Konstruktionssoftware

Andrea Gillhuber,

Ohne CAM geht es nicht mehr

Die Firmengruppe Paul Kauth betreibt in Frittlingen einen eigenen Werkzeugbau. Dort entstehen Folgeverbundwerkzeuge mit bis zu 6 m Länge und bis zu 50 Stationen, die ohne CAM-System nicht mehr zu fertigen wären.

Da das CAM-System Solidcam nahtlos in Solidworks integriert ist, können die Informationen und Daten bruchlos von der Artikelkonstruktion in die CAM-Programmierung fließen. © Kauth Werkzeugbau

Die Paul Kauth GmbH & Co. KG ist auf Blechumformteile für den Automobilbau und Tuben spezialisiert. Die notwendigen Werkzeuge wurden früher von außen bezogen. Mitte 2012 hat man sich jedoch entschlossen, einen eigenen Werkzeugbau aus einer Insolvenz herauszukaufen. Heute sind 15 Mitarbeiter unter anderem in den Bereichen Werkzeugkonstruktion, NC-Programmierung und Produktion beschäftigt. „Kauth Werkzeugbau wird als eigenständiges Unternehmen geführt, arbeitet derzeit aber zu 100 Prozent für die Muttergesellschaft“, wie der Betriebsleiter Alexander Schläfle berichtet.

Vor rund 10 Jahren hat sich Kauth aus strategischen Gründen für Solidworks entschieden. 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 bruchlos von der Artikelkonstruktion in die CAM-Programmierung fließen und schließlich über den Postprozessor an die Maschine. „Ohne CAM ginge es nicht mehr bei uns“, betont Schläfle.

Solidcam bietet eine Reihe von Bearbeitungsmöglichkeiten für die mechanische Zerspanung und das Erodieren, dazu zählen 2,5D-Fräsen, 3D-Fräsen HSS, 3D-Fräsen HSR/HSM, Mehrseitenbearbeitung mit indexierten Achsen, 5-Achs-Simultanbearbeitung, Drehen und Drehfräsen/Fräsdrehen. Dazu kommen noch CIMCO DNC, NC-Verwaltung, Drahterodieren mit DCAMCUT, Werkzeugverwaltung über TDM und iMachining.

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Schritt für Schritt zum perfekten Werkzeug

Zurück zum Werkzeugbau in Frittlingen. „Schon das Vorläuferunternehmen hatte Solidcam im Einsatz. Man hat dann hier zunächst einmal damit weitergemacht und dabei festgestellt, dass man mit dem System gut arbeiten kann“, berichtet Schläfle. 2015, als man mit einer eigenen Produktion begann, wurde noch einmal grundsätzlich überlegt, ob dieses oder auch ein anderes System besser sei bezüglich zukünftiger Anforderungen. Schläfle: „Fest stand, dass nur ein System mit Solidworks-Integration infrage käme.“ Beide Seiten, sowohl die Konstrukteure als auch die NC-Programmierer, haben am Ende für das Duo Solidworks/Solidcam votiert. Lieferant ist DPS Software.

Auch komplexe Bauteile aus Metall werden am Computer entworfen. © Kauth Maschinenbau

Der Prozess bei Kauth Werkzeugbau beginnt damit, „dass Kollegen aus Denkingen mit einem neuen Teil auf uns zukommen“, so Schläfle. Neben allgemeinen Erklärungen stehen die Geometriedaten im Solidworks-Format zur Verfügung. Der Konstrukteur macht daraus einen Methodenplan und einen Vorschlag, wie das Streifenlayout aussehen soll. Hilfreich an der Stelle ist auch die Software Logopress, die ebenfalls in Solidworks integriert ist und von DPS geliefert wird. Logopress unterstützt die Werkzeugkonstruktion, das Streifenlayout, die Abwicklung sowie auch die Freiformabwicklung. Liegen die bisher angesprochenen Ergebnisse vor, wird auf dieser Basis eine Kalkulation und ein Angebot erstellt. „Würden unsere Preise nicht stimmen, wären wir etwa viel teurer als der Wettbewerb, bekämen wir auch den Auftrag nicht“, ist sich Alexander Schläfle sicher.

Gibt es die Freigabe, wird das Werkzeug in Solidworks aufgebaut. Bei einem Fertigstellungsgrad von 80 Prozent erfolgt ein Kontrollschritt: Die Auftraggeber erhalten die Ergebnisse und machen eine Art Vorabnahme. Erst nach dem OK werden die Werkzeuge fertig konstruiert und die finale Abnahme folgt. Ist der Konstruktionsprozess und die Freigabe beendet, wird noch die Zeichnungsableitung gemacht.

Dann erfolgt der Übergang in die Fertigung, und Solidcam kommt ins Spiel. Mittlerweile sind fünf Arbeitsplätze vor Ort mit der Software installiert – drei für die Konstruktion, zwei für das CAM-Fräsen. Der NC-Programmierer muss daher nicht mehr etwaige Übertragungsmaßnahmen durchführen, sondern kann über einen Klick auf den Button „CAM“ alle nötigen Arbeitsleisten aufrufen und direkt starten.

Die Software nutzt die 3D-Rohmodelldaten und die CAD-Geometrie des Fertigteils für die Eingabe. © Kauth Maschinenbau

Ebenfalls positiv ist, dass alle Maschinen und Werkzeuge in Bibliotheken hinterlegt sind. Der Bediener zieht sie einfach in die Arbeitsebene und setzt sie ein. Das erlaubt anschließend eine vollständige Simulation: Tisch im Weg, Halter im Weg, Schraubstock im Weg; 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 von Hermle-Bearbeitungszentren eingesetzt. Die Bearbeitungsarten sind dabei Fräsen und Bohren. Die Postprozessoren macht DPS, so dass die Daten problemlos bis zur Maschine weiterfließen. Die am Ende resultierenden Genauigkeiten sind ausreichend, um auch anspruchsvolle 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, 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 selbst. Das geht aber nur durch in der Datenbank hinterlegte Angaben, dazu zählen Werkzeugdaten, Material-daten und Maschinendaten. Aus diesen Angaben erstellt iMachining ein Hochgeschwindigkeits-CNC-Programm. Der Algorithmus des Systems sorgt dafür, dass immer das gleiche Spanvolumen pro Fräszahn abgetragen wird. Somit wird das Werkzeug optimal ausgelastet. Am Ende des Verfahrens steht eine Zeitersparnis von durchschnittlich 70 Prozent. Natürlich hängt dieser Wert von den jeweiligen Aufgaben ab. Neben der Zeitersparnis steht die Werkzeugschonung im Mittelpunkt, welche gerade bei schwer zerspanbaren Materialien zu Standzeiterhöhungen um bis zum Faktor 3 führt.
Kauth Werkzeugbau nutzt diese Software ebenfalls, jedoch nicht flächendeckend. „Wir nutzen für das schnelle Schruppen auch sogenannte Hochvorschubfräser, die ebenfalls sehr produktiv sind und eine Alternative darstellen“, weiß Schläfle. Welche Art des Schruppens zum Tragen kommt, entscheidet der CAM-Programmierer nach seiner Erfahrung.

Karl Obermann, freier Redakteur für Dassault Systèmes / ag

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