Automatisierung CAD/CAM-Software für mehr Flexibilität und Produktivität

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Kusters Precision Parts ist spezialisiert auf die Bearbeitung komplexer und hochpräziser Bauteile, die unter anderem in der Halbleiter-, Medizin-, Optik- und Luftfahrtindustrie zum Einsatz kommen. Mit 21 Hypermill-Programmierplätzen und optimaler CAD/CAM-Software unterstützt der Zulieferer im niederländischen Oss seine effiziente und flexible Fertigung.

Kusters Precision Parts wurde 1973 als Fertiger von Hightech-Komponenten gegründet. Seitdem ist das Unternehmen rasant gewachsen. So stark, dass 2021 ein neuer Standort mit einer hochmodernen Produktionsfläche von nicht weniger als 7500 Quadratmetern und einem eigenen 400 Quadratmeter großen Reinraum bezogen wurde. Der Maschinenpark besteht inzwischen aus rund 36 Bearbeitungszentren und zehn Erodiermaschinen, weitere Maschinen sind geplant. Allein im Jahr 2022 wurden 13 Werkzeugmaschinen angeschafft.

„Wir erwarten in den kommenden Jahren ein großes industrielles Wachstum, insbesondere durch die Halbleiterindustrie. Deshalb investieren wir stark in neue Werkzeugmaschinen, die noch genauer sind und noch mehr Funktionen haben“, sagt Olaf Heijers, Geschäftsführer bei Kusters Precision Parts. „Aber wie die gesamte verarbeitende Industrie haben auch wir Probleme, qualifizierte Arbeitskräfte zu finden. Um dieses Wachstum trotz des Personalmangels zu ermöglichen, investieren wir in Automatisierung und Prozessoptimierung. Neben Roboterzellen und anderen Automatisierungslösungen optimieren wir auch mit Software. Verschiedene intelligente Funktionalitäten in der CAD/CAM-Software Hypermill tragen beispielsweise dazu bei, die Effizienz des Programmierprozesses und damit die Produktivität zu steigern.“

Automatisierung im CAM-Bereich

Eine der Technologien, die Kusters nutzt, ist das Hypermill Automation Center. Durch Automatisierung werden Programmierzeiten reduziert, Prozesse standardisiert und Durchlaufzeiten verbessert. Diese Standard-CAD/CAM-Automatisierung ermöglicht das automatisierte Programmieren ähnlicher Geometrien, wiederkehrender Formelemente und Features wie Bohrungen oder Taschen sowie sich wiederholender Prozesse. Das Center bietet noch mehr Möglichkeiten, um individuelle Automatisierungsprojekte zu erstellen. Kusters hat damit zum Beispiel alle Vorrichtungen digitalisiert und zentral auf dem Server abgelegt. So kann der Programmierer für jede Maschine eine vordefinierte Vorrichtung auswählen. Wie Heijers bestätigt, spart diese Standardisierung viel Aufwand, da die Komponenten innerhalb kürzester Zeit programmiert und simuliert werden können. Außerdem wird das Risiko menschlicher Fehler minimiert, da alle beteiligten Mitarbeiter mit den gleichen Daten arbeiten.

Volle Transparenz in der CAD/CAM-Software

Neben der Einbindung aller Aufspannungen in die Software arbeitet Kusters an der Digitalisierung aller Bearbeitungswerkzeuge. Da der Zulieferer maximale Flexibilität anstrebt, hat er die meisten seiner Werkzeugmaschinen mit großen Werkzeugmagazinen ausgestattet, die Platz für Hunderte von Werkzeugen bieten. Diese zu strukturieren, ist eine Herausforderung. Die Zusammenführung aller Werkzeugdaten in einer zentralen Werkzeugbibliothek schafft vollständige Transparenz in der Werkzeugverwaltung. Dies hat zudem den Vorteil, dass alle im Unternehmen mit den gleichen Werkzeugparametern arbeiten. Das beschleunigt wiederum den Programmier- und Produktionsprozess und reduziert das Fehlerrisiko. 

„Ziel ist es, alle für den Produktionsprozess wichtigen Daten zentral zugänglich zu machen. Auf diese Weise verringern wir nicht nur die Fehleranfälligkeit, sondern bauen auch eine Wissensdatenbank auf“, sagt Johan van den Heuvel, Teamleiter Fräsen bei Kusters Precision Parts. „In der Praxis sieht man oft, dass Menschen mit unterschiedlichen Werkzeugparametern arbeiten. Manche sind vorsichtig und arbeiten mit einem zu geringen Vorschub, während andere das Werkzeug überlasten. Durch die Verwendung einer zentralen Datenbank mit definierten Parametern wissen die Programmierer, mit welchen Daten sie arbeiten müssen.“ Dies sei auch für die Zukunft wichtig, da das Fachwissen durch den geringen Zuwachs an neuen Technikern langsam verloren gehe. „Um auch in Zukunft unsere Hightech-Produkte herstellen zu können, müssen wir daher Fachwissen festhalten und Prozesse so weit wie möglich standardisieren.“

Simulation gibt Gewissheit

Stefan van Aalst, Direktor von Open Mind Benelux, fügt hinzu: „In dem Moment, in dem alle Daten von Maschinen, Vorrichtungen und Werkzeugen digital zur Verfügung stehen, ist es möglich, eine zuverlässige Simulation durchzuführen. Hypermill Virtual Machining ermöglicht die Kommunikation mit der Maschine und bietet uns eine Simulationsgenauigkeit, die der realen Maschine entspricht. Wenn das NC-Programm generiert wird, kennt unser Virtual Machining einerseits die CAM-Programmierung, andererseits alle Maschinenspezifikationen und -beschränkungen. So können wir bei der NC-Code-Generierung die Bewegungen optimal an die Maschine anpassen, die besten Einstellungen finden und unnötige Bewegungen eliminieren. Alles in allem werden so nicht nur Kollisionen vermieden, sondern gleichzeitig das NC-Programm optimiert, was zu einer kürzeren Bearbeitungszeit führt.“

CAD/CAM-Software: Immer auf dem neuesten Stand

Johan van den Heuvel hat in der Vergangenheit mit verschiedenen CAD/CAM-Paketen gearbeitet, aber letztlich hat ihn die Leistungsfähigkeit der Software und insbesondere das einfache Erstellen von 5-Achs-NC-Programmen begeistert. „Wir fertigen hauptsächlich komplexe Teile, die regelmäßig eine fünfachsige Bearbeitung erfordern“, erklärt van den Heuvel. „Da wir Einzelteile und Kleinserien herstellen, ist die Geschwindigkeit der Programmierung entscheidend für die Einhaltung kurzer Lieferzeiten. Außerdem können wir uns keine Ungenauigkeiten leisten, da wir für sehr anspruchsvolle Branchen arbeiten.“ Mit den verschiedenen 5-Achs-Strategien des Tools kann das Unternehmen anspruchsvolle Geometrien, Freiformflächen und tiefe Kavitäten einfach und schnell programmieren.

Seit Kuster die Software eingeführt hat, sind laut Heijers viele neue Funktionalitäten hinzugekommen. „Wir suchen immer nach Lösungen, um Prozesse weiter zu automatisieren und zu optimieren. Wenn man das nicht tut, kommt man nicht weiter.“ van den Heuvel fährt fort: „Da sich die Entwicklungen in rasantem Tempo vollziehen, ist es eine Herausforderung, Schritt zu halten. Open Mind bietet deshalb zweimal im Monat Schulungen an, in denen die neuesten Softwarefunktionen vorgestellt werden. Das ist ein echter Mehrwert. Wir haben zum Beispiel schon viel von Virtual Machining profitiert und beobachten derzeit die PMI-Entwicklungen sehr genau. Außerdem schätzen wir es sehr, dass wir uns auf einen Partner verlassen können, der uns sowohl mit Wissen als auch mit Service unterstützt.“

Der Autor Daniel Hausinger ist Produktmanager bei Open Mind Technologies.