der Firmenanteile in eine Stiftung eingebracht. 1992 stellt Index eine neue Generation von Dreh-Fräszentren basierend auf einem modularen Baukasten vor. Im Jahr 1997 wurde die Traub Drehmaschinen GmbH & Co. KG aus dem benachbarten Reichenbach/Fils übernommen und als eigenständige Tochtergesellschaft in die Index-Gruppe integriert. Seit 2002 bietet Index multifunktionale Produktionszentren an, in die verschiedene Verfahrenstechnologien in einer Maschine integriert werden können. Zu den Hauptabnehmern von Index-Drehmaschinen zählen vor allem die Automobil- und Automobilzulieferindustrie, der Maschinenbau, die Elektrotechnik und Elektronikindustrie sowie die Hersteller in der Fluidtechnik und dem Armaturenbau.
www.index-werke.de

Röders
Seit sechs Generationen wird die Röders GmbH, Soltau, von ihren Kunden für schnellen Service und innovative Produkte geschätzt. Drei verschiedene Geschäftsfelder, ein Maschinenbau für hochgenaue HSC-Fräs- und Schleifmaschinen, ein moderner Formenbau für PET-Flaschenformen und die Herstellung hochwertiger Geschenkartikel bilden die Basis. Mit Eintritt des heutigen Geschäftsführers Jürgen Röders wurde die Entwicklung der Hochgeschwindigkeitstechnologie forciert. 1991 wurde erstmals eine Maschine auf der Hannover Messe präsentiert. In den Folgejahren entwickelte sich der HSC-Maschinenbau zu dem heute größten Geschäftsfeld der Firma mit eigenen Tochtergesellschaften in den USA, China und Vietnam. Verschiedene Fertigungsverfahren lassen sich in den HSC-Maschinen kombinieren. Bei Bedarf werden die Maschinen mit eigenen Lösungen automatisiert. Mehr als 2000 Maschinen sind in 50 Ländern installiert.
www.roeders.de

 


Ansprechpartner

VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken)
Sylke Becker
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Corneliusstraße 4
60325 Frankfurt am Main
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Tel. +49 69 756081-33
s.becker@vdw.de
www.vdw.de

Index-Werke GmbH & Co. KG
Hahn & Tessky
Eberhard Beck
Leiter Steuerungstechnik
Plochinger Straße 92
73730 Esslingen
DEUTSCHLAND
Tel. +49 711 3191-720
eberhard.beck@index-werke.de
www.index-werke.de

Röders GmbH
Dr.-Ing. Oliver Gossel
Vertriebsleiter HSC-Maschinen / Head of Sales Department HSC Machines
Scheibenstraße 6
29614 Soltau
DEUTSCHLAND
Tel. +49 5191 603-470
gossel.oliver@roeders.de
www.roeders.de

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Hölderlinstraße 29
7990 Weikersheim
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