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Dreh- und Angelpunkt: Das Werkzeug

: TDM Systems GmbH


Die WALTER AG setzt in ihrer neuen Fertigung in Tübingen auf professionelles Tool Data Management. Wohl kaum jemand kennt sich besser mit Werkzeugen aus als ein Werkzeughersteller selbst. Weiß er doch um die Wichtigkeit verlässlicher Werkzeugdaten in Fertigung, Konstruktion und Lager. Die Werkzeugdatenverwaltungssoftware TDM spielt dabei eine tragende Rolle.

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Übersichtlich geliftet: Die neue Werkzeugverwaltungssoftware steuert auch die drei Werkzeuglifte bei WALTER in der Werkzeugausgabe und -voreinstellung. Das gesuchte Werkzeug ist binnen kürzester Zeit gefunden. Links Rainer Rosskopf, rechts Rolf Rist.

Übersichtlich geliftet: Die neue Werkzeugverwaltungssoftware steuert auch die...

Einer der führenden Hersteller von Präzisionswerkzeugen ist bekannt für seine innovativen Hochleistungsschneidstoffe. Bei den Hartmetall-Schneidplatten mit CVD- und PVD-Beschichtung zählt WALTER zu den Global Playern. Die Wendeschneidplatten der Marke „Tigertec“ und das Werkzeugkonzept „Xtratec“ sind fast jedem Zerspaner ein Begriff. In jüngster Zeit ist der Werkzeugspezialist auch zunehmend erfolgreich bei der Zerspanung mit Polykristallinem Diamant (PKD).

Planungssysteme und -prozesse optimal koordinieren

Mit dem Aufbau der neuen Fertigung für Werkzeugkörper in Tübingen nutzte das WALTER Projektteam die Chance, die Prozesse in Planung und Fertigung optimal aufeinander abzustimmen und neu zu koordinieren. Eines der Hauptziele für die neue Fertigung war es, die Planungs- und Fertigungsabläufe eng zu verzahnen. Der Werkzeugdatenverwaltungssoftware TDM wurde dabei eine tragende Rolle zugeordnet. „Ziel der TDM-Integrationsstrategie ist die Einrichtung einer zentralen Werkzeugdatenbank, welche sowohl die planenden als auch fertigenden Prozesse mit Werkzeugdaten unterstützt“, so Uwe Sauer, Leiter Projekte & Engineering bei TDM Systems und zuständig für das Projekt bei der WALTER AG. Um dies zu erreichen, wurde TDM zum einen an die Planungssysteme wie SAP, NX Unigraphics und Factory Framework (FACT) angebunden. Zum anderen unterstützt TDM die Werkzeugvorbereitung durch Steuerung der Lagerlifte, der Werkzeugmontage und der Einstellgeräte.

Optimal integriert: Die Systemlandschaft bei WALTER

Erst im April 2006 hat das Team um Rolf Rist in der neuen Körperfertigung das zentrale
Steuerungssystem FACT eingeführt, im Mai folgte die Implementierung der ERP-Software von SAP. An FACT sind unter anderem die Betriebs- und Maschinendatenerfassung (BDE/MDE) angebunden, um den jeweiligen Bearbeitungsstatus eines Auftrags an das ERP-System zurückzumelden. FACT fungiert als Feinplanungssystem und NC-Archiv – kommt ein neuer Fertigungsauftrag, prüft FACT die vorhandenen Ressourcen in der Fertigung, z. B. die Maschinenbelegung. „FACT schickt den Auftrag parallel dazu an unser TDM-System. Dort werden die benötigten Werkzeuge gemäß dem Fertigungsauftrag geprüft und später disponiert“, erläutert Rolf Rist, der für fertigungsnahe Software zuständig ist.

Werkzeuge präzise auswählen und einplanen

Für die Erstellung der Bearbeitungsprogramme arbeitet das WALTER-Team mit der Programmierungssoftware NX Unigraphics. Mit der CAM-Integration von TDM zu NX haben die NC-Programmierer im NX-Umfeld direkten Zugriff auf die Geometrie- und Technologiedaten aus der TDM-Datenbank. Die Integration von TDM in NX ist weit mehr als eine Schnittstelle: Die NC-Programmierer haben in der NX-Oberfläche Zugriff auf die Inhalte der TDM-Datenbank.

Dabei können die NC-Programmierer die professionelle Werkzeugauswahl von TDM nutzen (Auswahl nach Bearbeitungsverfahren, Material, Geometrie- oder Technologiewerte) oder das Werkzeug mit der Werkzeugauswahl in NX definieren. Die CAM-Software greift direkt auf die Informationen der TDM-Datenbank zu und berechnet die einzelnen Bearbeitungsschritte mit Geometrie- und Technologiedaten aus TDM.

Datenaustausch bedeutet aber auch, dass die Rückübertragung von Informationen möglich ist. Für jedes erstellte NC-Programm wird automatisch eine Werkzeugliste in TDM erzeugt.

Mehrere Technologiedaten pro Werkzeug

Ein weiterer Vorteil für die NC-Programmierer: In TDM können pro Werkzeug beliebig viele Technologiedatensätze
angelegt werden. Dies ermöglicht eine genaue Zuordnung und Auswahl jedes Werkzeuges zu einem bestimmten Bearbeitungsverfahren. Mit TDM V4 hat sich jetzt die Qualität der Werkzeugdaten grundlegend geändert. Nun lassen sich einem Werkzeug schon im Voraus gezielt spezifische Technologiedaten zuordnen: Grundlage für die Strukturierung der Werkzeuge ist die anwenderorientierte Klassen/Gruppenstruktur in TDM. Diese wurden von TDM-Anwendern mitentwickelt und spiegelt die Einsatzmöglichkeiten der Werkzeuge wider. Diese Strukturierung ist natürlich auch für die NC-Programmierer von Vorteil: Mit einer gezielten Werkzeugauswahl können diese schon in der Bearbeitungsprogrammierung auf die Bearbeitungskosten Einfluss nehmen.

Simulieren mit TDM

Zur Simulation und Kollisionsbetrachtung verwendet WALTER die Simulationssoftware em-RealNC von UGS Tecnomatix. Eine Schnittstelle zur Datenübergabe von TDM nach em-RealNC ist vorhanden. Dabei werden die 3D-Werkzeuggrafiken im STL-Format an eM-RealNC weitergegeben. Das simulierte NC-Programm wird im zentralen Feinplanungssystem FACT archiviert. Bei Einplanung des Auftrages werden die Maschinenbelegung und Betriebsmittelressourcen geprüft. Die erforderliche Stückzahl wird via Bestellanforderung von TDM an SAP gemeldet. Die Integration der Planungssysteme SAP – FACT – NX – TDM ermöglicht bei WALTER eine optimale Planung der Produktionskapazitäten.

Keine werkzeugbedingten Maschinenstillstände

Tagtäglich läuft eine Vielzahl an Werkzeugen durch die Bearbeitungszentren und Dreh-Fräszentren – rund 4.000 Werkzeuge und Komponenten befinden sich in drei Hänel-Werkzeugliften. Ziel ist es, auf den Maschinen künftig mit einem so genannten Permanent-Setup zu fahren. Für jedes BAZ will man ein Basis-Setup an Werkzeugen bereitstellen. Die Software erzeugt automatisch zu jedem Fertigungsauftrag eine Liste mit allen Komplettwerkzeugen
inklusive Stücklisten, Technologiesatz, Eintrittszeit, Standzeit, Montageanweisung der Komplettwerkzeuge usw. Diesen Werkzeugbedarf vergleicht TDM mit den aktuell an der Maschine vorhandenen Werkzeugen. Als Ergebnis bekommen die Mitarbeiter in der Werkzeugmontage eine Werkzeugliste, welche nur die Werkzeuge aufführt, die tatsächlich vorbereitet und eingestellt werden müssen.

Maschinen und Werkzeuge optimal ausgelastet

Das Maschinenkonzept bei WALTER hat sich indes nur unwesentlich verändert. Heute produziert man in Fertigungszellen und diese entwickeln eine gewisse Eigendynamik. Ein zentrales Werkzeugmanagement darf keinesfalls von der Zelle abhängig sein. „Selbst ganz kurzfristig und ad hoc können wir noch auf unvorhersehbare Änderungen im Fertigungsablauf reagieren, der Maschinenpark wird optimal ausgelastet“, sagt Rainer Rosskopf. Und sein Kollege Guido Wachendorfer fügt hinzu: „Wir wollen mit Hilfe der TDM-Software überall die gleichen, standardisierten Abläufe erreichen, um den Betriebsablauf abzusichern. Arbeitsgänge wie Disposition, Montage, Entnahme sollen immer gleich und geregelt ablaufen.“

Die Werkzeugorganisation erfolgt heute rollierend. Guido Wachendorfer erläutert das Prinzip: „Wir stellen die Komponenten zu Komplettwerkzeugen zusammen, montieren, vermessen und sorgen für die rechtzeitige Verfügbarkeit. Ist dann der Auftrag abgeschlossen, kommen die Werkzeuge zurück ins Lager, werden demontiert, die Komponenten wieder eingelagert.“ Die Komplettwerkzeuge sind alle mit Chip ausgerüstet, welcher eine eindeutige Identifikation sicherstellt. Die auftragsbezogenen Daten für den Chip steuert ebenfalls TDM bei. „Auch unsere Bearbeitungszentren sind über die Chip-Informationen mit TDM verbunden“, meint Wachendorfer.

Bohrer und Fräser geliftet

Auch in der Werkzeugvorbereitung hat das WALTER Team die Prozesse eng verzahnt, deshalb ist z. B. das gewissenhafte Einlagern in den Liften wichtig. „So ein Werkzeug-Lift ist wie eine Black-Box. Wir lagern alles aktiv-chaotisch in die Liftböden ein“, erläutert Rainer Rosskopf. Mit dem TDM Lagermodul organisieren die Mitarbeiter das komplette Lagermanagement, auch die Hänel-Lifte werden damit gesteuert. Die Software ist schlau – für jeden Artikel schlägt das Lagermodul automatisch den passenden Lagerplatz vor.

FAZIT: Erfolg kommt nicht von ungefähr

Das Fazit der WALTER-Experten: „Mit TDM haben wir ein zentrales Werkzeug-Datenmanagement aufgebaut. Alle Werkzeugdaten sind aktuell und transparent in der TDM-Datenbank abgelegt. Das ermöglicht ein effizientes Arbeiten von den ersten Planungsschritten bis zur Bearbeitung des Werkstücks“, nennt Rainer Rosskopf die wesentlichen Vorteile. Guido Wachendorfer sieht in der Reduzierung der Werkzeugvielfalt einen großen Nutzen: „Wenn sich die Werkzeuge reduzieren, senkt das auf Dauer nicht nur die Beschaffungskosten, auch die Produktqualität wird verbessert.“ Und IT-Experte Rolf Rist rühmt schließlich die Flexibilität der Software: „TDM bietet außer der zentralen Datenbank und flexiblen Auswertungsmöglichkeiten vor allem einen hohen Integrationsgrad in andere Systeme, zum Beispiel NC-Programmierung, Voreinstellung und ERP. Für Flexibilität sorgt auch der modulare Aufbau der Software.“

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