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Mecadat: CAD/CAM für 5-Achs-Fräsen Turbo für Fräsprozesse

Autor / Redakteur: Theo Drechsel / Konrad Mücke

Im Geschäftsfeld spanende Fertigung arbeitet der oberpfälzische Auftragsfertiger und Systemdienstleister Zollner Elektronik AG beim NC-Program- mieren kleinerer Serien ausschliesslich mit dem CAD/CAM-­System VISI. Das minimiert Programmier- und optimiert auf den Maschinen nutzbare Zeiten.

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Programmieren (l.) und Simulieren (r.) mit dem CAD/CAM-System VISI beschleunigt den Ablauf von der Konstruktion zur Bearbeitung.
Programmieren (l.) und Simulieren (r.) mit dem CAD/CAM-System VISI beschleunigt den Ablauf von der Konstruktion zur Bearbeitung.
(Bild: Mecadat)

Im Bayerischen Wald schätzt man bei der
Zollner Elektronik AG bereits seit 18 Jahren die Vorteile der Produktfamilie VISI von Hexagon, die aktuell 22 Module umfasst. In der spanenden Fertigung, die zum Geschäftsbereich Mechanik zählt, setzt man heute zur NC-Programmierung ausschliesslich VISI ein. Das CAD/CAM-System ist mit unterschiedlichen Ausbaustufen an sechs CAM-Arbeitsplätzen – davon drei zum 5-Achs-Programmieren – installiert. Dort wird rund um die Uhr in drei Arbeitsschichten programmiert. «Hinzu kommen 15 CAM-Programmierer, die mit dem CAD/CAM-System an den maschinennah aufgestellten PCs arbeiten. Mit VISI Peps Wire entstehen zudem die NC-Programme zum Drahterodieren mit bis zu vier Achsen», erläutert der Spartenleiter Produktion Christian Gmeinwieser und führt aus: «Ergänzt wird dies durch sechs Viewer, die in der Fertigung verteilt sind. Einen weiteren CAM-Arbeitsplatz mit Fräs­modulen gibt es am Standort in Costa Rica, der ebenfalls vom Softwareunternehmen Mecadat betreut wird.»

Prototypen und Serien

Den Maschinenpark dominieren die insgesamt 17 CNC-Fräsmaschinen, von denen 10 automatisiert sind, die zum Teil im 24/7-Betrieb arbeiten und die alle mit NC-Programmen aus dem CAM-System VISI versorgt werden. Zollner produziert in Zandt kleinere Serien bis zu ein paar Tausend Stück, aber auch einzeln angefertigte Prototypen, vorwiegend aus Aluminium, zu rund 20 Prozent jedoch auch aus Stahl. Häufig bewegt sich die Stückzahl unterhalb von zehn. Losgrössen also, bei denen der Programmieraufwand im Verhältnis zur Bearbeitungszeit je nach Komplexität der Geometrien hoch sein kann und schon mal vierzig Prozent und mehr ausmacht. Deshalb ist für die Oberpfälzer das Bedienkonzept eines CAM-Systems extrem wichtig, was aus ihrer Sicht bei VISI genial einfach gelöst ist und sehr schnell zum gewünschten Ergebnis führt. Dazu tragen die funktionalen Möglichkeiten und Bearbeitungsstrategien dieser Software wesentlich bei, die praxisgerecht und intelligent gelöst sind.

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2D- bis 5-Achs-Fräsen

So werden in Zandt alle Facetten des Fräsbereichs von der 2D- und 2,5D-Bearbeitung bis hin zum 5-Achs-Simultanfräsen von der CAM-Software VISI abgedeckt. Alle neun Bearbeitungszentren von Hermle sind bei Zollner mit fünf Achsen ausgerüstet, ebenso mit palettenbasierten Werkstückwechslern.

Auch dies hat grundsätzlich mit der Bedienfreundlichkeit des CAM-Systems und speziell mit den Funktionen des Moduls Machining 5-Achsen zu tun, mit dem die 5-achsige Programmierung sehr einfach geworden ist. Denn seit vielen Jahren bietet die Software bereits die Möglichkeit, 3- und 5-achsiges Fräsen quasi zu kombinieren. So kann man mit der Funktion «3 Achsen zu 5 Achsen» die bereits berechneten 3-Achsen-Wege sozusagen auf Knopfdruck in 5-Achsen-Simultanwege umwandeln. Auch das automatische Hinzufügen angestellter Achsen ist möglich, bei der Vermeidung von Kollisionen hilft die CAM-Software ebenfalls.

Abgestimmte Strategien

Beim Simultanfräsen programmiert man viel auf Basis von Bearbeitungsvorlagen, also Referenz­zyklen, die für spezielle Aufgaben erstellt wurden. Diese sind in der CAM-Software VISI als Vorlagendateien abgespeichert und werden für das neue Bauteil einfach modifiziert. Beim Taschenfräsen sorgt hingegen die Strategie Waveform für einen starken Geschwindigkeitsschub. Sie ist seit der Version 2018 R2 in der CAM-Software verfügbar. Mit dieser Frässtrategie kann in Z deutlich mehr zugestellt und zudem wesentlich höhere Vorschübe gefahren werden. Geschruppt wird bei Zollner mit speziell für die trochoidalen Werkzeugwege ausgelegten Schaftfräsern. Da man bei dieser Frässtrategie einen Vollschnitt vermeidet, wird bei Aluminium in Z bis zu 3xD zugestellt – bei einem 10er-Schaftfräser sind das 30 mm. Das Ergebnis kann sich sehen lassen. Dank Waveform sind die Oberpfälzer um 20 Prozent schneller geworden.

Konstruieren inbegriffen

Das bei Zollner sehr gut funktionierende 3D-System VISI arbeitet bei CAD und CAM mit demselben 3D-Datenmodell auf Basis von Parasolid. Auch wenn mit dem CAM-System nicht konstruiert wird, ist man von den Möglichkeiten des Moduls Modelling – dieses 3D-CAD-Modul bildet bei Machining die Basis – überzeugt. Beim Import von STEP- und Catia-Dateien ebenso wie bei der Reparatur des eingelesenen CAD-Modells, was allerdings immer seltener vorkommt. Denn in Absprache mit den Kollegen aus der Konstruktion wird mit dem 3D-CAD auch schon mal die Geometrie ein wenig optimiert, um besser fertigen zu können.

Beschleunigte Abläufe

Die CAM-Software VISI hat sich in Zandt beim Programmieren von Varianten und Kleinserien komplex geformter Bauteile absolut bewährt: «Wir sind mit der CAD/CAM-Lösung sowohl technologisch wie auch hinsichtlich des Bedienkonzepts sehr zufrieden. Selbiges gilt für das Tempo, mit dem VISI auch sehr komplexe Fräsprogramme auf die Maschine bekommt», fasst Christian Gmeinwieser zusammen. «Positiv bewerten wir auch die verwendeten Netzwerk-Lizenzen (Floating), die auf dem Server installiert sind. Jeder, der autorisiert ist, kann so die VISI-Module an verschiedenen PCs nutzen.» - kmu - SMM

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