Automatisierung in der Arbeitsvorbereitung
Der globale Wettbewerb in der Werkzeug- und Formenbaubranche, sinkende Losgrößen sowie Fortschritte bei den Fertigungstechnologien können den Flaschenhals einer Prozesskette schnell aus der Fertigung in die NC-Programmierung verschieben. Der Werkzeugbau von Phoenix Contact nutzt die Automatisierungstechnologie in hyperMILL®, damit die CAM-basierte NC-Programmierung über weite Strecken vollautomatisch ablaufen kann.
Seit mehreren Jahren wird der interne Werkzeugbau von Phoenix Contact, einem international erfolgreichen Hersteller von Systemen und Komponenten im Bereich der Elektrotechnik, Elektronik und Automatisierung, auf den modernsten Stand gebracht – hochautomatisiert und Industrie 4.0-konform. Die Werkzeugbauer setzen verfahrensgemischte flexible Fertigungszellen ein, die das Fräsen, Senkerodieren, Messen und Waschen abdecken. Doch damit nicht genug. „Automatisierung war auch ein Muss in der Arbeitsvorbereitung“, beschreibt Sven Holsten die Vorstellungen, die er und andere Verantwortliche vor rund drei Jahren hatten. Durch Prozessanalysen in der CAM-Programmierung konnten schließlich eine Reihe von Abläufen identifiziert werden, in denen hochqualifizierte Mitarbeiter durch zeitaufwendige Routinearbeiten gebunden waren. Damit ergaben sich Ansatzpunkte für eine Automatisierung, die den Zeitaufwand für die Programmierung beträchtlich verkürzte und es gestattete, diese teilweise in die mannlose Nachtschicht zu verlagern.
Automatisierungstools im CAD/CAM-System
Wie passend, dass OPEN MIND gerade zu dieser Zeit die in der Software hyperCAD®-S und hyperMILL® enthaltenen Automatisierungsmöglichkeiten wie Feature- und Makrotechnologie sowie Customised Process Features (CPF) erheblich erweiterte. Nun ist es möglich, auf sehr einfache Art komplette und flexible CAM-Programmierszenarien wiederverwendbar abzulegen sowie ereignisgesteuert ablaufen zu lassen. Der langjährige CAD/CAM-Partner des Werkzeugbaus von Phoenix Contact trug damit wesentlich zur Entscheidung bei, die Automatisierung in der Arbeitsvorbereitung in Angriff zu nehmen.
Um es vorweg zu nehmen: Stand Jahresbeginn 2017 sind Erfolge dieser Maßnahme bereits messbar. Im Bereich Elektrodenfertigung wird gut die Hälfte aller Aufträge in einem automatischen Batch-Lauf fertigprogrammiert. Beim Rest muss der Programmierer noch in unterschiedlichem Umfang Hand anlegen. Er spart sich aber auch dort umfangreiche Routinearbeiten. Ähnliche Vorteile versprechen sich die Werkzeugbau-Verantwortlichen bei der Programmierung von Formaufbauten und Kavitäten, wo die Automatisierung in einem zweiten und dritten Schritt vorangetrieben wird.
„Die CAM-Software hyperMILL® von OPEN MIND bietet auf der Ebene der automatisierten Programmierung Funktionen an, die es bei anderen Systemen nicht gibt. Diese bilden die Basis für die Automatisierung in der Arbeitsvorbereitung.“
Dr. Sven Holsten, Leiter des Spritzgieß-Werkzeugbaus PHOENIX CONTACT GmbH & Co KG
Innovativer Partner auf CAD/CAM-Seite
Bereits seit den 90er Jahren pflegen die Blomberger Werkzeugbauer eine Partnerschaft mit dem CAD/CAM-Hersteller OPEN MIND. Seit 2003 setzt das Unternehmen auf die CAM-Lösung hyperMILL®, das mit leistungsstarken 2,5D-, 3D- und 5-Achs-Zyklen sowie einer damals neuartigen Feature- und Makrotechnologie den gewachsenen Ansprüchen besser gerecht wurde. Doch Sven Holsten stellt klar: „Auch eine lange Zusammenarbeit ist kein Grund dafür, auf Dauer an einem Ausrüster festzuhalten. Wir führen regelmäßige Benchmarks durch, in denen sich unsere Lieferanten beweisen müssen.“
hyperMILL® war 2003 als Sieger aus den Vergleichen verschiedener CAM-Systeme hervorgegangen und hat diese Position auch heute noch. Holsten fügt hinzu: „Interessant ist, dass andere Anbieter mit ihrem Zyklenangebot in den letzten Jahren aufgeholt haben. Aber hyperMILL® hat sich in dieser Zeit auf der nächsten Ebene, der automatisierten Programmierung, einen enormen Vorsprung erarbeitet, der uns die Basis für die Automatisierung in der Arbeitsvorbereitung gelegt hat.“
Wirtschaftliche Vorteile
Nils Domack, einer der erfahrensten Mitarbeiter im Werkzeugbau, gilt als hyperMILL®-Spezialist, da er schon 2003 mit der Einführung des CAM-Systems von OPEN MIND betraut war. Die Automatisierung ist für ihn ein absolutes Highlight: „Sie spielt für uns, gerade in der Elektrodenfertigung, eine wichtige Rolle. Denn wir bei Phoenix Contact produzieren viele filigrane Bauteile – Klemmen, Steckverbinder, Gehäuse etc. – für die wir senkerodierte Spritzgießwerkzeuge bereitstellen müssen. Auf die Herstellung der dafür benötigten Graphitelektroden wirkt sich die neue Form der Programmierung zeit- und kostensparend aus.“
Durch die Automatisierung in der Arbeitsvorbereitung, die auch einfache Vorarbeiten wie das Laden und Speichern eines Datensatzes oder das Anpassen des Nullpunktsystems einschließt, konnten die hochqualifizierten Programmierer deutlich entlastet werden. Im Elektrodenbereich können bereits mehr als die Hälfte der zu fertigenden Elektroden vollautomatisiert programmiert werden – vom Import der CAD-Daten bis zum Export der fertigen NC-Daten. Der CAM-Programmierer nimmt in diesen Fällen nur noch die Rolle eines „Prüfers“ ein. Wenn zum Beispiel das Bauteil Flächen enthält, für die die hyperMILL®-Automatisierung kein passendes Werkzeug findet, werden diese vom System entsprechend farbig markiert. So sieht der CAM-Programmierer bei seinem Prüflauf sofort, wo er selbst eingreifen und zum Beispiel die Werkzeugauswahl treffen muss. Bevor das NC-Programm schließlich freigegeben wird, startet er in hyperMILL® noch eine komplette Simulation des Bearbeitungsvorgangs, um nachfolgend prozesssichere Abläufe zu gewährleisten.
Phoenix Contact | Blomberg, Deutschland
In voller Länge
PDF | 530 kB | 2018