Cam-lösungen
Wie Keller bis zu 25 Prozent Durchlaufzeit spart
Mehr Transparenz, mehr Produktivität und mehr Wertschöpfung – das war der Plan, als Zahnrad- und Getriebehersteller C.U.W. Keller seine Fertigung mit einer neuen durchgängigen Cam-prozess-lösung ausstatten wollte. Ob das aufgegangen ist, das lesen Sie hier.
Schiffsmotoren, Tagebau-bagger und Maschinen für die Verarbeitung von Kunststoffen oder Nahrungsmitteln – ihre Zahnräder und Spezialgetriebe liefert die C.U.W. Keller Gmbh & Co. KG in anspruchsvolle Branchen. Als Schlosserei gegründet bezog C.U.W. Keller 1901 zunächst eine 50 Quadratmeter große Scheune in Troisdorf. Bereits in den 20iger Jahren spezialisierte man sich auf die Herstellung von Zahnrädern. Heute beschäftigt das Unternehmen rund 180 Mitarbeitern.
Allein durch Ihre Größe beeindrucken die Produkte der C.U.W. Keller: Bis zu 4,5 Meter Durchmesser kann ein einzelnes Zahnrad haben und bis zu 40 Tonnen wiegen. Eine komplette Baugruppe, beispielsweise
ein Getriebe für einen Schneidkopf-baggerschiff, bringt es sogar auf 180 Tonnen. Über die entsprechenden Dimensionen für die Großteile-zerspanung und die Ausstattung müssen auch die Cnc-maschinen und Bearbeitungszentren verfügen, mit denen der Mittelständler fertigt.
Das Unternehmen investiert kontinuierlich in den Maschinenpark: In den Jahren zwischen 2007 und 2009 beispielsweise nahm Keller beispielsweise die größte Zahnflankenschleifmaschine Deutschlands in Betrieb, außerdem beschaffte es im Jahr 2010 unter anderem ein DMG 5-Achs-bearbeitungszentrum für das Universalfräsen von Kegelradsätzen in Gerad-, Schräg und diversen Sonderverzahnungen. Insgesamt stehen elf Cnc-maschinen und BAZ zum Fräsen, Drehen und Drehfräsen in den Hallen des Mittelständlers.
Suche nach neuer Cam-lösung
In den letzten Jahren stieg die Auftragsauslastung kontinuierlich, während gleichzeitig der Druck zunahm, immer früher zu liefern. Auf der anderen Seite erweiterte sich die Komplexität der Baugruppen stetig. Die Notwendigkeit eines neuen, modernen Cam-systems wurde immer akuter.
Nicht nur um das neu erworbene DMG 5-Achs-bearbeitungszentrum zu programmieren, sondern auch um die übrigen Maschinen effizienter nutzen zu können, beschäftigte sich ein Team um Ralf Grommes, Nc-programmierer bei C.U.W. Keller, eingehend mit dem Thema Camevaluation. „Wir produzieren sehr komplexe Bauteile“, erläutert Ralf Grommes, „das macht die konventionelle Programmierung an der Maschine nahezu unmöglich und ein Cam-system mit integrierter Simulation zwingend notwendig, um die spätere Zerspanung im Vorfeld am PC wirklich sicher virtuell abzubilden und abzusichern“.
Neben dem technologischen Fokus war ein weiteres wichtiges Ziel, Neben- und Maschinenzeiten deutlich zu reduzieren. Bei Keller beträgt die Bearbeitungszeit je nach Bauteil zwischen einer halben Stunde und mehreren Tagen.
Grommes und seine Kollegen evaluierten einige marktübliche Cam-systeme und entschieden sich schließlich für Proficam VM von Coscom. Wichtig war den Spezialisten von Keller eine komplett durchgängige CAD/CAM-LÖSUNG zu implementieren, die die Bearbeitungstechnologien Drehen, Fräsen und Drehfräsen gleichermaßen gut abbildet, sowie beginnend mit der Datenübernahme aus der 3D Cad-software über die 3D Cam-programmierung, Maschinenraumsimulation bis hin zur Nc-programmverwaltung maximal prozessfähig ist. „Die einen Systeme haben ihre Stärken im Fräsen, aber Defizite im Drehen, bei anderen ist
es umgekehrt. Sowohl für das Drehen, das 5-Achs-fräsen als auch für die Simultanbearbeitung eignet sich das gewählte Camsystem perfekt“, berichtet Ralf Grommes.
25 Prozent kürzere Durchlaufzeiten
Schritt für Schritt baute C.U.W. Keller das Cam-system mit dem Cam-datenmanagement Factorydirector VM, der Werkzeugverwaltung Tooldirector VM und der Maschinensimulation Profikinematik VM um weitere Module zur kompletten Virtualmachining-software-prozess-lösung (VM) aus. Letztlich realisiert die Lösung auch die Anbindung zum eingesetzten Erp-system Proalpha, die native Cad-daten-übernahme aus Autodesk Inventor sowie die Vernetzung mit dem Maschinenpark.
In der Arbeitsvorbereitung lassen sich mit der Vm-lösung nun sämtliche Arbeitsschritte von der Übernahme der Cad-daten bis hin zur Simulation und Nc-satzausgabe mit den Bearbeitungstechnologien Fräsen, Drehen und Dreh-fräsen durchgängig mit einer einzigen Systeminfrastruktur abbilden. Die Simulationssoftware (Profikinematik) bietet die Möglichkeit, die einzelnen Bearbeitungsschritte im Maschinenraum vor der eigentlichen Bearbeitung zu verifizieren. Nicht nur die Mitarbeiter in der Arbeitsvorbereitung profitieren hiervon, auch die Maschinenbediener können an „Infopoints“(Pc-terminals an den Maschinen) Prozessdaten abfragen oder sich die Simulation der Bearbeitung noch einmal als Video ansehen.
Im Cam-datenmanagement-system Factorydirector VM stehen sämtliche Fertigungsinformationen wie Produkt-, Artikelund Technologiedaten sowie Nc-programme jederzeit auf Knopfdruck für AV und über die Dnc-anbindung in der Fertigung bereit. Wenn ein Mitarbeiter während des Bearbeitungsprozesses Modifikationen am Nc-programm vornimmt, wird dies im Datenmanagement gespeichert.
Das gefällt Ralf Grommes: „So schließt sich der Kreislauf. Im Fall eines Wiederholteils können auch unsere Konstrukteure auf diese Informationen zurückgreifen. Und das spart sehr viel wertvolle Zeit und sichert zudem unser Fertigungs-knowhow. Im Bereich Drehen konnten wir durch diese Prozess-lösung unsere Durchlaufzeiten um etwa 25 Prozent beschleunigen.“
Mit der Werkzeugverwaltung Tooldirector VM erfasst und verwaltet C.U.W. Keller alle Werkzeuge und Werkzeugkomponenten samt ihrer Technologiedaten (Schnittwerte, Einstelldaten, Einzelkomponenten, Komplettwerkzeuge, Verwendungsnachweise, Topp/flopp-listen, Lagerbestände und mehr) in einer zentralen Datenbank. Ziel ist hier durch besseren Überblick über die Verfügbarkeit der einzelnen Werkzeuge, Nebenzeiten zu reduzieren und Prozessabläufe zu beschleunigen. Programmiert wird, wenn technologisch sinnvoll, mit bereits vorhandenen Werkzeugen. Das dämmt die Zahl der umlaufenden Werkzeugvarianten ein und verhindert unnötige Anschaffungen.
Ralf Grommes berichtet: „Der besondere Clou ist das Maschinenwechselkonzept.
Hier steht uns mit dem Postprozessorkonzept Nc-joker eine Knopfdruck-lösung zur Auswahl von Alternativmaschinen zur Verfügung. So können wir unsere Maschinenkapazitäten viel besser nutzen und Auftragsspitzen gleichmäßiger im Maschinenpark verteilen. Und auch im Falle der Produktion von modifizierten Wiederholteilen wird der gesamte Cam-prozess dank der Nc-parametrik zur Minuten-angelegenheit, da eine teilweise aufwändige Neuprogrammierung leicht modifizierter Bauteile komplett entfällt.“
Seit 2012 setzt das Unternehmen nun auf die durchgängige Virtual-machining-prozess-lösung von Coscom. Mit ihrer Hilfe gestaltet das Unternehmen den gesamten CAD/CAM-PROZESS effizienter: Das System leistet die Übernahme der Konstruktionsdaten aus dem Cadsystem Inventor und stellt eine Werkzeugverwaltung, ein Cam-datenmanagement, eine Nc-programmierung sowie eine Maschinenraumsimulation bereit und verknüpft das alles mit dem Erp-system.