Innovation und Effizienz

Die Bernhard Grobusch GmbH, die heute 28 Mitarbeiter beschäftigt, hat sich in den letzten Jahren zum viel gefragten Spezialisten für den Blasformenbau und für die Konstruktion und Fertigung von Messlehren entwickelt. Dabei trugen neben den fundierten technologischen Kenntnissen auch die leistungsfähigen Fertigungsmaschinen sowie die CAD/CAM-Software der Tebis AG zum Erfolg des Unternehmens bei.

Die Fertigung von Messlehren ist ein Spezialgebiet des Unternehmens (Bild: Bernhard Grobusch GmbH, Inden).

Hauptauftraggeber der Bernhard Grobusch GmbH, die in der Ortschaft Inden zwischen Düren und Aachen angesiedelt ist, sind Unternehmen der Automobilzuliefererindustrie, die unter anderem die Erfahrungen sowie die Flexibilität und Zuverlässigkeit der Bernhard Grobusch GmbH schätzen gelernt haben. „Wir planen kein extremes Mitarbeiterwachstum, aber wir werden unser Know-how und unsere technischen Möglichkeiten, das heißt den Maschinenpark und die Software-Lösungen, kontinuierlich ausbauen, um die Anforderungen der Kunden noch erfolgreicher erfüllen zu können“, betont Peter Grobusch, der zusammen mit seinem Bruder Bernd, das Unternehmen leitet, das vor rund 40 Jahren von deren Vater, einem Modellbaumeister, gegründet wurde. In den sechziger Jahren wurden zunächst Gießereimodelle gefertigt, ab den siebziger Jahren dann zusätzlich Blas- und Spritzgusswerkzeuge, unter anderem Flaschenformen für die Verpackungsindustrie, wobei die Automobilindustrie seit Mitte der achtziger Jahre zum immer wichtigeren Auftraggeber wurde.

„Damit wir als kleines Unternehmen mit 20 bis 30 Beschäftigten uns gegen die großen Konkurrenten behaupten können, haben wir uns immer wieder auf besondere Anwendungsbereiche spezialisiert“, erläutert Peter Grobusch. „Deshalb konzentrieren wir uns zur Zeit fast ausschließlich auf Werkzeuge und Vorrichtungen für Blasformen sowie den Mess- und Prüflehrenbau zur Qualitätssicherung.“

Das Produktspektrum umfasst Blasteile für die Luftführung im Motorenbereich und im Fahrzeuginnenraum, wobei hier auch komplette Belüftungssysteme erstellt werden, aber auch Flüssigkeitsbehälter und Tankeinfüllstutzen. Im Bereich der Lehren werden unter anderem Prüf- und Messvorrichtungen für Autoscheiben, Scheinwerfersysteme, Innenverkleidungsteile, Dichtlippen von Autotüren sowie für die oben genannten Blasteile entwickelt und gefertigt.

Dazu erklärt Peter Grobusch: „Jede Lehre wird von uns mit einem umfangreichen Messprotokoll ausgeliefert; bei den Blasformen erfolgt dies jedoch nur auf Anforderung des Kunden. Wir gehen aber dazu über, auch alle Blasformen noch intensiver zu prüfen, um den Kunden eine optimale Qualität und Sicherheit zu liefern.“ Dazu ist ein leistungsfähiges 3D-CAD/CAM-System zwingend notwendig. Dies erläutert Peter Grobusch am Beispiel eines Spritzgusswerkzeuges für Plastikflaschen, das früher im Modellbau gefertigt und anschließend digitalisiert wurde. Dabei trat jedoch immer das Problem auf, dass die zwei Flaschenhälften nie genau spiegelbildlich übereinstimmten.

Mit einem 3D-CAD-System war dies aber sehr einfach zu realisieren. Deshalb entschied sich die Bernhard Grobusch GmbH schon im Jahre 1988 für den Einsatz der CAD/ CAM-Software von Tebis, nachdem zuvor erste CAD-Erfahrungen mit AutoCAD gesammelt wurden. „Die Tebis-Software mit dem AutoMill- Modul war das erste System, das wir kennen lernten, das über einen kompletten Flächenverband hinweg fräsen konnte“ hebt Peter Grobusch hervor. „Mit den anderen Systemen konnten nur zwei oder drei Teilflächen gemeinsam bearbeitet werden, was für die Fertigung von Stahlformen nicht annehmbar ist.“

Im Formenbau werden auch komplette Belüftungssysteme realisiert (Bild: Bernhard Grobusch GmbH, Inden).

• Die Anzahl der CAD/CAM Arbeitsplätze Schritt für Schritt weiter ausgebaut

  Nach den ersten guten Erfahrungen mit der Tebis-Software wurde die Anzahl der CAD/CAM-Arbeitsplätze Schritt für Schritt weiter ausgebaut. Heute sind sechs CAD-Arbeitsplätze für die Konstruktion der Werkzeuge und Lehren bei der Bernhard Grobusch GmbH im Einsatz, außerdem vier CAM-Arbeitsplätze zur Erzeugung der CNC-Programme sowie vier Viewer-Stationen direkt an den Maschinen, um die Konstruktionsdaten betrachten und kleine Änderungen durchführen zu können.

  Der Lehrenbau ist für die Bernhard Grobusch GmbH erst durch die Fünffachs-Bearbeitung interessant geworden, denn bei den Lehren, beispielsweise für die Autoscheiben, muss fünfachsig simultan gefräst werden. Dadurch kommt die ausgereifte Tebis Lösung noch besser zum Tragen. Insgesamt werden zur Zeit sieben CNC-Fräsmaschinen mit einem Fräsbereich von bis zu 4.000 mm x 1.200 mm x 1.600 mm für die Fertigung genutzt, wobei auch Bohrungen bis zu einer Tiefe von 1.500 mm erstellt werden können. Gemeinsam mit dem Messmodul von Tebis ist schon seit zehn Jahren eine handgeführte Messmaschine von Zett-Mess bei Grobusch im Einsatz. Zusätzlich wurde in diesem Jahr eine neue CNC-Messmaschine von Brown & Sharpe mit einem Arbeitsbereich von 3.300 mm x 2.000 mm x 1.600 mm erworben. Die Vermessung der Bauteile oder Lehren erfolgt nach Vorgabe der eingelesenen Daten mit Hilfe der Mess- Software PCDMIS und TebisMess.

  Bezüglich der Zusammenarbeit mit den Kunden erklärt Peter Grobusch: „Wir übernehmen nur die Aufträge, bei denen wir 3D-CADModelle der zu fertigenden Produkte erhalten, denn nur dann ist eine schnelle und effiziente Werkzeugerstellung garantiert. Auf Basis von 2D-CAD-Daten oder -Zeichnungen lässt sich eine effiziente Zusammenarbeit in dieser Form nicht realisieren, da zu viele Interpretationsmöglichkeiten und damit Fehlerquellen vorhanden sind, die zu Verzögerungen und unnötigen Kosten führen.“ Deshalb wird auch bei Grobusch intern auf eine möglichst hohe Durchgängigkeit bei der Nutzung der Daten geachtet.

  Die Kunden stellen die Produktdaten in den meisten Fällen als CATIA- Dateien oder auch im IGES oder VDAFS-Format bereit. Das Tebis System verfügt über eine leistungsfähige Direktschnittstelle zu CATIA V4, mit der auch Layer- und Filterstrukturen, die Farbattribute sowie die meisten Elementinformationen übertragen werden. Leider lassen sich bisher noch keine Zeichnungsinformationen übernehmen, bemängelt Peter Grobusch, um die für uns wichtigen Toleranzangaben zu berücksichtigen. Die CAD-Modelle aus dem Tebis System können auch problemlos wieder an CATIA V4 übergeben werden, da die Struktur der Daten in beiden Systemen sehr ähnlich ist.

  Mit Flat-Desk-Blasformen lassen sich kostengünstige und flexible Lösungen realisieren, da kein Schließgestell in der Blasmaschine notwendig ist (Bild: Bernhard Grobusch GmbH, Inden).

• Firmenintern haben die Tebis-Viewer die Zeichnungen ersetzt

  Werden vom Auftraggeber zusätzlich zum 3D-CAD-Modell auch noch Zeichnungsdaten gefordert, greifen die Grobusch-Mitarbeiter auf eine AutoCAD-LT-Installation zurück, wobei die Tebis-Daten im DXF-Format übertragen werden. Firmenintern haben die Tebis- Viewer-Arbeitsplätze die Aufgabe der Zeichnungen übernommen, so dass sämtliche Informationen digital vorliegen und direkt aus dem 3D-Modell entnommen werden können. Die Spezialisten der Bernhard Grobusch GmbH unterscheiden drei Kategorien von Blasformen. Bei den konventionellen Blasformen, zum Beispiel für Wasserbehälter, Einfüllrohre und normale Luftführungen, wird der Schlauch in der Blasmaschine zunächst extrudiert. Anschließend fährt die Maschine die Form zusammen, und dann wird der Schlauch aufgeblasen und abgekühlt. Dagegen wird bei den Saugblasformen der Schlauch in die geschlossene Form extrudiert und gleichzeitig durchgesaugt. Die 3D- und Flat- Desk-Blasformen, die gemeinsam mit einer Partnerfirma entwickelt wurden, arbeiten mit einem Roboter, welcher den Schlauch in die Form einlegt. Damit lassen sich kostengünstige und flexible Lösungen realisieren, da kein Schließgestell in der Blasmaschine notwendig ist und die Hydraulik direkt in die Werkzeuge integriert wird.

  Der Bereich der Trennungslinien ist bei den Blasformen oft schwierig zu gestalten. Hier bietet das Tebis-System den Konstrukteuren seit einigen Jahren hilfreiche Funktionen, um die Trennungslinien automatisch zu erzeugen. Das war nach Aussagen von Peter Grobusch ein weiteres Argument zum Ausbau der CAD/CAM-Arbeitsplätze. Den Kollegen, die früher im Modellbau gearbeitet haben, fiel das 3D-Modellieren mit dem Tebis-System sehr leicht. Sie konnten ihre umfangreichen handwerklichen Fähigkeiten direkt in die CAD-Konstruktion einbringen.

  Insgesamt werden zurzeit sieben CNCFräsmaschinen mit einem Fräsbereich von bis zu 4.000 mm x 1.200 mm x 1.600 mm für die Fertigung genutzt (Bild: Bernhard Grobusch GmbH, Inden).

  Als weiteren Vorteil des Tebis-Systems nennt Peter Grobusch die Feature-Technologie, mit der Bohrungen, Gewinde und Passungen im CAD-Modell eindeutig mit sämtlichen Fertigungsinformationen definiert werden, um so später eine automatisierte CAM-Bearbeitung zu realisieren. Dieses bedeutet zwar mehr Aufwand in der Konstruktion, aber dadurch eine erhebliche Vereinfachung, Sicherheit und Zeitersparnis bei der NC-Programmierung und Fertigung. „Wir haben sehr viel Aufwand in die Erstellung klar strukturierter Bibliotheken für Features, für korrespondierende NC-Sets und für Werkzeuge gesteckt, um unsere Konstruktions- und Fertigungsprozesse zu optimieren“, erläutert Peter Grobusch. „Dazu mussten wir teilweise eingefahrene Strukturen aufbrechen und einen gemeinsamen firmeninternen Standard schaffen, der jetzt für alle Mitarbeiter obligatorisch ist.“

  Teilweise sind auch kurzfristige Änderungen an schon fertigen Formen notwendig, dann erhalten die Grobusch-Konstrukteure neue 3DCAD-Modelle vom Auftraggeber und müssen die Formen entsprechend anpassen. Diese zeitkritischen Arbeiten lassen sich mit 2DDaten nicht realisieren, dafür sind nach Ansicht von Peter Grobusch leistungsfähige und durchgängige 3D-CAD/CAM-Lösungen zwingend erforderlich.

  Diese Kombi-Messlehre für Scheiben wurde mit der CAD/CAM-Software von Tebis konstruiert (Bild: Bernhard Grobusch GmbH, Inden).

• Zeitkritische Arbeiten lassen sich nur mit 3DLösungen realisieren

  Als Beispiel für die Leistungsfähigkeit der Tebis-Software nennt er das neue Schruppmodul, bei dem die Simulation nicht nur eine visualisierende Aufgabe hat, sondern während der NC-Berechnung – für den Bediener sichtbar - jeweils eine neue Zwischengeometrie erstellt wird, die dem Bearbeitungsergebnis mit dem ausgewählten Fräswerkzeug entspricht. Damit werden Leerwege optimiert, außerdem weiß das System sehr genau, wo noch Restmaterial steht. Der Anwender kann sich dies anzeigen lassen und darauf aufbauend die weiteren Bearbeitungsschritte definieren.

  Früher war zwar eine visuelle Simulation der NC-Bahnen möglich, aber der Anwender wusste nicht so viel über das erzeugte Zwischenresultat, konnte dies auch nicht als neues Rohteil definieren und lag mit den Parametern für die Folgebearbeitung nicht immer richtig. Unnötig lange Maschinenlaufzeiten mit vielen Leerwegen waren oft die Folge.

  Abschließend erklärt Peter Grobusch: „Die umfassende Unterstützung der Fünfachs-Bearbeitung hat uns zu einer enormen Flexibilität befähigt. In diesem Zusammenhang leistet einerseits die aktuelle Version der Tebis-Software einen wichtigen Beitrag, andererseits aber auch zwei neue Fünfachs-Maschinen von Deckel-Maho, die unseren Maschinenpark seit kurzem ergänzen. Auf dieser Grundlage erhöhen wir unsere Effizienz nicht nur bei der reinen Fünfachs-Bearbeitung, sondern auch bei der 2,5D-Bearbeitung, die von fünf Seiten möglich ist. Dies vereinfacht die Bearbeitung und reduziert den Aufwand für den Bediener.“