Die Kommunikation von Konstruktion und Fertigung ist heute selbstverständlich. Gilt das auch für die Weiterverwendung der Konstruktionsdaten für die CNC-Bearbeitung? Obwohl hier erhebliche Potentiale zur Qualitätsverbesserung (Datenfehleingaben werden ausgeschlossen) und zur Kosteneinsparung (Time to Market) bestehen, geschieht dies heute eher selten. Wie kann ein Metallbauer hier seine Wertschöpfung erhöhen?

elusoft, ein Unternehmen der elumatec-Gruppe, optimiert durch automatische Datengenerierung und Visualisierung die Anbindung von Profilstab-Bearbeitungszentren an CAD-Systeme.

CAD-Daten für die Fertigung?

Die CAD-Systeme der Metallbauer dienen in vielen Betrieben primär der Kostenkalkulation. Häufig ist ein Bestellwesen integriert, da für die Kalkulation Stücklisten ermittelt und zusätzlich Angebote von Lieferanten eingeholt werden müssen. Für eine einfache Sägenansteuerung lassen sich die vorhandenen Daten über Profillängen und Schnittwinkel weiterverwenden. Allerdings reichen sie für die Ansteuerung von Bearbeitungszentren keinesfalls aus: Neben den geometrischen Daten (Stichwort: Wohin müssen welche Bearbeitungen?) fehlen praktisch immer die technologischen Daten (etwa Werkzeuge, Werkzeugparameter wie Vorschubgeschwindigkeiten, Spannerpositionen usw.). Alle diese Angaben müßte das CAD-Programm auch noch für unterschiedliche Typen von Profilbearbeitungszentren generieren.

Mit anderen Worten: Ein reines CAD-System ist mit dieser Aufgabe überfordert; die vorhandenen Daten müssen aufbereitet werden. elusoft setzt dabei auf eine pragmatische Vorgehensweise. Im ersten Schritt werden die Schnittstellen zwischen Konstruktion und Produktion geprüft (s. Kasten), dann folgt die bedarfsgerechte Anpassung der Daten.

Bearbeitungsmakros reichen nicht

Die meisten CAD-Systeme generieren für die Bearbeitungen Makros, die an einer bestimmten Position am Profil ausgeführt werden sollen. Die eigentliche Bearbeitung und die gesamten technologischen Daten für die Bearbeitung sind im BAZ hinterlegt. Ein solches Makro ist eine einfache Beschreibung, umgangsprachlich formuliert etwa von der Art: „Ein Band bei 220 mm von unten am Profil und ein weiteres Band bei 220 mm von oben.“ Damit kann ein erfahrener Maschinenbediener sein BAZ natürlich programmieren – was allerdings mühsam und fehleranfällig ist.

Um diesen Schritt (zumindest teilweise) zu automatisieren, kann man auf dem BAZ ein eigenes Unterprogramm (Maschinenmakro) erstellen, das Bearbeitungsschritte enthält, die die Maschine tatsächlich umsetzten kann. In dieses Unterprogramm gehen zusammen mit den maschinenspezifischen Daten und (BAZ-eigenen) Makros, die vom CAD-System übergebenen Parameter, zum Beispiel Profiltyp und -abmessungen, Makros und Makropositionen mit ein. So entsteht das eigentliche, detaillierte Bearbeitungsprogramm.

Der Vorteil liegt auf der Hand: Alle Bearbeitungen, die sich wiederholen, sind einmal hinterlegt und können weiterverwendet werden. Die Nachteile sind allerdings ebenso klar: Die Anzahl der Makros wird schnell sehr groß und zu jedem Profiltyp und jeder Bearbeitungsfolge müssen für jedes BAZ neue maschinenspezifische Makros erstellt und hinterlegt werden. Wenn ein Kunde objektbezogen arbeitet, d.h. sich ein Profilsystem generiert, müssen alle Bearbeitungsmuster festgelegt, alle Makros definiert und erstellt werden – und das sowohl im CAD-System als auch in der Werkstatt.

EluCad schließt die Lücke

Die Lösung von elusoft heißt EluCad. Das Programm bildet eine Brücke zwischen den Welten, indem es die Daten vom CAD-System übernimmt, aufbereitet und an die Bearbeitungsmaschinen übergibt. Die Software mit Modulen für Eingabe, 3D-Darstellung (mit OpenGL) und Ausgaben mit Postprozessoren für unterschiedliche Profilsägen und Bearbeitungszentren verwaltet alle Profil- und Bearbeitungsdaten zentral und an einer Stelle, wodurch es möglich wird, ein Bearbeitungsprogramm automatisch an unterschiedliche Maschinen anzupassen. Wird zum Beispiel ein 8-mm-Loch gebraucht, aber der passende Bohrer steht auf dem BAZ nicht zur Verfügung, generiert EluCad automatisch einen Bearbeitungszyklus für eine Bearbeitung mit einem 5-mm-Fräser. So kann bei Auslastung oder Ausfall eines Bearbeitungszentrums der Auftrag einfach auf ein anderes umgeleitet werden, ohne daß man das Programm ändern müßte.

Kurze Bearbeitungs- und Optimierungszeiten

Die Bedienung ist an den Windows-Explorer angelehnt. In einem Bearbeitungsbaum werden die Bearbeitungen am Profil definiert, wobei die verschiedenen Ebenen einfach ein- bzw. ausgeblendet werden können.

Übersichtliche Eingabemasken und die Echtzeit-3D-Darstellung der generierten Daten gewährleisten eine effiziente und sichere Programmierung. Es können CAD-Daten im Format Wicona oder NC-X übernommen werden.

Nach der Generierung der eigentliche Bearbeitungsdaten für das BAZ wird außerdem noch die Bearbeitungsreihenfolge optimiert. Dabei werden neben allen Parametern speziell die Verfahrwege und die Werkzeugwechselzeiten berücksichtigt. Das Ergebnis ist eine deutlich reduzierte Bearbeitungszeit des BAZ.

Fazit:

Einheitliche Schnittstellen zwischen CNC-Maschinen und CAD-Systemen waren im Metallbau für die durchgängige Profilbearbeitung bisher nicht vorhanden. Die Spezialisten von elusoft, die in beiden Welten heimisch sind, haben diese Lücke mit EluCad geschlossen. Die automatisierte Datenlogistik reduziert die Fehler drastisch, beschleunigt die Umsetzung von der Konstruktion in die Fertigung und erhöht nicht zuletzt die Flexibilität bei der Auftragsbearbeitung.