technology-support: Implementierung von CAD/CAM Cimatron im Werkzeugbau von PEARTEC – erste Etappe

Herr Podlena, könnten Sie Ihr Unternehmen in wenigen Sätzen vorstellen?

TP: PEARTEC s.r.o. ist ein gewerblicher Werkzeugbaubetrieb mit Schwerpunkt auf der Herstellung von Spritzgießwerkzeugen, Sondermaschinen und Anlagen zur induktiven Erwärmung. Wir unterstützen unsere Kunden in allen Prozessen des Formenbaus, angefangen bei der Konstruktion des Kunststoffteils über die Spritzgießsimulation mit der Software Moldex3D bis hin zu Machbarkeitsstudien (DFM). Wir fertigen die Werkzeuge in Tschechien oder in Zusammenarbeit mit Lieferanten aus Asien. Unser Fertigungsportfolio umfasst die CNC-Bearbeitung und die funkenerosive Bearbeitung einschließlich einer großen „Senkerodiermaschine“ mit einem Arbeitsraum von 1800 x 1200 x 1000 mm sowie zweier „Drahterodiermaschinen“ (maximale Schnittlänge 400 mm). Darüber hinaus verfügen wir über Technologien zum Laserauftragschweißen und zur Laserbeschriftung sowie über eine CMM-Koordinatenmessmaschine Zeisscontura mit 3D- und 2D-Scanning. In der Montagehalle können wir dank eines 40t-Krans die meisten auf dem Markt verfügbaren Spritzgießwerkzeuge handhaben.

Wie lange setzen Sie die CAD/CAM-Software Cimatron bereits in Ihrer Fertigung ein?

TP: Die erste Cimatron-Lizenz für die allgemeine Konstruktion haben wir vor etwa anderthalb Jahren in Betrieb genommen und anschließend nahtlos weitere Module mit Erweiterungen für die Elektrodenkonstruktion und das Elektrodenfräsen sowie für das dreiachsige und indexierte fünfachsige Fräsen von Werkzeugen eingeführt. Nun folgt die Einführung der Erweiterungen für die Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen und das simultane Fünfachsfräsen – also die zweite Etappe.

Als etablierter Werkzeugbaubetrieb hatten und nutzten Sie sicherlich schon zuvor CAD- und CAM-Systeme. Was hat Sie zu der Entscheidung bewogen, einen Wechsel vorzunehmen? Viele Unternehmen versuchen angesichts der zu erwartenden Probleme, diesen Schritt um jeden Preis zu vermeiden, und wagen ihn selbst dann nicht, wenn sie die Notwendigkeit dazu sehen.

TP: Ein Grund für den Wechsel war die Zersplitterung der bisherigen Lösungen und die Datenübertragung über das STEP-Format, die häufig Probleme mit der Geometriequalität bei der Programmierung und Herstellung von Elektroden verursachte. Ein weiterer Grund war die geplante Einführung einer Konstruktionserweiterung für Spritzgießwerkzeuge. Den Mitarbeitern mussten die Vorteile der neuen einheitlichen CAD/CAM-Lösung erläutert werden. Mit der Zeit überwogen die Vorteile den Zeit- und Kostenaufwand für die Umstellung.

Ondřej, wie ist es aus der Sicht eines Anwendungstechnikers, eine neue CAD/CAM-Software in einem Unternehmen einzuführen, dessen Mitarbeiter bereits an etwas anderes gewöhnt sind?

OV: Ganz offen gesagt: schwierig. Im Allgemeinen steht der Techniker vor einer anspruchsvollen Aufgabe. Mit Komplikationen bei der technischen Umsetzung der Implementierung rechnet man, und das ist der spannende Teil, für den sich immer irgendwie eine Lösung finden lässt.
Schwieriger ist die Schulung von Programmierern und Konstrukteuren, die schon lange andere Werkzeuge für ihre Arbeit einsetzen. Häufig begegnet einem nämlich die Aussage „Aber wir sind es so gewohnt …“. Dann muss man sehr konkret erklären, warum diese Änderung nützlich ist und wo sich der Programmierer mit dem neuen Vorgehen die Arbeit erleichtert. Außerdem gibt es immer auch Situationen, in denen dies nicht der Fall ist. Manche verstehen den Gesamtnutzen, der in der Regel vorhanden ist, weil wir uns um solche Aufträge bemühen, schnell, andere sind uneinsichtig, und klare technische Argumente reichen nicht aus. Bei Peartec, wo mein Kollege Jakub Štětina die CAD-Module und ich CAM schulte, war dies jedoch kein Problem. Die Mitarbeiter von Herrn Podlena sind technisch sehr versiert und verstanden bei der überwiegenden Mehrheit der Änderungen schnell, warum sie notwendig waren. Wenn etwas nicht passte, fand sich immer ein Weg, mit dem sowohl der Programmierer als auch die Bediener der Fräsmaschinen zufrieden waren, die anschließend die generierten Daten verarbeiten.

Warum haben Sie sich bei Peartec gerade für Cimatron entschieden?

TP: Die Software Cimatron erfüllte unsere Anforderung an eine umfassende CAD/CAM-Lösung. Ausschlaggebend für ihre Auswahl waren das sehr effiziente Modul zur Elektrodenfertigung sowie die Erweiterung für die Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen mit direkter Datenanbindung an das CAM, das sämtliche Fräsoperationen bis hin zum simultanen Fünfachsfräsen abdeckt, einschließlich spezialisierter Module für das Schruppen und das automatische Bohren. Die im CAD erstellten „Features“ lassen sich somit im CAM sehr einfach programmieren.

Welche konkreten Ergebnisse hat Ihnen der Einsatz von Cimatron nach anderthalb Jahren im Bereich der Elektrodenfertigung gebracht?

TP: Wir nutzen Cimatron bereits jetzt sowohl als CAD als auch als CAM, und mehrere unserer Ingenieure arbeiten täglich mit dieser Software. Am weitesten sind wir bei der Konstruktion und beim Fräsen von Elektroden, wo wir bereits vollständig mit Cimatron arbeiten. Diese Umstellung hat eine Zeitersparnis von etwa 60 % für den Programmierer gebracht, und die Qualität der spanend bearbeiteten Elektroden hat sich verbessert. Zum Fräsen von Graphitelektroden verwenden wir die Maschine PENTA 432HSC mit der Steuerung Syntec.

OV: Ich möchte die Implementierung von Cimatron als spezialisiertes Werkzeug für die Konstruktion und das Fräsen von Elektroden hervorheben. Der Einsatz integrierter CAD- und CAM-Software bietet gleich mehrere Vorteile. Die Arbeit wird durch die Verwendung von Vorlagen sowohl in der CAD- als auch in der CAM-Umgebung beschleunigt, Informationen werden automatisch über den gesamten Fertigungsprozess hinweg übertragen, sodass der Programmierer/Konstrukteur weniger Informationen im Blick behalten muss und menschliche Fehler entfallen. Wenn Programmierer und Konstrukteur nicht dieselbe Person sind, ist dieser Punkt umso wichtiger.

Bei Peartec sind wir jedoch bei den Elektroden noch einen Schritt weiter gegangen. In Zusammenarbeit mit PENTA, dem Lieferanten der Senkerodiermaschinen, haben wir den Prozess der Datenübertragung von Cimatron zu den Senkerodiermaschinen optimiert. Dadurch lässt sich die gefräste Elektrode ohne weitere aufwendige Einstellung der Senkerodierparameter verwenden. Das Programm mit den Informationen zur Erodierposition und zur eingesetzten Technologie wird bereits im Konstruktionsbereich von Cimatron generiert. Damit entfallen erneut mögliche menschliche Fehlerquellen, und der gesamte Prozess wird schneller. Von den Möglichkeiten eines bedienerlosen Senkerodierprozesses ganz zu schweigen.

Cimatron ist bei Ihnen auch für das Fräsen von Eisen bereits vollständig im Einsatz. Für welche Maschinen werden damit NC-Programme erstellt, und wie ist das Postprocessing gelöst?

TP: Wir verfügen derzeit über zwei Programmierarbeitsplätze für die spanende Bearbeitung von Stahl (Werkzeugrahmen und formgebende Teile) und bearbeiten auf den Maschinen MCV 1016 Quick, Hedelius T6 und DMC 63V, die alle mit einer Heidenhain-Steuerung ausgestattet sind. Wir nutzen auch spezielle Cimatron-Module zum Bohren und Schruppen, was die Arbeit zusätzlich beschleunigt. Der Postprozessor wurde in mehreren Schritten zunächst für das dreiachsige Fräsen auf den Maschinen MCV und DMG und anschließend für das dreiachsige sowie das indexierte fünfachsige Fräsen auf der Hedelius-Maschine abgestimmt. Derzeit planen wir, auch das simultane Fünfachsfräsen auf der Hedelius-Maschine einzuführen.

OV: Als Anwendungstechniker habe ich die Aufgabe, das Cimatron-System beim Kunden so in Betrieb zu nehmen, dass es ihm möglichst effizient dient. Die Implementierung von Postprozessoren ist einer der Bereiche, in denen der Lieferant einer ansonsten weitgehend fertigen Software relativ viel beeinflussen kann. Als Unternehmen setzen wir nicht auf einen Katalog fertiger Postprozessoren, aus dem der Kunde auswählen würde, sondern führen stets eine individuelle, maßgeschneiderte Implementierung für jede Maschine durch. Das bedeutet jedoch nicht, dass der Kunde zwangsläufig für jede Maschine einen eigenen Postprozessor kaufen muss, wenn seine Maschinen über dieselbe Steuerung und eine ähnliche Kinematik verfügen. Das war auch bei Peartec und seinen Fräszentren für die Eisenbearbeitung der Fall.

Uns stehen Werkzeuge zur Verfügung, mit denen sich ein einziger Postprozessor erstellen lässt, der schrittweise für den Einsatz auf mehreren Maschinen abgestimmt wird. Zwischen diesen wählt der Programmierer beim Generieren des NC-Codes aus. Für den Programmierer ist eine solche Lösung intuitiver und einfacher, für den Inhaber kostengünstiger. Während der Implementierung wird alles direkt auf den Maschinen beim Kunden abgestimmt. Falls eine weitere Anpassung erforderlich ist, erfolgt diese standardmäßig im Rahmen des technischen Supports und wird anschließend automatisch auf allen Maschinen angewendet. Einfachere Arbeit für uns und weniger Sorgen für den Kunden.

Integriertes CAD/CAM ist sicherlich ein Vorteil, dennoch müssen Sie bestimmt auch mit anderen Daten als mit Cimatron-Daten arbeiten. Treten beim Einlesen dieser Daten Probleme auf?

TP: Neben den nativen Cimatron-Formaten arbeiten wir regelmäßig mit Daten in den Formaten STEP, CATPART und DXF.   Da zu unseren Tätigkeiten auch die Reparatur und Modifikation älterer Spritzgießwerkzeuge gehören, ist die Datenqualität häufig sehr unterschiedlich. Cimatron liest die Daten jedoch in der Regel ein und repariert sie im Rahmen der Möglichkeiten.

OV: Cimatron verfügt über die überwiegende Mehrheit der gängigen Konverter sowie über Werkzeuge zur automatischen Datenreparatur während des Importvorgangs, falls die Daten beschädigt oder fehlerhaft exportiert wurden. Wenn ich auf einen fehlgeschlagenen Import gestoßen bin, hat sich stets gezeigt, dass das Problem an der Datenquelle und nicht beim Import entstanden war.

Wie würden Sie aus Ihrer jeweiligen Sicht die bisherigen Erfahrungen mit dem Einsatz von Cimatron bei Peartec zusammenfassen – mit der Implementierung, der Schulung der Fertigungstechnologen, der Abstimmung der Postprozessoren …?

TP: Die Implementierung erfolgt durch die schrittweise Ablösung der bisherigen Softwarelösungen durch Cimatron, ohne dass die Produktion stillgelegt werden muss. Die Schulung fand in der Regel direkt bei uns im Unternehmen statt und umfasste sowohl die theoretische Vorbereitung als auch die Lösung praktischer Probleme aus unserer Fertigung. Parallel dazu wurde der Postprozessor bearbeitet. Während der gesamten Implementierung waren wir mit der Unterstützung von technology-support sehr zufrieden. Herr Štětina und Herr Vopravil haben sich viel Zeit genommen, um unsere Fragen und Probleme zu klären.

OV: Für die Schulung und Implementierung bei Peartec war ein großzügiger Zeitrahmen vorgesehen, was immer ein großer Vorteil ist. Dadurch kann man alles gründlich durchgehen und nach und nach auftauchende Fragen direkt vor Ort beantworten. Ich persönlich bevorzuge eigentlich Schulungen „im laufenden Betrieb“, was in diesem Fall notwendig war, denn die Produktion schläft nie. Sowohl die Schulung als auch die Implementierung verliefen erfolgreich, auch dank der Einstellung der Jungs, die mein Kollege Jakub Štětina und ich geschult haben. Ich denke, es ist uns gelungen, die Prozesse in der Werkstatt auf ein neues Niveau zu heben, und ich freue mich darauf, gemeinsam die nächsten Stufen anzugehen. Der gesamte Fertigungsprozess wird weitere Vorteile und Automatisierungsmöglichkeiten erhalten, sobald auch das Konstruktionsbüro vollständig auf Cimatron umgestiegen ist. Denn die zugrunde liegenden Daten sind die halbe Miete für einen möglichst effizienten Prozess zur Automatisierung der NC-Programmierung.

Welche Pläne haben Sie für die Zukunft, und erfüllt Cimatron Ihre Erwartungen?

TP: Unser Ziel ist es, den gesamten Fertigungsprozess für Spritzgießwerkzeuge vollständig in Cimatron abzubilden, denn die Effizienz einer einheitlichen Lösung ist bereits jetzt unbestreitbar. Wir kommen nun in die Phase, in der wir beginnen, das CAD-Modul auch mit der Erweiterung für die Werkzeugkonstruktion zu nutzen. In einer Zeit, die von steigenden Material- und Energiekosten geprägt ist, führt der Weg zur Wettbewerbsfähigkeit über eine Steigerung der Arbeitsproduktivität mit allen verfügbaren Mitteln. Cimatron betrachten wir als eines dieser Mittel.