Gereedschapsbouw van thyssenkrupp Presta Steering AG automatiseert de CAM- Programmierung
thyssenkrupp Presta AG | Oberegg, Zwitserland
Het Werkzeugbau- und Technologie Zentrum (WTZ) in de Zwitserse gemeente Oberegg, dat onderdeel is van thyssenkrupp Presta Steering AG, besloot 8 jaar geleden om consequent het CAM-systeem hyperMILL® van OPEN MIND te gaan gebruiken. De geavanceerde 5-assige strategieën en automatiseringstools waren doorslaggevend voor de keuze van het systeem. Het hiermee behaalde succes is enorm.
Het Oberegger Werkzeugbau und Technologie Zentrum (WTZ) maakt deel uit van thyssenkrupp Presta Steering AG in Eschen en is geïntegreerd in de business unit Massivumformung (koud smeedwerk). De ongeveer 150 werknemers voeren elk jaar tussen 15.000 en 20.000 verschillende gereedschapsorders uit, waarmee ze alle locaties van thyssenkrupp Presta AG in Liechtenstein, Zwitserland, Duitsland, Frankrijk, Polen, Hongarije, Mexico, Brazilië, de VS, China en Japan bevoorraden. "Tot 80 procent van onze gereedschappen is bedoeld voor koud smeedwerk", verklaart Rudi Bauernfeind, hoofd van het WTZ. "Wat overblijft, zijn gereedschappen voor andere bedrijfsonderdelen, bijvoorbeeld voor het vormen van buizen en voor het smeden. Daarnaast produceren we prototypes en testapparatuur."
Het WTZ heeft dan ook een uitgebreide knowhow op het gebied van koud smeedwerk en beheerst alle gangbare technieken voor het vervaardigen van gereedschappen. "Het is belangrijk dat we altijd in topvorm zijn – zowel de medewerkers, de machines als het programmeersysteem", licht Bauernfeind toe. "Immers, ook als interne gereedschapsbouwer moeten we ons constant meten met externe concurrenten. Gezien de hoge personeelskosten hier op de locaties in Zwitserland en Liechtenstein, hebben we altijd al oog gehad voor een tijd- en kostenbesparende productie."
Het Werkzeugbau und Technologie Zentrum van thyssenkrupp Presta maakt consequent gebruik van het CAM-systeem hyperMILL® van OPEN MIND en profiteert met name van de veelzijdige 5-assige strategieën en automatiseringstools. De foto toont het programmeren en bewerken van een stuurhuisprototype van massief aluminium.
Foto: WTZ thyssenkrupp Presta
"Vandaag zouden we weer voor hyperMILL® kiezen. Wat OPEN MIND ons destijds beloofde op het gebied van haalbaarheid, betrouwbaarheid en automatiseringsopties, is voor 100% uitgekomen.
Rudi Bauernfeind, manager van het WTZ, thyssenkrupp Presta Steering AG
Belangrijke concurrentiefactor: Automatisering
Het WTZ van thyssenkrupp Presta Steering was een van de eerste bedrijven die een hoge mate van automatisering wist te bereiken. Al in 2008 werd bij het WTZ de eerste geautomatiseerde productiecel met een rijdende robot in gebruik genomen. In 2010 werd hieraan een tweede productiecel toegevoegd en in 2014 een derde volledig geautomatiseerde productiecel met zeven gekoppelde bewerkings- en meetmachines. In 2014 stond ook verdere optimalisatie van de productieprocessen op de agenda. "We gebruikten toen nog vier verschillende CAM-systemen, waarmee we het merendeel van de benodigde NC-programma's genereerden. We wilden dat terugbrengen tot één systeem", verklaart Rudi Bauernfeind.
De teams voor hard- en zacht-frezen, draaien, slijpen en eroderen zijn elk decentraal verantwoordelijk voor de programmering van hun bewerkingstaken. Voor wat de consistentie die het CAD-systeem zou moeten bieden, hoopten de manager Gereedschapsbouw en de teamleiders: "Dat we de gegevens eenvoudig intern zouden kunnen uitwisselen en onze mensen flexibeler zouden kunnen inzetten." Ook de gegevensoverdracht tussen de kleinere gereedschapsbouwlocaties in Mexico en Polen die deel uitmaken van het WTZ, zou soepel moeten kunnen verlopen.
De managers van het WTZ verwachtten nog meer voordelen: "Enerzijds kunnen de leerlingen worden opgeleid op hetzelfde CAM-systeem, anderzijds genereren we alles bij elkaar een bredere knowhow." En dan was er natuurlijk nog de directe kostenfactor. Niet alleen bij de aanschaf is het voordeliger om meerdere licenties van één systeem af te nemen. Ook de kosten voor bijvoorbeeld training, onderhoud, updates en databaseonderhoud vallen per saldo lager uit.
Uitgebreide benchmark – de keuze valt op hyperMILL®
Het WTZ stond voor een ingrijpende beslissing – er moesten ruim meer dan tien licenties worden aangeschaft en de medewerkers moesten de juiste training ontvangen. Dit vroeg om een uitgebreide benchmark. Elk van de productieafdelingen gaf een specificatie van een aantal veelvoorkomende taken of componenten die de verschillende CAM-systemen zouden moeten aankunnen.
DEr waren verschillende redenen waarom uiteindelijk werd gekozen voor het CAM-systeem hyperMILL® van OPEN MIND Technologies AG, Wessling. Ten eerste de sterke punten voor 5-assige programmering, die hyperMILL kon aantonen tijdens de benchmark. Deze punten waren ook al doorslaggevend in 2013, toen deze software werd aangeschaft voor het frezen van elektroden. Vooral het team van de afdeling Hard-frezen beschouwt hyperMILL® als toonaangevend wanneer het aankomt op 5-assige programmeertaken: "Dit CAM-systeem biedt ons zo veel verschillende benaderingsstrategieën dat we voor elke geometrie en voor al onze machines de juiste 5-assige freesbanen kunnen genereren. Bovendien bevalt de overzichtelijke, intuïtieve gebruikersinterface ons zeer goed."
Voor het hard-frezen maakt WTZ al sinds 2013 gebruik van hyperMILL®. Dankzij de veelzijdige 5-assige strategieën worden gereedschappen voor koud smeedwerk, hamer- en smeedmatrijzen voorzien van perfecte oppervlakken.
Foto: WTZ thyssenkrupp Presta
Twijfels weggenomen
Enigszins anders was de situatie als het om zachte bewerkingen ging. Wat dat betreft bestonden er aanvankelijk bedenkingen over hyperMILL®. Roman Dietrich is projectmanager op de afdeling Zacht-frezen en prototypes en onder meer verantwoordelijk voor de programmering. Hij legt uit: "Op het moment van de evaluatie waren 5-assige bewerkingen voor ons minder belangrijk dan voor de afdelingen die zich met harde bewerkingen bezighouden en bovendien leek hyperMILL® ons destijds ook minder gebruiksvriendelijk dan andere systemen. Maar dat lag vooral aan onze routines, zoals later is gebleken."
Dankzij de op Windows gebaseerde interface kregen de programmeurs voor het zacht-frezen hyperMILL®zeer snel onder de knie, en vandaag de dag profiteren ze van de veelzijdige functies en bewerkingsopties. Daarmee doelt Roman Dietrich niet alleen op de efficiënte strategieën voor zowel de 3-assige als de snelgroeiende 5-assige toepassingen. hyperMILL® heeft dankzij de uitstekende postprocessors en simulaties, waarbij ook rekening wordt gehouden met het machinemodel en de spanmiddelen, voor een zeer hoge procesbetrouwbaarheid gezorgd. "Als de machineoperator geen fouten maakt, zijn de gegenereerde NC-programma's 100% betrouwbaar", bevestigt de projectmanager.
Roman Dietrich, projectmanager Zacht-frezen en prototypes: "hyperMILL® zorgt voor een veilig bewerkingsproces. De krachtige postprocessors en de simulaties, waarbij rekening wordt gehouden met het machinemodel en de spanmiddelen, dragen hieraan bij."
Dankzij de op Windows gebaseerde interface kregen de programmeurs hyperMILL® zeer snel onder de knie.
De machineoperator kan de hyperMILL® Shop Viewer gebruiken om de simulatie op de machine uit te voeren en probleemgebieden te onderzoeken.
Foto: WTZ thyssenkrupp Presta
Ook het programmeren kan worden geautomatiseerd
Een andere doorslaggevende reden om te kiezen voor hyperMILL® wordt aangehaald door Christoph Steiner, projectmanager Productieplanning: "We wilden absoluut een CAM-systeem dat onze verspaningsspecialisten optimaal zou ondersteunen en ontlasten tijdens het programmeren. OPEN MIND bood met de aanvullende CAD-module hyperCAD-S en de diverse automatiseringsopties de beste oplossing voor onze behoeften." Roman Dietrich, die namens het complete team van de afdeling Zacht-frezen spreekt, is het hiermee eens: "In de bijna 8 jaar dat we hyperMILL® gebruiken, is hyperCAD-S een briljante aanvulling gebleken. Het is een echt CAD- voor CAM-systeem waarmee we de 3D CAD-gegevens van de ontwikkelingsafdeling heel eenvoudig kunnen voorbereiden voor de CAM-programmering."
Alle medewerkers die programmeren voor het zacht-frezen, maken inmiddels ook gebruik van de automatiseringsopties, zoals de feature- en macrotechnologie. De in hyperMILL® geïntegreerde featurebrowser geeft gaten, kamers en T-sleuven op een gestructureerde manier weer, zodat deze volledig automatisch kunnen worden geprogrammeerd met behulp van macro's. "We creëren deze macro's volledig naar onze behoeften." "Ze bevatten alle gereedschaps- en technologiegegevens voor de betreffende feature en we slaan er ook een specifieke volgorde van bewerkingsstappen in op. Dit maakt het werk eenvoudiger en bespaart de programmeur veel tijd”, licht Roman Dietrich toe.
Meer dan alleen standaard-features
Christoph Steiner, die zich heeft toegelegd op de door OPEN MIND ontwikkelde automatiseringsopties voor hyperMILL®, noemt ook de Customised Process Feature (CPF). Die maakt het mogelijk om, verder dan de standaardopties, vrijevormoppervlakken of complexe geometrieën te combineren in één bewerkingsfeature. De automatische programmering gebruikt vervolgens macro's om gegevens te definiëren die relevant zijn voor de productie, zoals de bewerkingsdiepte, startpunten, oppervlakken en toleranties.
"De grootste besparingen bereiken we echter met het hyperMILL® AUTOMATION Center, dat nóg meer mogelijkheden biedt. Daarmee kunnen zelfs complexe procesflows worden gestandaardiseerd en geautomatiseerd", benadrukt Christoph Steiner. Reiner Burk, Vice President OEM Partner Management bij OPEN MIND en al jarenlang supervisor van thyssenkrupp Presta Werkzeugbau, legt het systeem in het kort uit: "Onze automatiseringsomgeving heeft toegang tot alle hyperCAD-S- en hyperMILL®-commando's en past deze aan volgens de definities van de gebruiker. Op deze wijze kan de gebruiker specificeren welke bewerking moet worden toegepast voor een bepaalde geometrie – bijvoorbeeld equidistant nabewerken of een andere strategie. De gebruiker kan zelfs bepalen hoe het ruwmateriaal wordt gepositioneerd en opgespannen."
Christoph Steiner, Project Manager Production Planning: "Dankzij de aanvullende CAD-module hyperCAD-S en de veelzijdige automatiseringsopties is hyperMILL® voor ons de ideale CAM-oplossing."
Programmeertijd slinkt van 10 uur naar 30 minuten
Christoph Steiner wijst op het volgende: "Het automatiseren van het programmeerproces is altijd de moeite waard als er onderdelenfamilies moeten worden bewerkt. Als we telkens opnieuw dezelfde componenten moeten programmeren die alleen qua grootte, aantal en vorm verschillen van de te bewerken oppervlakken, gaten, schroefdraden enzovoort, dan is het AUTOMATION Center ideaal. In dat geval besparen we veel tijd en bovendien komen dergelijke onderdelenfamilies steeds vaker voor."
Als voorbeeld bij uitstek noemt hij de tandwielmatrijs voor een tandheugel – een smeedgereedschap dat in verschillende maten en uitvoeringen nodig is. Vroeger kostte het 8 tot 10 uur om elk van de gereedschappen te programmeren. Dankzij het hyperMILL® AUTOMATION Center is de programmeur nu in 20 tot 30 minuten klaar. "Het resultaat is top. De volledige workflow wordt opgeslagen en kan worden toegepast voor toekomstige componenten", vertelt de hyperMILL®-automatiseringsspecialist.
Dit is momenteel het meest opvallende, maar niet het enige voorbeeld van een onderdelenfamilie waarbij het WTZ veel tijd bespaart bij de programmering. Manager gereedschapsbouw Bauernfeind noemt ook een tri-spheres component. Dat is een netvormig, koud geëxtrudeerd vormstuk met drie cilindrische pinnen dat wordt gebruikt in stuursystemen. Een van de benodigde vormgereedschappen hiervoor is een vormmatrijs. "Hiervoor konden we de programmeertijd terugbrengen van 30 tot 10 minuten", meldt Rudi Bauernfeind. "In de loop van het jaar betalen deze besparingen zich uit."
Rudi Bauernfeind, manager van het WTZ: "Vandaag zouden we weer voor hyperMILL® kiezen. Wat OPEN MIND ons tijdens de aanschaf beloofde op het gebied van haalbaarheid, betrouwbaarheid en automatiseringsopties, is voor 100% uitgekomen.
We zouden weer kiezen voor hyperMILL®
Net als zijn teamleiders en het voltallige personeel van de gereedschapsbouwafdeling is voor hem één ding duidelijk: "Vandaag zouden we weer voor hyperMILL® kiezen. Wat OPEN MIND ons destijds beloofde op het gebied van haalbaarheid, betrouwbaarheid en automatiseringsopties, is voor 100% uitgekomen. Daarnaast kregen we een zeer goede applicatie-engineer toegewezen die het project bij ons op locatie heeft geïmplementeerd en onze mensen heeft getraind. Zelfs als er vandaag de dag een probleem optreedt, wat zelden voorkomt, ontvangen we altijd snel een oplossing." Volgens Rudi Bauernfeind is het grootste succes dat alle betrokken medewerkers hyperMILL® inmiddels volledig hebben geaccepteerd en veel tijd hebben geïnvesteerd in het optimaliseren van hun programmeervaardigheden.
Tandwielmatrijs met druk- en behuizingsplaat: dankzij het hyperMILL AUTOMATION Center Advanced duurt het programmeren nu nog maar 30 minuten in plaats van 10 uur. Foto: WTZ thyssenkrupp Presta
Tri-spheres schijf: dit koud geëxtrudeerde vormstuk (rechts) wordt gebruikt in stuursystemen. Een van de benodigde vormgereedschappen hiervoor is een vormmatrijs (links). Dankzij automatisering kon de programmeertijd worden teruggebracht van 30 naar 10 minuten.
Foto: WTZ thyssenkrupp Presta
