Coscom GmbH: Prozessoptimierung vor dem ersten Span

| Redakteur: Luca Meister

Der durchgängige IT-Prozess im Virtual Machining mit den notwendigen Schnittstellen zu den Prozessperipherien bietet grosse Optimierungspotentiale vor dem eigentlichen Zerspanungsvorgang. (Coscom)
Der durchgängige IT-Prozess im Virtual Machining mit den notwendigen Schnittstellen zu den Prozessperipherien bietet grosse Optimierungspotentiale vor dem eigentlichen Zerspanungsvorgang. (Coscom)

>> Die Prozessoptimierung bei NC-Maschinen wird immer problematischer und die Entwicklung neuer Werkzeugtechnologien stagniert – neue Chancen bieten Maschinenraumsimulationen. «Virtual Machining» bietet direkte Überprüfbarkeit der Programme, verhindert langwierige Korrekturprozesse und Produktivitätseinbussen. Auch NC-Programmerstellungsmethoden bieten diverse Verbesserungsmöglichkeiten.

mei. NC-Maschinen haben in den letzten Jahren einen rasanten Fortschritt erfahren. In punkto Dynamik und Automatisierung haben Weiterentwicklungen zu grossen Produktivitätssteigerungen in der Zerspanung geführt. Modernste Spindelantriebe, hochpräzise Führungstechnologien und nicht zuletzt computerunterstützte Maschinensteuerungen sind nur ein paar wenige Bausteine, die Fräs- und Drehmaschinen zu komplexen Bearbeitungszentren machen. Ablaufautomatisierungen wie Palettenwechsler und die Entwicklung kombinierter Bearbeitungstechnologien wie z.B. das Dreh-Fräsen unterstützen die Optimierung. Die Innovationsmöglichkeiten sind mittlerweile ausgereizt und die Produktivitätssteigerung stagniert.

Produktivitätssteigerung durch High-End-Werkzeuge

Die Entwicklungen in der Werkzeugtechnologie gehen einher mit jenen im Maschinenbereich. Höhere Stabilität und Dynamik der Maschinen können nur dann genutzt werden, wenn die Werkzeuge die geforderten Kriterien erfüllen. Die Forschungsabteilungen der Werkzeughersteller beschäftigen sich mit neuartigen Beschichtungen und Schneidengeometrien, um Schnittgeschwindigkeiten und maximale Zerspanungsvolumen zu erhöhen. Doch auch hier ist festzustellen, dass deutliche Verbesserungen bzw. Produktivitätssteigerungen nur mehr punktuell erreicht werden können.

Sind Optimierungen in der Zerspanung überhaupt möglich?

Während die Optimierungspotentiale in der Zerspanung maschinen- und werkzeugseitig bereits sehr ausgereizt sind, bietet die Organisation und die NC-Programmerstellungsmethode noch grosse Optimierungsmöglichkeiten. Analysen und Beobachtungen zeigen, dass die Vorbereitungsarbeiten zum Maschinen- und Werkzeugeinsatz häufig eine beträchtliche Hürde im Fertigungsprozess darstellen. Nicht organisierte Abläufe im Bereich der Werkzeuglogistik, Werkzeugvoreinstellung und Betriebsmittelkoordination sowie lange Korrekturschleifen in der NC-Programmerstellung führen im schlechtesten Fall zu Maschinenstillständen. Der Einsatz modernster Ausrüstung garantiert also nicht zwangsläufig den gewünschten Erfolg. Das heisst: Ohne eine gut funktionierende Organisation rund um die Maschinen, der Werkzeuge und Betriebsmittel können deren Produktivitätspotentiale nur unzureichend ausgeschöpft werden.

Maschinenraumsimulation – genügt das?

Die Hersteller von Werkzeugmaschinen reagieren auf diese Situation mit Softwareunterstützung im Maschinenumfeld. Virtuelle Maschinen, auch Maschinenraumsimulation genannt, werden als Zusatzoption angeboten. «Kollisionsprüfungen am PC eliminieren das langwierige Einfahren von NC-Programmen an der Maschine», verspricht das am häufigsten verwendete Verkaufsargument. Natürlich kann man mit einer Simulation einen erheblichen Gewinn an produktiv nutzbaren Zeitkapazitäten an der Maschine erreichen. Der erfolgreiche Einsatz einer virtuellen Maschine setzt allerdings voraus, dass alle simulierten Komponenten auch in der gleichen Form reell zur Verfügung stehen. Das heisst: die grafisch simulierten Werkzeuge müssen in der Werkzeugvoreinstellung zusammengebaut werden und die auf Kollision geprüfte Spannsituation muss auf der Maschine identisch aufgebaut werden. Nur so ist sichergestellt, dass eine virtuelle Maschine nicht produktive Nebenzeiten an der realen Maschine minimieren kann.

Virtuelle Maschinen unterstützen Programmierung

Die CAD/CAM-Programmierung verwendet schon lange eigene Simulationsfunktionen. Ursprünglich hatte die Simulation einzig die Aufgabe, ein Werkzeug entlang der errechneten Werkzeugbahn zu bewegen. Moderne CAD/CAM-Systeme setzen vereinzelt schon auf Maschinendarstellungen und Kollisionsprüfung in der CAD/CAM-Simulation. Bei vielen Konzepten erfolgt die Maschinensimulation allerdings erst am Ende der Programmerstellung. Programmierfehler werden dadurch erst am Ende des Programmiervorgangs erkannt und führen zu langwierigen Korrekturen in der Programmierung.

Das Softwarehaus Coscom Computer GmbH beschäftigt sich schon lange mit der softwaretechnischen Abbildung des kompletten Zerspanungsprozesses. Die neuste Entwicklung im CAD/CAM-System «Profi-CAM» versetzt den CAD/CAM-Programmierer in einen interaktiven Dialog mit seiner virtuellen Maschine. Die Multi-Screen-Technologie verbindet die Programmieroberfläche direkt mit einer Bewegungsdarstellung im virtuellen Maschinenraum. Eingaben in der Programmierumgebung können sofort in der virtuellen Maschine auf Wirkung und Sinnhaftigkeit überprüft werden. Programmierfehler werden so erst gar nicht gemacht und lange Korrekturschleifen am Programmierende entfallen. Die Praxis zeigt erhebliche Zeiteinsparungen in der Programmerstellung.

Die Coscom-Datenbankapplikation(en), Werkzeugverwaltung und CAM-Datenmanagement runden den Gesamtprozess zum «Virtual Machining» ab. Diese geschlossenen IT-Organisationsstrukturen mit Schnittstellen zu den Prozessperipherien ermöglichen grosse Optimierungspotentiale vor dem eigentlichen Zerspanungsvorgang an der Maschine. Das Ziel dabei ist, die produktiv nutzbare Maschinenkapazität bestmöglich auszuschöpfen. <<

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