Zeitschriften | Der Schnitt- & Stanzwerkzeugbau

Effiziente CAM-Programmierung optimiert­ die zerspanende Fertigung im Werkzeugbau

Gemeinsam mit den Zerspanungsspezialisten des Audi Werkzeugbaus gelang der Vero Software GmbH die Entwicklung einer neuen WorkNC-Hochvorschubstrategie. Ihr Erfolg: Beim Vorschlichten verschiedener Presswerkzeuge konnte Audi bis zu 30 Prozent der Bearbeitungszeit einsparen. Zudem haben sich die Werkzeugstandzeiten verdreifacht.

Der Werkzeugbau der Audi AG, der seit Jahresbeginn 2017 den offiziellen Namen „Kompetenzcenter Anlagen-/Umformtechnik“ (kurz: KCU) trägt, gehört seit jeher zu den Kernkompetenzen der Audi AG. In seinen Zuständigkeits­bereich fallen sowohl Presswerkzeuge für Türen, Motorhauben, Seitenteile der Fahrzeuge etc. als auch die Anlagen für den Karosseriebau. Vom internationalen Wettbewerb zu externen Dienstleistern angetrieben, sind die Verantwortlichen permanent auf der Suche nach Innovationen, mit denen sich Abläufe und Ergebnisse verbessern lassen.

Einer, der sich täglich mit Innovationen beschäftigt, ist Markus­ Brunner, Mitglied im Team „Betriebsmanagement­ Maschinentechnik“ des KCU in Ingolstadt. Zu seinen Aufgaben gehört es, die zerspanende Fertigung im Werkzeugbau hinsichtlich CAD- und CAM-Technik zu optimieren. Er erklärt: „Wir sind hier mit Einzelteilbearbeitung konfrontiert, woraus besondere Anforderungen erwachsen. Der häufige Produktwechsel erfordert vor allem eine große Flexibilität in der Zerspanung. Diesbezüglich kommt auch einer effizienten CAM-Programmierung große Bedeutung zu.“

Markus Brunner beschäftigt sich vor allem damit, durch moderne­, CAM-programmierte Zerspanungs­technologien die Bearbeitungsqualität zu steigern­ sowie Durchlaufzeiten und damit­ Bearbeitungskosten zu reduzieren­. Sein Partner auf Seiten der Programmiersoftware ist die Vero Software GmbH mit ihrem CAM-System WorkNC, das im Audi Werkzeugbau schon seit vielen Jahren eingesetzt wird. „Wir nutzen WorkNC durchgängig vom 3-Achs- und 3+2-Achs- bis zum 5-Achs-Simultan-Fräsen von Formenwerkzeugen sowie zunehmend auch in der 2,5D-Bearbeitung“, beschreibt Markus Brunner den Einsatzbereich und weist auf entscheidende Vorteile dieser Software hin. „Die Programmierung und Handhabung von WorkNC ist extrem einfach, was in der Einzel­teilfertigung besonders wichtig ist. Selbst komplizierte Bauteile können­ wir intuitiv und schnell programmieren. Des Weiteren bietet WorkNC viele Möglichkeiten, um Bearbeitungsumfänge bzw. deren Programmierung trotz Einzelteilfertigung zu standardisieren und zu automatisieren.“ Als vielfältig und effizient bezeichnet er darüber hinaus die von WorkNC bereitgestellten Bearbeitungsstrategien, die es ermöglichen, „jedes Bauteil wirtschaftlich zu programmieren und zu bearbeiten.“

Fräsen mit hohem Vorschub

Um die Fräsbearbeitung künftig­ noch effizienter zu machen, entwickelt Vero die Software WorkNC permanent weiter.

Das Release 2017 R1 enthält zum Beispiel eine neue Hochvorschubstrategie, die auf Anregung der Audi Werkzeug­bauer und in enger partnerschaftlicher Zusammenarbeit mit ihnen entstanden ist.

Während es beim Hochgeschwindigkeitsfräsen (High Speed Cutting / HSC) in erster Linie um das Erzeugen qualitativ hochwertiger Oberflächen geht, steht das Hochvorschubfräsen (High Feed Cutting / HFC) für kurze Bearbei­tungszeiten beim Schruppen und Vorschlichten. Verschiedene Anbieter haben dafür spezielle Werkzeuge mit Hochvorschub­geometrien entwickelt, deren Schneidkanten eine deutlich größere Kontaktlinie zum Werkstück aufweisen als herkömmlich eingesetzte Rundwendeplatten.

Dadurch geht die radiale Schnittkraftbelastung auf den Fräser und die Maschinenspindel so stark zurück, dass sich deutlich höhere Zahnvorschübe fahren lassen und das Zeitspanvolumen auf ein Mehrfaches ansteigt. Das wirkt sich insbesondere bei der zerspanungsintensiven Schrupp- bzw. Vorschlichtbearbeitung positiv auf die Bearbeitungszeit und Fertigungskosten aus.

Neue Strategie für Fräswerkzeuge beliebiger Kontur

Bevor Vero die neue WorkNC-Lösung präsentierte, sahen sich die Anwender beim Einsatz solcher Fräswerkzeuge mit folgender Problematik­ konfrontiert: CAM-Systeme konnten bislang die neuen­ Hochvorschubgeometrien nur unzureichend abbilden, was in der praktischen Anwendung zu einem undefinierten Aufmaß auf der Bauteiloberfläche führte. Das wiederum beeinträchtigte die Prozesssicherheit im nachgelagerten Schlichtprozess.

Die neue Hochvorschubstrategie berücksichtigt nun die Abweichungen der Fräswerkzeuggeometrien mit nicht regulärer Schneide. WorkNC vermeidet dadurch, dass am Werkstück undefinierte Aufmaße entstehen. Markus Brunner­ ist vom Ergebnis begeistert:

„Durch diese neue Strategie ist es möglich, Fräswerkzeuge jeglicher Kontur einzusetzen, also auch welche­, deren Schneide von einer Regelgeometrie­ wie Kugel oder Torus abweicht. Damit können wir sogar Fräswerkzeuge nutzen, die speziell auf einen definierten Anwendungsfall hin konzipiert wurden.“

Die Begeisterung kommt nicht von ungefähr. Schließlich waren Brunner und seine Kollegen Impulsgeber für die Neuentwicklung. Zudem stellten sie für Testzwecke Maschinenkapazität zur Verfügung. In Versuchen wurde zum Beispiel das negative Flächenoffset eines Presswerkzeugs für eine Autotür gefräst. Während die Vorschlichtbearbeitung des Türaußenteils bislang drei Stunden und 15 Minuten dauerte und die Schneidplatten­ dreimal gewechselt werden mussten, gelang die Bearbeitung mit der neuen Hochvorschubstrategie von WorkNC in nur einer Stunde und 42 Minuten – und ohne Plattenwechsel. Das eingesetzte Werkzeug war ein Hochvorschubfräser 1DP1E von Ingersoll Cutting Tools (WSP-Typ PEMT0502ZCTR-HR, WSP-Qualität IN2505; 65 mm Auskraglänge).

Größeres Zeitspan­volumen erreicht­

„Durch den Einsatz der Hochvorschubstrategie von WorkNC und entsprechenden Werkzeugen können wir beim Vorschlichten bis zu 30 Prozent der Bearbeitungszeit einsparen“, berichtet Markus Brunner aus seiner Erfahrung. Zur längeren Werkzeugstandzeit tragen die im Vergleich zu Rundplattenfräsern geringeren Abdrängungskräfte bei. Da die hauptsächlichen Bearbeitungskräfte in Z-, also in Spindel­richtung, entstehen, kommt es zu weniger Schwingungen und das Werkzeug läuft in der Regel ruhiger, was sich positiv auf die Schneiden auswirkt.

Als Besonderheit hebt Markus­ Brunner hervor: „Die neue WorkNC-­Strategie kann auch bei negativem Flächenoffset eingesetzt werden, was nach meinem derzeitigen­ Wissenstand kein anderer CAM-Anbieter ermöglicht. Wir werden sie jedenfalls in Zukunft bei allen Bauteilen im Be­arbeitungsschritt Vorschlichten einsetzen.“

Für Markus Brunner und seine Kollegen ist die neue Hochvorschubstrategie ein Beispiel für die gute partnerschaftliche Zusammenarbeit zu Vero und den WorkNC-­Entwicklern. Die Zufriedenheit erstreckt sich jedoch auf viele weitere Punkte, wie der CAM-Experte ausführt: „Enorm wichtig sind für uns die Möglichkeiten von WorkNC zum nachträglichen Modifizieren von programmierten Fräsbahnen wie das bereichsweise Offsetieren­ und Schneiden von Bahnen.“ Er erwähnt außerdem die kurzen Berechnungszeiten­ durch 64-Bit- und Multiprozessor-Technologie, die gerade beim Programmieren großer Bauteile von großer Bedeutung sind.

Sehr geschätzt wird auch die Flexi­bilität des Gesamtsystems. Die Postprozessoren von Work-NC sind zum Beispiel nicht verschlüsselt und können durch den Anwender angepasst werden. „Dadurch ist es uns in den letzten Jahren gelungen, den Automatisierungsgrad in unserer Einzelteilfertigung deutlich­ zu steigern“, erwähnt Markus Brunner. Somit lässt sich auch die CAM-Ausgabe zügig an die immer komplexer werdende Maschinentechnik anpassen, so dass das Potential der Werkzeugmaschinen vollständig ausgeschöpft werden kann.

 

Anzeigen
VDWF
Brinkmann Wecker
WZL Forum
wfb Messe
www.plastonline.org
Blasformen & Extrusionswerkzeuge
Das Extrudieren von in weitestem Sinne plastischen Massen ist als Arbeits­verfahren seit mehr als 200 Jahren bekannt. Bereits im Jahre 1797...
lesen Sie weiter
Suche
Stellenbörse