CAM Prozesssicher zum wirtschaftlichen Profil

Dreistern, Spezialist für High-End-Profilierlösungen, spart mit dem intelligenten Einsatz des CAM-Systems Tebis 4.1 in hohem Ausmaß Programmierzeit und optimiert quasi nebenbei die Prozesssicherheit seiner Abläufe.

Beim Unternehmen Dreistern kreieren und fertigen erfahrene Spezialisten High-End-Profilierlösungen für verschiedenste Branchen – von der Transport- und Logistikbranche über Automotive und die Elektroindustrie bis hin zu Anwendungen im Bausektor. Die Experten aus Schopfheim am Rand des Hochschwarzwalds haben seit der Gründung des Unternehmens im Jahr 1949 weltweit mehr als 2000 Profiliermaschinen gebaut. Auf den Anlagen werden mehr als 10 000 unterschiedliche Profile aus Metallwerkstoffen gefertigt. Die verarbeiteten Metallbänder haben in der Regel eine Stärke zwischen 0,2 und 5 mm, wobei Anwender in Einzelfällen durchaus auch stärkere Bänder mit Dreistern-Anlagen profilieren.

Präzise, robust und benutzerfreundlich

Wichtig bei der Auslegung der Anlagen sind unter anderem höchste Präzision, maximale Robustheit und besondere Benutzerfreundlichkeit – schließlich sind die Anlagen weltweit im Einsatz. Die rund 175 Mitarbeiter des Unternehmens wollen mit ihren durchdachten und mehrfach erprobten Lösungen aus einem umfangreichen Angebot in der Produktion ihrer Anwender die Verlustzeiten und auch den Ausschuss auf ein absolutes Mindestmaß verringern und so für hohe Effizienz und Wirtschaftlichkeit sorgen.

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Das Schopfheimer Unternehmen sieht sich als Komplettanbieter. Das Spektrum der Leistung reicht von der Unterstützung bei der produktionsgerechten Optimierung des zu fertigenden Endprodukts über die maßgeschneiderte Konzeption der Anlage, den Maschinenbau inklusive der Zerspanung der dazu notwendigen Komponenten, Konstruktion und Fertigung der Rollformwerkzeuge bis hin zur schlüsselfertigen Übergabe und Inbetriebnahme beim Kunden.

„Eine optimale Profiliermaschine gibt's nicht von der Stange“, betont Ralf Schinzig, Leiter Fertigungsplanung und NC-Programmierung bei Dreistern. „Unsere Anlagen sind extrem maßgenau und mit höchster Qualität auf die gewünschte Anwendung und das jeweilige Produkt des Anwenders individuell abgestimmt. Und jede Anlage benötigt eine große Zahl an Komponenten, die sich zwar immer wieder ähneln, aber oft im Detail dann doch deutlich voneinander unterscheiden.“

Vielfältigste Einsatzmöglichkeiten

Die Breite des Anwendungsspektrums rollgeformter Profile ist beeindruckend. Von Türzargen über Profile zur thermischen Trennung in modernen Fernstern, Karosseriekomponenten, Auszugprofile für Schrankschubladen, Kabelkanäle im Schaltschrankbau bis hin zu verschiedensten Regalbaukomponenten in der Lagerlogistik reichen die Einsatzmöglichkeiten. Auch exotische Anwendungen sind möglich, wie etwa Verbundprofile oder ausgeschäumte Rolladenprofile.

Das spiegelt sich auch in den Materialien wider, die die Anwender auf den Anlagen umformen: Hoch- und ultrahochfeste Stahlqualitäten, Aluminiumlegierungen oder andere Werkstoffe wie Kupfer. Es gibt kaum einen umformbaren Werkstoff, der nicht schon auf einer Dreistern-Profilieranlage verarbeitet wurde. Entsprechend vielfältig sind auch die Materialien, aus denen beispielsweise die Rollen der Rollformwerkzeuge entstehen. „Wir bearbeiten in unserer Fertigung auch ultrahochfeste und hochharte Materialien“, verrät Schinzig. „Und wo wir mit definierter Schneide nicht weiterkommen, greifen wir aufs Schleifen zurück.“

Die Dreistern-Experten beschäftigen sich seit einigen Jahren mit der sinnvollen Nutzung der Digitalisierung und Automatisierung für den Rollformprozess. In Verbindung mit dem präzisen Maschinenbau eröffnen sich damit für den Anwender zahlreiche Möglichkeiten für eine rationelle und dabei auch prozessstabile Fertigung bei hoher Bedienerfreundlichkeit.

Neben der optimalen Beherrschung der Umformprozesse und der Entwicklung von Assistenzsystemen sind hohe Flexibilität angesichts sinkender Losgrößen sowie eine umfassende Qualitätssicherung (in Einzelfällen inzwischen mit automatischer Korrektur auf der Maschine) und maximale Anlagenverfügbarkeit Ziele der Digitalisierung der Profilieranlagen. Künstliche Intelligenz (KI) gewinnt auch hier zur Unterstützung der Anwender, künftig als Fernziel aber auch für automatisierte Korrektur und Regelprozesse, zunehmend an Bedeutung.

Digitalisierung der Fertigungsstrategie

Auch in der eigenen Fertigung spielt die Digitalisierung bei Dreistern eine große Rolle. „Gerade angesichts der Variantenvielfalt bei unseren Produkten kommt dem CAM-System eine zentrale Rolle in unserer Fertigungsstrategie zu“, erklärt Schinzig. „Wir konstruieren mit Inventor. Und in unserer NC-Programmierung hatten wir über lange Jahre ein in der Branche weit verbreitetes System im Einsatz, das wir für unsere Bedürfnisse auch um einige Funktionen erweitert hatten. Der Nachteil: Wenn ein Update kam, funktionierten oft unsere Erweiterungen nicht mehr.“

Das betraf insbesondere die Abbildung von spezifischen Bearbeitungsstrategien, in die die Software-Spezialisten bei Dreistern viel Energie gesteckt hatten. Ein weiterer Nachteil: Simulationen liefen über externe Lösungen – und bildeten in der Regel nur den Stand vor dem Postprozessorlauf ab. „Rückblickend ist klar – das damalige CAM-System hat für unser Portfolio nicht wirklich gepasst. Für uns bedeutete das eine Neuorientierung. Wir brauchten eine Lösung, die zukunftsfähig ist, die unsere Bedürfnisse verlässlich abbildet und die entsprechenden Fähigkeiten updatesicher fortschreibt. Wir machten uns daher vor einigen Jahren auf die Suche und evaluierten zahlreiche CAM-Systeme unterschiedlichster Hersteller.“

Die Anforderungen der Werkstücke ans CAM-System zielten weniger auf geometrische Finesse ab: „Freiformflächen etwa sind in unserem Maschinenbau kaum gefragt“, berichtet der Leiter Fertigungsplanung und NC-Programmierung. „Unsere Maschinenbauteile sind in ihrer geometrischen Auslegung eher unkompliziert. Dafür müssen wir für die zahlreichen Bauteile unserer jeweils individuell auf die Anwendung exakt maßgeschneiderten Anlagen eine hohe Variantenvielfalt beherrschen. Zerspant wird das ganze Spektrum von 20 x 20 mm großen Kleinteil bis zur 8 m langen Schweißkonstruktion“

Die Herausforderungen liegen nicht in komplexen Geometrien

Eine große Herausforderung sind auch die zahlreichen unterschiedlichen Bohrungen in verschiedenen Passungen und mit individuellen Gewinden. „Teile, die sich oft nur im Bohrbild unterscheiden“, konkretisiert Schinzig. „Oder die in unseren Anlagen symmetrisch verbaut werden und deshalb – damit die Verbindungen sich nicht ungewollt lösen können – jeweils mit Links- beziehungsweise Rechtsgewinde ausgestattet sind. Und als ob das nicht genug ist, fertigen wir für unsere Kunden in diversen Auslandsmärkten auch Anlagen mit zölligen Gewindemaßen. Man möchte es gar nicht glauben, wie viele unterschiedliche Bohrungsvarianten eine einzige Konstruktion enthalten kann – und das trotz weitestgehender Standardisierung. Diese Vielfalt ist auch für den Programmierer eine Herausforderung – eigentlich eine eintönige Routinearbeit, die aber keine Fehler toleriert.“

Neben verschiedenen CAM-Lösungen – darunter auch die neueste Version des bislang eingesetzten Systems – nahmen die CAM-Fachleute bei Dreistern auch das Paket von Tebis in der neuesten Version 4.1 unter die Lupe. „In den Prospekten und auf der Website sehen alle CAM-Systeme gut aus und machen große Versprechungen“, weiß Schinzig. „Die Anbieter versprechen viel – was sie halten, zeigt sich dann erst in der Praxis. Deshalb haben wir die Systeme, die für uns in Fragen kommen, in einem Leuchtturmprojekt eingehend evaluiert. Denn wenn wir schon Geld für eine CAM-Lösung in die Hand nehmen, muss das System auch für uns passen. Exakt und langfristig.“

Aufbau der NCSets und Bibliotheken

Dabei sind die meisten Systeme schon an der Schnittstelle zum Inventor gescheitert. „Die Informationen zur Bearbeitung, die die Konstruktion ihren Daten mitgegeben hat, konnten in den meisten CAM-Systemen nicht korrekt übernommen werden“, erklärt Schinzig. „Tebis war hier die rühmliche Ausnahme. Und da auch sonst unsere Schlüsselkriterien sehr gut abgedeckt waren, starteten wir unser Pilotprojekt – zunächst im Fräsen mit einer Duoblock-Maschine von DMG Mori mit Heidenhain-530-Steuerung.“

Die Mitarbeiter bekamen Schulungen, und gemeinsam mit den Experten machte sich das Team von Dreistern ans Erstellen von NCSets und der Bibliotheken. „Das ist zunächst einmal ein gewaltiger Aufwand“, räumt der Leiter Fertigungsplanung und NC-Programmierung ein. „Insbesondere die Werkzeugbibliotheken sind sehr umfassend – hier werden nicht nur die Geometriedaten der Werkzeuge hinterlegt, sondern auch die optimalen Schnittwerte für die unterschiedlichen Werkstoffe. Das ist angesichts unserer Vielfalt schon eine Herausforderung.“ Auch die Spannmittel wurden komplett in einer Bibliothek erfasst, und alle Maschinen, die Tebis-Programme verwenden, hat ein Team von Tebis nochmals exakt vermessen.

Gesamtes Fertigungswissen in Tebis

„Der große Vorteil ist, dass mit den NCSets und den Bibliotheken jetzt das gesamte relevante Fertigungswissen direkt in Tebis abgebildet ist – so können wir sicher sein, dass das, was wir mit den Ist-Daten simulieren, auch stimmt“, betont Schinzig. „Um es vorwegzunehmen: Seit wir Tebis im Einsatz haben, sind wir kollisionsfrei. Dabei ist das exakte Vermessen der Maschinen, das ein Expertenteam von Tebis für uns übernommen hat, extrem wichtig – da kommt es auf Details an. Denn nicht immer sind beispielsweise die Anordnung der KSS-Röhrchen für die äußere Kühlmittelzufuhr angebracht, wie es im Datenmodell des Herstellers abgebildet ist. Wer hier sicher gehen will, kommt um eine exakte Vermessung seiner Maschinen nicht herum.“

Inzwischen versorgen die Programmierer den Maschinenpark, bestehend aus verschiedenen Fräsmaschinen, Drehmaschinen und Rollendrehmaschinen, mit Tebis-Programmen. Rund 8000 Programme allein für Rollen benötigt Dreistern pro Jahr. Für all das hat das Team um Schinzig gemeinsam mit den Tebis-Experten tragfähige Prozesse aufgebaut. „Alles läuft reibungslos, auch das Aufspielen neuer Softwarereleases hat seinen Schrecken verloren, da Tebis auch in Bezug auf unsere Daten absolut updatesicher ist“, bestätigt Schinzig. „Mit der automatisierten Programmierung der Features haben wir einen großen Schritt gemacht. Wenn man mal eine Platte mit bis zu 400 Bohrungen hat, dann macht das manuelle Programmieren keinen Spaß, es ist aufwändig und dauert gefühlt ewig.“

Maschinenbediener vertrauen den Programmen

Mit der Featureerkennung aus den Konstruktionsdaten und der automatisierten Programmierung ist solch ein Bohrbild jetzt in knapp fünf Minuten programmiert, die Einsparung der Programmierzeit liegt hier bei über 90 Prozent. „Das ist ein gewaltiger Fortschritt, in Summe sparen wir rund 20 bis 40 Prozent Programmierzeit“, betont Schinzig. „Und es bringt Sicherheit – wenn Tebis sagt, das Programm läuft, dann gibt es auch keine Probleme. Unsere Maschinenbediener haben da inzwischen ein hohes Maß an Vertrauen, sie sind glücklich mit den Tebis-Programmen. So können wir bei der Einfahrzeit weitere 80 bis 90 Prozent im Vergleich zum alten CAM sparen. “

Als sehr angenehm empfanden die Programmierer auch, dass ihnen nicht eine Standard-Arbeitsweise aufgezwungen wurde. „Die Tebis-Experten haben sich sehr genau angeschaut, wie wir arbeiten, haben uns gezeigt, was sich optimieren lässt, und dann unsere Arbeitsweise in Tebis abgebildet“ meint der Leiter Fertigungsplanung und NC-Programmierung. Sehr positiv sieht er auch die Möglichkeit zum Messen im Prozess: „Wenn einmal ein geschweißtes Teil länger ist als im Plan, kann das Tebis erkennen und in der Bearbeitung korrigieren“, erläutert er. „Die Steuerung unserer alten Maschine unterstützt keine Messzyklen – hier hat Tebis uns eine Lösung bieten können, mit der wir Werkstücke schnell und einfach ausrichten können.“

Partnerschaftliches Miteinander auf Augenhöhe

Auch sonst ist das Miteinander mit den Experten von Tebis sehr partnerschaftlich: „Man hört auf unsere Wünsche und Bedürfnisse“, betont Schinzig. „Als wir etwa Funktionen zum trochoidalen Drehen benötigten, die so in Tebis nicht vorhanden waren, hörten uns die Tebis-Experten sehr genau zu. Im nächsten Release waren die Funktionen bereits integriert. Updatesicher und für alle. Ein wichtiger Faktor, um alle Potenziale nutzen zu können, ist übrigens auch die Weiterbildung unserer Mitarbeiter. Deshalb stehen bei uns immer wieder auch Tebis-Schulungen auf dem Programm. Alles in allem: Unsere Beziehung zu Tebis ist eine echte Partnerschaft. Das kann man gar nicht genug loben!“

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