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KleinstserienfertigungAudis Vorseriencenter braucht Universalwerkzeuge

Audi Q2

In der Versuchsteilefertigung bei Audi in Ingolstadt werden anspruchsvolle Bauteile als Prototypen und in Kleinstserien hergestellt. Dabei setzen die Verantwortlichen auf VHM-Fräser von Haimer, die sich durch ihre Geometrie und Qualität für vielfältige Zerspanungsaufgaben eignen. Ihr Dämpfungs- und Rundlaufverhalten ermöglicht es, in Vergleichsfällen die Produktivität um ein Vielfaches zu steigern.

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Werkzeugmanagement-Software3D-Werkzeuge auf Knopfdruck

Eine Kollision auf der Maschine ist das Schreckgespenst eines jeden Fertigungsverantwortlichen. Ein probates Mittel, den Werkzeugmaschinen-Gau auszuschließen, ist die Simulation der Bewegungsabläufe. Je komplizierter die Fertigungsprozesse werden – beispielsweise bei Mehrspindelbearbeitungen, Fünfachs-Simultanfräsen oder Roboterunterstützung – desto wichtiger wird die virtuelle Bildschirmfertigung im Vorfeld des Produktions-Go-Life.

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Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (MW),: 3D-Werkzeuge auf Knopfdruck

Die Bedingung für Simulationen von Produktionsprozessen sind verlässliche 3D-Daten aller am Prozess beteiligter Komponenten: Werkstück, Maschine, Teilezufuhreinrichtung, Spannvorrichtung und Werkzeug. Doch nicht immer liegen von allen diesen Komponenten entsprechende 3D-Modelle vor. Dieser Umstand war für das Tübinger Unternehmen TDM Systems, spezialisiert auf Tool Data Management, Grund genug, die Entwicklung konsequent in Richtung Grafik voranzutreiben. Das Ergebnis: der TDM Daten- und Grafikgenerator, ein Softwaretool, das unter anderem simulationsgerechte Modelle von Werkzeugen in äußerst kurzer Zeit auf den Bildschirm bringt. Die Darstellung von Dreh- und Fräswerkzeugen der Hersteller Walter und Sandvik Coromant ist bereits verfügbar, ab sofort sind auch die Bohrwerkzeuge der genannten Hersteller im Programm.

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Enorme Zeitersparnis bei Simulationen

Was heißt dabei „simulationsgerecht“? Angela Albus, zuständig für Softwareprojekte bei TDM Systems: „Simulationen stellen bestimmte Anforderungen an ein 3D-Volumenmodell. Herkömmliche CAD-Modelle sind oft zu aufwändig, andere 3D-Darstellungen, beispielsweise in Produktpräsentationen, zu ungenau, weil sie nur der Erläuterung dienen. Will man solche Darstellungen für Simulationen nutzen, ist einiges an Optimierung notwendig.“ Und das kostet Zeit. Der große Vorzug des Daten- und Grafikgenerators von TDM Systems ist die Zeitersparnis, laut Hersteller bis zu 90 Prozent. „Ein CAD-Konstrukteur benötigt rund eine bis anderthalb Stunden, um ein Werkzeug als Volumenmodell darzustellen; mit dem TDM Daten- und Grafikgenerator reduziert sich diese Zeit auf maximal drei bis fünf Minuten“, ergänzt die Softwareexpertin.

Die interne Technologie des Grafikgenerators baut auf der Datenstruktur des Werkzeugmanagementsystems von TDM Systems auf. Dadurch wird sichergestellt, dass qualitativ hochwertige Daten für die Erzeugung von Grafiken verwendet werden, nämlich eindeutig definierte Werkzeugstammdaten. Die Werkzeugstammdaten bestehen aus einer Liste an Sachmerkmalen wie beispielsweise Werkzeuggruppe, Lieferanten, Geometrie- und Technologiedaten oder Schneidstoff. Für die Erzeugung von Grafiken werden die Geometriedaten von zentraler Bedeutung, also sämtliche Abmessungen, Schneidenanordnung, Schneidengeometrie, Aufnahmen und andere.

Bei Drehwerkzeugen und deren Halter bilden die herstellerneutralen ISO-Normen und der Capto-Standard die Grundlage für die Stammdaten. Bei Fräswerkzeugen wird es jedoch komplizierter. Hierfür stellt TDM dem Anwender die Konstruktionsdaten der Hersteller Walter und Sandvik Coromant in einer integrierten Datenbank zur Verfügung. Anwender von Werkzeugen dieser beiden Hersteller haben den größten Zeitvorteil bei der Erstellung von Volumenmodellen. Kommen daneben Werkzeuge anderer Lieferanten zum Einsatz, bietet das System elegante Mittel und Wege, auch diese in eine exakte Darstellung zu bringen. Die Abweichungen zwischen ähnlichen Werkzeugen unterschiedlicher Hersteller sind ohnehin nicht sehr groß. „Der Anwender hat die Möglichkeit, die für Darstellung wichtigen Parameter selbst zu ändern“, erklärt Angela Albus, „er kann auf diese Weise beliebige Varianten oder modifizierte Sonderwerkzeuge erzeugen, die auf bestehenden Werkzeugen seiner Datenbank aufbauen.“ Ohne diese Möglichkeit beziehungsweise ohne eine integrierte Werkzeugdatenbank bliebe dem CAD-Konstrukteur nur der Weg in die Werkstatt: Er müsste das Werkzeug von Hand ausmessen, um es darstellen zu können – ein immenser Aufwand. Denn er dürfte kaum auf andere Quellen zurückgreifen können, da die Werkzeughersteller allenfalls bei Sonderlösungen eigene 3D-Daten weitergeben. Insgesamt beinhaltet der Daten- und Grafikgenerator rund 20.000 Komponenten zur Generierung von Grafiken und Daten.

Flexible­ CAD/CAM-­Integration

Doch das System fungiert nicht nur als Grafikgenerator, sondern auch als Stammdatengenerator. Der Nutzer wird bei der Erfassung der Daten entlastet. Direkt mit der Erstellung der 2D-/3D-Grafiken werden die dazugehörigen Stammdaten mitgeliefert und in der TDM-Datenbank angelegt. „Die Software eignet sich ideal für die Datenerfassung zu Beginn eines Projekts“, so Angela Albus, „der Aufwand für die Dateneingabe reduziert sich um rund 90 Prozent, da können gut und gerne einige Monate an Arbeit gespart werden.“

Zur Weiterverarbeitung der Werkzeuggrafiken (Konstruktion, Simulation) ist die Integration in gängige CAD/CAM-Systeme vorgesehen. Letztendlich wird es möglich sein, 3D-Grafiken direkt in den CAD/CAM-Systemen (etwa Autocad, Catia V5 und NX Unigraphics) zu erzeugen. Die Grafiken sind dann im jeweiligen nativen Datenformat verfügbar. Ferner beherrscht der Daten- und Grafikgenerator die neutralen Dateiformate Step Ap 203, SAT, STL und TLS wodurch der Datenexport in sämtliche CAD-Systeme, die auf dem Markt verfügbar sind, sichergestellt wird. Die Qualität der Grafikdaten lässt laut Hersteller „nichts zu wünschen übrig“, da der Generator einen 3D-Grafikkernel verwendet, wie er auch in CAD-Systemen zum Einsatz kommt.

Wie TDM Systems mitteilt, wird ständig an der Erweiterung der verfügbaren Daten gearbeitet, momentan in Vorbereitung sind Daten der Hersteller Prototyp und Titex. Des Weiteren wird die regelmäßige Aktualisierung der Daten zugesichert. Hierfür pflegen die TDM-Spezialisten aus Tübingen einen intensiven Kontakt mit den Werkzeugherstellern. Der Nutzer muss sich also nicht selbst um die neuesten Entwicklungen auf dem Werkzeugmarkt kümmern, um sein System auf einem aktuellen Stand zu halten.

Da auf einheitlicher Datenstruktur aufbauend, arbeitet der Daten- und Grafikgenerator perfekt mit dem Tool Data Management aus gleichem Hause zusammen. Der Anwender kann das System jederzeit mit anderen Produkten des Anbieters kombinieren. „So flexibel sich das System beim Handling zeigt, so flexibel ist es auch bezüglich der Einbindung in eine bestehende Softwarelandschaft“, bekräftigt Angela Albus.Ralf M. Haaßengier/sg

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