Schnelle Turbo-Strategien

Bereits Anfang der 90er-Jahre erfolgte bei Heck+Becker der Einstieg in die CAD- und CAM-Technik: Zunächst investierte das Unternehmen in das CAD-System Catia V3 – vermutlich der direkten Zusammenarbeit mit den Automobilherstellern geschuldet. Nur kurze Zeit später legten die Formenbauer in der NC-Programmierung nach und installierten das CAM-System WorkNC.

Die damaligen Entwicklungen im CAD- und CAM-Bereich revolutionierten den Werkzeug- und Formenbau, davon ist Achim Klein überzeugt, der für die Fertigungssteuerung inklusive der Bereiche CAM, HSC und EDM zuständig ist: „Was früher Handwerkskunst war, wird zunehmend von CNC-gesteuerten Maschinen erledigt. Es begann eine Automatisierung der Prozesse und eine Verlagerung in den virtuellen Raum, wovon CAD und CAM besonders betroffen sind.“

Deutliche Verkürzung der Prozesse

Um früher eine Druckgussform zu erzeugen, wurde zunächst ein Kunststoffmodell hergestellt, das dann mittels Kopierfräsmaschinen und speziellen, oft von Hand angeschliffenen Fräsern negativ in Stahl abgeformt werden musste. Über ein Jahr Produktionszeit war dafür durchaus üblich. Heute wird das Modell am PC erstellt, auf Knopfdruck das Maschinenprogramm generiert und direkt zum fünfachsigen Bearbeitungszentrum übermittelt.

Trends µ-genau

Schneller Informationsfluss

Für schnelle Analysen und Simulationen stehen den Mitarbeitern an den Maschinen auch Bildschirme und Rechner zur Verfügung, auf denen die Software WorkNC-Viewer läuft. Sie erlaubt es, die CAM-Programmierung vor der Fertigung zu analysieren und zu simulieren und liefert damit mehr Informationen als ausgedruckte Zeichnungen und Prozessberichte. Mit dem WorkNC-Viewer können die Daten für die Maschine postprozessiert, jedoch keine Fräsbahnen geändert werden. Die Maschinenbediener sparen sich Zeit und Laufwege in die Konstruktions- oder Programmierabteilung.

Die gesamte Fräsarbeit dauert nur noch wenige Tage oder gar Stunden. Außerdem stehen unterschiedlichste vorkonfektionierte Fräswerkzeuge zur Verfügung, deren Geometrien, Werkstoffe und Beschichtungen hohe Spanraten und beste Oberflächenqualitäten ermöglichen. Für Achim Klein ist klar: „Heutzutage besteht die Kunst darin, die immer komplexer werdenden Bauteile produzierbar zu konstruieren und dann die richtige Wahl bezüglich Maschine, Werkzeug und Programmierstrategie zu treffen.“

Schlüsselrolle für das CAM-System

Eine entscheidende Rolle innerhalb der Prozesskette zum fertigen Druckgussteil nimmt das CAM-System ein. Die Anforderungen an eine solche Software sind enorm. Sie beginnen an der Schnittstelle zum CAD: „Da unsere Kunden unterschiedliche Entwicklungs- und Konstruktionssysteme nutzen, bietet unser CAM-System WorkNC Direktschnittstellen zu allen großen Systemen wie Catia, NX, Creo und so weiter“, erklärt Klein. „Schließlich wollen wir möglichst alle im CAD hinterlegte Informationen übernehmen, also auch Details zu Gewinden, Passungen oder Toleranzen. Das heißt, das CAM-System benötigt eine umfangreiche Feature-Erkennung, damit wir möglichst ohne Nacharbeit die Maschinenprogramme erstellen können.“

Ein weiterer entscheidender Punkt ist, dass das CAM-System das breite Werkzeugspektrum – bestehend aus torischen und Kugelfräsern, Plattenwerkzeugen und Vollhartmetall- sowie Sonderwerkzeugen – abbilden und geeignete Strategien

WorkXPlore 3D, der 3D-Viewer zur direkten Darstellung, Analyse und gemeinsamen Bearbeitung von 3D-CAD-Daten, wird bei Heck+Becker von der Auftragsbearbeitung bis zur Montage eingesetzt.

zur Verfügung stellen muss. „Bei der Vielzahl der heute eingesetzten Hochleistungswerkzeuge ist das ein enormer Aufwand, den die Softwareanbieter betreiben müssen“, ergänzt Klein. Zumal die Entwicklungen mit hohem Tempo voranschreiten.

Von besonderer Bedeutung ist die Kollisionsüberwachung und Simulation im CAM-System. Dazu sollte im Idealfall nicht nur Spindel, Werkzeug, Spannsystem und Werkstück im System abgebildet sein, sondern die komplette Maschine – was bei WorkNC mit jedem beliebigen Maschinenmodell realisierbar ist, sofern ein CAD-Datensatz dazu vorliegt.

„WorkNC ist das CAM-System für den Formenbau“, erklärt Klein. „Man sieht an vielen Funktionen, dass es von Anfang an für unsere Branche konzipiert wurde. Es ist einfach zu bedienen und hält all die Frässtrategien bereit, die wir benötigen.“

Bei Heck+Becker werden die Formteile über ein Nullpunktspannsystem aufgespannt. WorkNC
berücksichtigt bei der Programmgenerierung alle vorhandenen Störkanten.

WorkNC ist in seinen Funktionen quasi über die Jahre mitgewachsen, hat sich parallel zur Maschinen- und Werkzeugtechnik sowie zu den Kundenwünschen weiterentwickelt. Zwar gab es in den Versionen 17 bis 19 einige Schwächen, insbesondere hinsichtlich der Schruppbearbeitung, aber diese sind seit ein paar Jahren behoben, wie Achim Klein bestätigt: „Wir sind froh darüber, dass die WorkNC-Entwickler die Wünsche ihrer Anwender ernst genommen und das System mit Hochdruck wieder auf Kurs gebracht haben.“

Nicht immer ist Simultan gefordert

Bei Heck+Becker ist WorkNC in seiner derzeit aktuellen Version 22 installiert – 64-Bit- und mehrprozessorfähig. Es bietet eine große Zahl optimierter ­Frässtrategien fürs 2-, 2,5- und 3D-Bearbeiten und vorteilhafte Automatismen für die 3-, 4- und 5-Achs-Bearbeitung. Damit liegt es in der Hand der Programmierer, die optimale Bearbeitung hinsichtlich Qualität und Wirtschaftlichkeit auszuwählen. Denn das simultane 5-Achs-Fräsen ist nicht immer angesagt, erklärt Klein: „Innenkerne fräsen wir natürlich simultan auf unseren schnellen Bearbeitungszentren. Doch bei vielen Gehäuseteilen sind 3+2-Achs-Strategien effektiver, da die Maschine beim Simultanfräsen zu viele unnötige und zeitintensive Achsbewegungen ausführt.“ Die richtige Wahl zu treffen gehört zur Kompetenz des Programmierers, der dafür detaillierte Kenntnisse vom Bauteil, den Maschinen und dem Fertigungsprozess benötigt.

Heck+Becker beschäftigt fünf Programmierer, die via WorkNC insgesamt 16 Bearbeitungszentren und weitere Erodiermaschinen mit Programmen versorgen. Sie haben alle praktische Zerspanerfahrung und werden immer wieder zeitweise an den Maschinen eingesetzt. Auch die Maschinenbediener haben größtenteils WorkNC-Kenntnisse.

Kontakt:

• Heck + Becker GmbH & Co. KG, www.heck-becker.com
• Sescoi GmbH, D-63263 Neu-Isenburg, www.sescoi.de