CAM-System: Schritt für Schritt zum perfekten Werkzeug

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Automobilzulieferer Paul Kauth betreibt seit einigen Jahren einen eigenen Werkzeugbau, der Folgeverbundwerkzeuge mit bis zu sechs Metern Länge fertigt. Ohne CAM-System käme das eigenständige Unternehmen nicht mehr aus. Hier die Hintergründe zu den Prozessen und wie es zur eingesetzten Systemlandschaft kam.
CAM-System

CAM-System im Einsatz: Eigentlich geht die Paul Kauth GmbH & Co. KG auf ein 1928 gegründetes Taxi-Unternehmen mit eigener Tankstelle und Reparaturwerkstatt zurück. 1952 folgte eine Neuorientierung noch unter dem Firmengründer: Fortan wurden Drehteile und Muttern produziert – die Evolution zum Fertigungsunternehmen war bereits vollzogen.

Ein CAM-System für das eigenständige Werkzeugbauunternehmen

Heute entwickelt und fertigt Kauth mit 550 Mitarbeitern, verteilt auf seine fünf Standorte in Denkingen (Hauptsitz), Frittlingen (Werkzeugbau), Deilingen, Solingen und Finnentropp, Blechumformteile für die Automobilindustrie: Gewindeplatten, Tür- und Heckscharniere, Achs-, Sitz-, Motor- und Getriebebefestigungen. Für all diese Bauteile benötigt das Unternehmen Folgeverbundwerkzeuge, die eine ausgefeilte Werkzeugtechnik verlangen. Bei der Herstellung von Tuben ist Kauth schließlich Technologieführer.

Während Paul Kauth die notwendigen Werkzeuge früher komplett fremdbezogen hat, entschloss man sich 2012 dazu, einen eigenen Werkzeugbau aus einer Insolvenz heraus zu erwerben und auszubauen – heute sind dort 17 Mitarbeiter beschäftigt, die sich insbesondere mit Werkzeugkonstruktion, NC-Programmierung und der Produktion der Werkzeuge beschäftigen. Betriebsleiter Alexander Schläfle erläutert: „Die Kauth Werkzeugbau GmbH wird als eigenständiges Unternehmen geführt, arbeitet derzeit jedoch zu 100 Prozent für unsere Muttergesellschaft“.

CAD- und CAM-System aus einem Guss

Bereits vor rund 10 Jahren hat Paul Kauth aus strategischen Gründen in der kompletten Gruppe Solidworks als CAD-System eingeführt, was sich gut traf, denn: „Schon unser Vorläuferunternehmen hatte Solidcam im Einsatz.“, wie Alexander Schläfle berichtet. Da das CAM-System Solidcam nahtlos in Solidworks integriert ist (gleicher Kern, gleiche Benutzeroberfläche, voll assoziative Verbindung von CAD-Modell und Werkzeugwegen), können die Informationen und Daten daher heute bruchlos von der Artikelkonstruktion in die CAM-Programmierung fließen und schließlich über den Postprozessor an die Maschine.

2015, als man bei Kauth Werkzeugbau mit einer eigenen Produktion begann, wurde erneut geprüft, ob dieses oder auch ein anderes System besser sei, mit Blick auf künftige Anforderungen. Schläfle: „Fest stand, dass nur ein System mit Solidworks-Integration infrage käme.“ Sowohl die Konstrukteure als auch die NC-Programmierer, sprachen sich schließlich für das Duo, Solidworks/Solidcam aus.

Konstruktion: Ein Werkzeug entsteht

Der Prozess bei Kauth Werkzeugbau beginnt damit, „dass die Kollegen aus Denkingen mit einem neuen Teil auf uns zukommen“, beginnt Schläfle. Neben allgemeinen Erklärungen zu den Teilen, stehen dann bereits die Geometriedaten in Solidworks zur Verfügung. Der Konstrukteur erstellt daraus einen Methodenplan und einen Vorschlag, wie das Streifenlayout aussehen kann.

Dabei hilft ihm zusätzlich die Software Logopress, die ebenfalls in Solidworks integriert ist und von DPS Software geliefert wird, das Unternehmen, das Kauth auch in Sachen Soldworks/Solidcam betreut. Logopress unterstützt die Werkzeugkonstruktion, das Streifenlayout, die Abwicklung und auch die Freiformabwicklung. Liegen diese Ergebnisse vor, wird auf dieser Basis eine Kalkulation und ein Angebot erstellt. „Würden unsere Preise nicht stimmen, bekämen wir den Auftrag nicht“, kommentiert Schläfle.

Nach der Freigabe erfolgt der Aufbau des Werkzeugs in Solidworks. Bei 80 Prozent Fertigstellung erfolgt ein Kontrollschritt: Die Auftraggeber in Denkingen erhalten die Ergebnisse und machen eine Vorabnahme. Fällt diese positiv aus, werden die Werkzeuge fertig konstruiert und es folgt die finale Abnahme, bei der jede einzelne Station genau angeschaut wird.

CAM-System
Solche Werkzeugteile stellt der eigenständig agierende Unternehmenszweig her. Bild: DPS Software

Fertigung: Das CAM-System kommt ins Spiel

Nun erfolgt der Übergang in die Fertigung und Solidcam kommt ins Spiel. Aktuell sind 5 Lizenzen Solidcam installiert (3 für die Konstruktion und 2 für die CAM-Programmierer). Wenn letztere mit der Arbeit beginnen, warten keine Übertragungsmaßnahmen auf sie, sondern sie klicken lediglich „CAM“ an und alle nötigen Arbeitsleisten erscheinen. Ebenfalls positiv wirkt sich aus, dass alle Maschinen und Werkzeuge in Bibliotheken hinterlegt sind. Der Bediener zieht sie einfach in seine Arbeitsebene und setzt sie ein.

Das geht nicht nur schnell, sondern erlaubt auch eine vollständige Simulation: Tisch im Weg, Halter im Weg, Schraubstock im Weg? Das alles kommt bei der Simulation heraus: „Spätestens beim 5-Achs-Fräsen muss simuliert werden – die möglichen Bewegungen sind so komplex, dass sie nicht mehr vom Bediener übersehen werden können“, erklärt Schläfle.

Solidcam wird bei Kauth Werkzeugbau hauptsächlich für die Programmversorgung der eingesetzten Hermle-Bearbeitungszentren für die Bearbeitungsarten Fräsen und Bohren eingesetzt, aber hier intensiv. Die Postprozessoren erstellt DPS, so können die Daten problemlos zur Maschine fließen. Die resultierenden Genauigkeiten „reichen aus“, wie der Betriebsleiter bestätigt, um die anspruchsvollen Werkzeugteile sicher zu bearbeiten.

Schruppen im Gleichlauf

Seit einigen Jahren bieten CAM-Hersteller spezielle Programme für die Schruppbearbeitung im Gleichlauffräsen an. Eines dieser Pakete ist iMachining von Solidcam. Dies ist ein automatischer CNC-Programmgenerator zum Hochgeschwindigkeitsfräsen, für das Schruppen, Restmaterialschruppen und Grobschlichten von prismatischen und flächig geformten 3D-Teilen.

Die Software nutzt die 3D-Rohmodelldaten und die CAD-Geometrie des Fertigteils für die Eingabe. Den Rest macht das System. Das geht aber nur durch in der Datenbank hinterlegte Angaben wie Werkzeug-, Material- und Maschinendaten. Viele sind schon im System vorgehalten, andere können ergänzt werden. Aus all diesen Angaben erstellt iMachining ein Hochgeschwindigkeits-CNC-Programm. Der Algorithmus sorgt dafür, dass immer das gleiche Spanvolumen pro Fräszahn abgetragen wird, damit das Werkzeug optimal ausgelastet ist, aber nie überlastet.

CAM-System
Kauth Werkzeugbau betreibt insgesamt fünf Lizenzen des CAM-Systems. Bild: DPS Software

Im Ergebnis entsteht ein sehr großes Spanvolumen pro Zeiteinheit und eine Zeitersparnis, die im Durchschnitt mit 70 Prozent angegeben wird. Natürlich hängt der Wert aber von den jeweiligen Aufgaben ab. Neben der Zeitersparnis jedoch steht die Werkzeugschonung im Mittelpunkt, die gerade bei schwer zerspanbaren Materialien zu deutlichen Standzeiterhöhungen führt (um das zwei- bis dreifache, wie die Erfahrungen zeigen).

Kauth Werkzeugbau verwendet diese Software ebenfalls, jedoch nicht flächendeckend: „Wir nutzen für das schnelle Schruppen auch sogenannte Hochvorschubfräser, die ebenfalls sehr produktiv sind und eine Alternative darstellen“, erklärt Schläfle. Welche Art des Schruppens zum Einsatz kommt, das entscheidet der CAM-Programmierer nach seiner Erfahrung.

Die die Zerspanungsfachleute aus Frittlingen beteuern, dass sie mit Solidcam rundherum zufrieden sind, wie auch mit der Betreuung durch DPS. Betriebsleiter Schläfle schließt: „Es ist von großem Vorteil, dass DPS so servicestark ist. Wenn wir Hilfe brauchen, erhalten wir diese sehr schnell, innerhalb von Stunden. Wenn wir neue Maschinen bekommen, kümmert sich DPS vorbildlich um die Postprozessoren, so dass wir sehr bald in Produktion gehen können.“

Der Autor Karl Obermann ist freier Fachjournalist.

Lesen Sie auch: Automatisierungsbranche in der Krise – Die richtige Digitalisierungsstrategie für Maschinenbauer

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