Kürzere Durchlaufzeiten mit Virtual Machining

Durch Virtual Machining konnte C.u.W. Keller seine Durchlaufzeiten um 25 % senken und die Termintreue um 10 % verbessern.

Allein durch Ihre Größe beeindrucken die Produkte der C.u.W. Keller GmbH & Co. KG: 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 derartige Bauteile fertigt.

Virtuell abgesichert – mithilfe der Maschinensimulation ProfiKINEMATIK VM lassen sich sämtliche Bearbeitungsprozesse im Vorfeld der Produktion virtuell überprüfen und gegebenenfalls korrigieren.

Ralf Grommes
NC-Programmierer bei C.u.W. Keller

„Ein CAM-System muss die technologischen Grunderwartungen in der Programmierung erfüllen. Das ist die Pflicht und die setze ich als selbstverständlich voraus. Die Kür zeigt sich hinsichtlich Prozessfähigkeit und Ausbaubarkeit eines Systems zu einer kompletten Prozesslösung. Und diese Kür rechtfertigt letztlich die Investitionsentscheidung für Coscom. “

Kürzere Neben- und Bearbeitungszeiten

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. C.u.W. Keller suchte zudem nach einer nachhaltigen Lösung, seine Produktivität im kompletten CAD/CAM-Prozess zu optimieren. Nicht nur um das neu erworbene DMG 5-Achs-Bearbeitungszentrum programmieren, sondern auch die übrigen Maschinen effizienter nutzen zu können, beschäftigte sich das Team um Ralf Grommes, NC-Programmierer bei C.u.W. Keller, eingehend mit dem Thema CAM-Evaluation. „Wir produzieren sehr komplexe Bauteile, unter anderem Kegelzahnräder oder Komponenten mit Segmentverzahnungen oder Balligverzahnungen. 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“, erklärt der NC-Programmierer. Neben dem technologischen Fokus war es vor allem ein weiteres wichtiges Ziel, Neben- und Maschinenzeiten zu reduzieren und somit die Produktivität insgesamt zu steigern.

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, welche 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 mit Materialabtrag und Kollisionskontrolle 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 ProfiCAM VM als unvierselles CAM-System perfekt“, berichtet Ralf Grommes.

Integrative Prozesslösung

Schritt für Schritt baute C.u.W. Keller das CAM-System ProfiCAM VM mit dem CAM-Datenmanagement FactoryDIRECTOR VM, der Werkzeugverwaltung ToolDIRECTOR VM und der Maschinensimulation ProfiKINEMATIK VM um weitere Coscom-Module zur kompletten Virtual Machining Software-Prozesslösung (VM) aus. Dank seiner Prozessfähigkeit ermöglicht das Coscom Virtual Machining-Konzept die durchgängige Anbindung zum ERP-System proALPHA, die native CAD-Daten-Übernahme aus Autodesk Inventor sowie die Vernetzung mit dem Maschinenpark. In der Arbeitsvorbereitung bei C.u.W. Keller 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 CAM-Fräsen, CAM-Drehen, CAM-Dreh-Fräsen durchgängig mit einer einzigen Systeminfrastruktur abbilden. Die Simulationssoftware ProfiKINEMATIK VM mit Materialabtrag und Kollisionskontrolle bietet die Möglichkeit, die einzelnen Bearbeitungsschritte im Maschinenraum vor der eigentlichen Bearbeitung zu verifizieren.

Nicht nur die Mitarbeiter in der Arbeitsvorbereitung profitieren von ProfiKINEMATIK VM, auch die Maschinenbediener können mithilfe von Infopoints, vernetzten PC-Terminals an den Maschinen, Prozessdaten abfragen oder sich die Simulation der Bearbeitung noch einmal als kurzen Videoclip ansehen. Im CAM-Datenmanagement-System FactoryDIRECTOR VM stehen sämtliche Fertigungsinformationen, z. B. Produkt-, Artikel- und 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 z. B. am NC-Programm vornimmt, wird dies direkt in FactoryDIRECTOR VM gespeichert. Gerade dieser Punkt zählt für Ralf Grommes besonders: „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-Know-how. Im Bereich Drehen konnten wir durch diese Prozesslösung unsere Durchlaufzeiten um rund 25 % beschleunigen.“

Mit der Coscom Werkzeugverwaltung ToolDIRECTOR VM erfasst und verwaltet C.u.W. Keller alle Werkzeuge und Werkzeugkomponenten mit ihren Technologiedaten in einer zentralen Datenbank. Diese hilft, den Überblick über die Verfügbarkeit der einzelnen Werkzeuge zu bewahren. Vor allem kommt C.u.W. Keller damit seinem Ziel näher, Nebenzeiten zu reduzieren und Prozessabläufe zu beschleunigen, denn programmiert wird, wo sinnvoll, nur mit bereits in der Fertigung vorhandenen Werkzeugen. Neuanschaffungen werden nur, wenn unbedingt notwendig, getätigt.

ERP-Anbindung für maximale Prozesssicherheit

Final erfolgte schließlich die Anbindung der Virtual Machining Prozesslösung an das ERP-System proALPHA. Wenn ein Auftrag eingeht, wird er zunächst in proALPHA angelegt. Sobald er in proALPHA freigegeben ist, werden die Daten nun an die zentrale Fertigungsdatenbank FactoryDIRECTOR VM übergeben. Jeder Artikel ist mit Namen, Teile- und Kommissionsnummer eindeutig definiert. Außerdem wird der Starttermin der Produktion festgelegt. C.u.W. Keller arbeitet die gemäß Arbeitsplan definierten Arbeitsschritte der Reihe nach ab, wobei der Start- und Endtermin als Orientierung dienen. Aus der Konstruktionsabteilung erhält die Arbeitsvorbereitung über den FactoryDIRECTOR VM ebenso die Inventor CAD-Daten der Bauteile.

Auf dieser Basis programmieren Grommes und seine Kollegen mit ProfiCAM VM die Bauteile, definieren mit dem ToolDIRECTOR VM die Werkzeuge, mit denen die Artikel an den Maschinen hergestellt werden, und sichern die Bearbeitung mit der Maschinenraumsimulation ProfiKINEMATIK VM ab. „Der besondere Clou ist das Coscom 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 sowie 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“, berichtet Grommes.

Verbesserte Flexibilität

Durch den Einsatz der Coscom Virtual Machining Prozesslösung ist der Getriebe- und Zahnradspezialist seinen Zielen, Neben- und Maschinenzeiten zu reduzieren, ein gutes Stück näher gekommen. Seit C.u.W Keller Coscom Virtual Machining implementiert hat, haben sich nicht nur die Durchlaufzeiten insgesamt verkürzt, auch die Prozesssicherheit in der gesamten Fertigung hat sich erhöht. Auch hier sind die Folgen spürbar: Bei der NC-Programmierung ging die Fehlerquote um etwa 20 % zurück. Und noch einen weiteren positiven Effekt hatten die mit Virtual Machining beschleunigen Durchlaufzeiten und die verbesserte Flexibilität: C.uW. Keller konnte seine Termintreue um rund 10 % Prozent erhöhen. Die gestiegene Produktivität führte dazu, dass es für die Troisdorfer möglich war, mehr Wertschöpfung im eignen Haus zu generieren. „In den letzten Jahren hatten wir einen beachtlichen Teil der Aufträge nach extern vergeben. Mit der Coscom Prozesslösung konnten wir unsere eigenen Produktivitätsreserven besser ausschöpfen und damit die Fremdvergabe von Aufträgen um rund 20 % reduzieren“, berichtet Ralf Grommes.

Digitalisierung und papierarme Fertigung – diese nächsten gemeinsamen strategischen Ziele stehen bereits auf der Agenda von C.u.W. Keller. Die Unternehmensleitung plant den weiteren Ausbau der Fertigungsvernetzung mit PC-Infopoints an den Maschinen zur kontinuierlichen Verbesserung der Prozesssicherheit, Beschleunigung der Prozesse und Nutzung von Synergien auch in der Shopfloor-Ebene.