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Flexibel und sicher produzieren

Virtuelle Prozessunterstützung: Bei Hummel-Formen haben die Fräszentren oft schon den größten Teil der Bearbeitung erledigt, bevor die endgültige Form bekannt ist: Konstrukteure ändern auf Kundenwunsch die Daten einer zukünftigen Spritzgießform simultan während des Bearbeitungsprozesses. Ergebnis: Um 30 % kürzere Durchlaufzeiten – dank einer Softwarelösung von Tebis, die den Prozess ganzheitlich unterstützt.

Die Form für das Frontend eines Fahrzeugs entsteht auf diesem Scharmann-Horizontalbearbeitungszentrum weitgehend automatisiert nach den Vorgaben der Tebis CAD-/CAM-Software.

Mit der Integration von Tebis Software zur Elektrodenfertigung und zur Simulation der kompletten Fräsbearbeitung hat Hummel-Formen 2007 seine Prozesskette weiter optimiert. Jetzt verkürzt das Lenninger Unternehmen die Durchlaufzeiten bis zu 30 % und stellt NC-Programme auch für die Elektrodenfertigung teilweise automatisiert her. Nebenwirkungen sind die höhere Qualität und ein stressärmerer Umgang mit dem Zeitdruck. „Wir sind ein sehr innovatives Unternehmen und gehen gern neue Wege. Deshalb haben wir bereits 1983 mit der elektronischen Betriebsdatenerfassung angefangen“, erklärt Gesellschafter Jochen Hummel. „2007 haben wir unser durchgängiges IT-Fertigungssystem um die Tebis-Module Elektrodenkonstruktion sowie Simulation erweitert. Sie bringen uns deutliche Fortschritte in Flexibilität, Zeit und Qualität.“

  • Komplexität und Größe

    Schon früh bauten Hummel-Fachleute auf innovative Fräsmaschinen, um in der Lohnbearbeitung schneller zu sein als ihre Wettbewerber. Seit mehr als zehn Jahren setzten sie bei der CAD-/CAM-Software auf die integrierte Lösung von Tebis. „Sie deckt am besten den von uns gewünschten Weg durch Konstruktion und Fertigung ab“, erklärt Jochen Hummel. Hummel-Formen fertigt überwiegend Spritzgießformen für die Automobilindustrie. Ihre Komplexität und Größe drückt sich einerseits in den Fertigungszeiten, andererseits im Gewicht von bis zu 112 t aus. Für die großen Formen reichte die Größe der lieferbaren Stahlblöcke nicht. Deshalb mussten Formteile aus mehreren Blöcken gefräst und anschließend zusammengesetzt werden.

    Die dreidimensionale Darstellung – hier ein Formeinsatz für ein Spritzgießwerkzeug – haben in der Fertigung bei Hummel-Formen durchgängig die Zeichnungen abgelöst.

    Tebis startet bei Hummel-Formen mit der Übernahme von Konstruktionsdaten. Sie stammen wahlweise aus unterschiedlichen Programmen externer Dienstleister, denen der Kunden oder aus der eigenen CAD-Abteilung. Die Informationen aus den unterschiedlichen Datenquellen muss die Schnittstelle qualitativ einwandfrei für die anschließenden Prozesse auswerten und umsetzen.

  • Hohe Erfolgsquote auch bei unterschiedlichen Daten

    „Ein Entscheidungsgrund für Tebis war und ist die hohe Erfolgsquote bezogen auf die auch qualitativ sehr unterschiedlichen zur Verfügung gestellten Daten",  erläutert Andy Weirich, Abteilungsleiter Fräsen und bei Hummel-Formen auch zuständig für das Erodieren. „Dabei geht auch die persönliche Qualifikation und die aktuelle Form des Programmierers ein. Und je besser die Schnittstelle funktioniert, desto geringer ist unser anschließender Aufwand.“ Zu den anspruchsvollen Tätigkeiten, die sie mit Unterstützung von Tebis lösen, zählt die Produktentwicklung von Aluminium Prototypenformen. Dabei sind Konstrukteure und Fertiger oft sehr stark von den Fahrzeugdesignern abhängig. Denn das endgültige Design –gleichgültig, ob für eine Instrumententafel oder ein Frontend – entwickelt sich unter anderem aus optischen und sicherheitstechnischen Gründen erst Stück für Stück. So kann es auch mehrere Versuchsformen geben. Selbst die endgültige Stahlform erfährt häufig noch einen Entwicklungsprozess.

    Graphitelektrode zum Erodieren des Spritzgießwerkzeuges eines Zylinderkopfdeckels.

  • Gesammeltes Praxiswissen

    Hier kommen den Entwicklern und Programmierern die Erfahrungen mit Tebis zugute. So haben Sie innerhalb der vergangenen zwei Jahre allein 29000 Bearbeitungs-Schablonen (NC-Sets) erstellt und in der Datenbank gespeichert. Sie berücksichtigen die Spezifika der Kunden und die der mechanischen Fertigung. Inzwischen kommen im Wochendurchschnitt nur noch zwei bis drei hinzu. Auf diese Art sammeln die Praktiker ihr NC-Fertigungswissen. Und die von Tebis gelieferte virtuelle „Bibliothek“ verwaltet es systematisch, so dass die Hummel-Spezialisten zielgerichtet damit arbeiten können. Dabei vereinfacht und beschleunigt der CAD-Feature-Scanner den Arbeitsprozess. „Für eine Bohrung oder eine Frästasche sind vielleicht drei oder vier Bearbeitungsstrategien hinterlegt“, erläutert Weirich. „Denn auf einer großen Maschine bearbeiten wir dies anders als auf einer kleinen. Natürlich wollen wir das gesamte Potenzial unserer Ressourcen abdecken. Das Ordnungsprinzip von Tebis verwaltet die Vielzahl der Schablonen sehr transparent. Die Effizienz der CAD-/CAM-Software Tebis bestimmt auch die personalen Ressourcen. Lediglich dreieinhalb NC-Programmierer reichen aus, um die insgesamt 20 NC-Maschinen zu programmieren. Dies gilt sowohl für die 2,5D- wie3D-Bearbeitungen – und auch für die entsprechend integrierten Softwaremodule.

    Der Viewer zeigt dem Werkzeugmacher das Bild des Werkstückes plastisch und dazu auch anschaulicher, als eine Zeichnung dies kann.

    Das Software-System bietet den Programmierern und Werkern in der Fertigung dazu weitere Vorteile: Oberfläche, Logik und Bedienung sind identisch. „Ich kenne kein anderes Systemhaus und keine Software, die so durchgängig und umfassend den gesamten Prozessabbilden“, urteilt Weirich. Das Zusammenspiel der beteiligten Mitarbeiter über das CAD-/CAM-Systemklappt so gut, dass oft schon gefräst wird, obwohl die Konstrukteure noch nicht fertig sind. „Bei der Einführung in der Werkstatt hatten viele Mitarbeiter große Bedenken, vor allem die älteren“, erklärt Weirich. „Der Schritt vom Papier in die digitale, virtuelle Welt erforderte begleitende Maßnahmen. Wir mussten die Zeichnungen entfernen, inklusive der Möglichkeit, sie aufzuhängen.“ Inzwischen ersetzen die aus den Programmdaten generierten durchgängigen Arbeitspläne die ehemaligen Einzelzeichnungen komplett: „Heute will jeder das farbige plastische Bild des NC-Viewers auf dem Bildschirm haben. Und wenn wir von einem externen Partner eine Zeichnung bekommen, fragen auch die ehemals größten Skeptiker nach digitalen Daten.“

     

  • Ganzheitlicher Blick

    Mehr als 50 Mitarbeiter arbeiten inzwischen mit dem Viewersystem. Nach seinem Rat für Kollegen gefragt, die noch vor entsprechenden Entscheidungenstehen, antwortet er: „Sie sollen den gesamten Prozess ansehen: ganzheitlich von der Werkstückkonstruktion über die Werkzeuge bis hin zur Maschine, der Simulation des Zerspanungsprozesses bis zur Dokumentation. Denn Insellösungen bringen wenig. Eine durchgängige Lösung mit einem kompetenten Partner bringt erhebliche Vorteile. Auch gemessen am Aufwand rechnet sich diese Lösung.“ Mitte 2007 installierte Tebis bei Hummel-Formen das Modul „Simulator“: Es simuliert den kompletten Fräsprozess. Im Gegensatz zum realen Fertigungsprozess benötigt es allerdings nur einen Bruchteil der Zeit und zeigt eventuelle Kollisionen oder das Berühren von Endschaltern, ohne dass dabei Schäden entstehen. In der Fertigungspraxis macht er so Schluss mit dem oft sehr teueren Prinzip „Versuch und Irrtum“. Das Modul „Elektrodenkonstruktion“ war am Fertigungserfolg ebenfalls beteiligt: Die Elektrodenkonstruktion erfolgt überwiegend automatisiert aus den vorhandenen CAD-Daten.

    Auf dem Monitor kann der Werker jeden Arbeitsschritt, seine Randbedingungen und die Auswirkungen überprüfen.

    Das Modul „Simulation“ vermeidet das Vorgehen nach „trial and error“ und gewährleistet die sichere Erkenntnis über den späten Arbeitsablauf inklusive eventueller Kollisionsrisiken.

    Dazu gehört auch das Nacharbeiten der Konstruktionsvorgaben. Das Programm ergänzt über die reine Erodierform hinaus Bereiche wie Sockel und Schaftverlängerungen, die für die nachfolgenden Produktionsprozesse sinnvoll sind. Die Datenverwaltung übernimmt das Programmkomplett. Die ebenfalls automatisierte Fertigung der 26 Graphitelektrodenübernahm eine Röders RFM 760 mit Palettensystem zur Rohlingsbestückung. Die Maschinen bei Hummel laufen jetzt praktisch rund um die Uhr. „Technologisch gesehen ist das ein Meilenstein. Maschinenstillstände wegen Kollision oder ausgelöster Endschalter gehören nach den vorher simulierten Prozessen der Vergangenheit an“, betont Hummel. „Unter dem Strich können wir Verkürzungen der Prozesszeit bis zu 30 Prozent feststellen. Die kürzeren Durchlaufzeiten kommen vor allem unseren Kunden zugute.“

    Automatisch generiert hat das Modul „Elektrodenkonstruktion“ die CAM-Daten zum Erodieren des Formeinsatzes für eine Zylinderkopfhaube.

     

  • Im Profil

    Hummel-Formen

    Am Stammsitz Lenningen, nahe dem Stuttgarter Flughafen und am Rande der Schwäbischen Alb, gründete 1960 Manfred Hummel das Unternehmen. Heute leiten den Familienbetrieb seine beiden Söhne Jochen und Volker als persönlich haftende Geschäftsführer. Die Firmengruppe setzte 2007 mit gut 250 Mitarbeitern inklusive denen der rumänischen Tochtergesellschaft knapp 20 Mio. Euro um.

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Zitat

Ich kenne kein anderes Systemhaus und keine Software, die so durchgängig und umfassend den gesamten Prozess abbildet.

Steckbrief

Schwerpunkt:

Komplette Lösung für durchgängige Prozesse

Vorteile:

  • Sehr guter Datenimport
  • Automatisiert konstruieren und programmieren
  • Papierarm fertigen

Branche:

Formenbau, Automobil

Firma:

Hummel-Formen

Standort:

Lenningen, Deutschland

Interviewpartner:

Jochen Hummel, Andy Weirich

Position:

Gesellschafter, Abteilungsleiter Fräsen

Erschienen:

2008

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