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Effizienz steigern durch Digitalisierung
Der Präzisionsteilehersteller C-Mill hat den gesamten Produktionsbetrieb durch Integration von NX CMM Inspection Programming digitalisiert. Mit der Lösung von Siemens PLM Software verbesserte C-Mill die Qualität und senkte Stillstandszeiten um bis zu 80 Prozent.
Als C-Mill 1997 gegründet wurde, setzten Produktionsbetriebe die damals neue Bearbeitungstechnologie High-Speed Cutting (HSC) noch nicht auf breiter Basis ein. Der Zerspanungsspezialist Patrick Ziswiler, Inhaber und Geschäftsführer der C-Mill Technologie AG (C-Mill), hatte fünf Jahre zuvor die Software NX™ eingeführt – eine Softwarelösung für die computerunterstützte Konstruktion und Fertigung (CAD/CAM) des Produktlebenszyklusmanagement-Spezialisten PLM Software.
„Die Idee hinter C-Mill ist, diese Softwaretechnologien mit Hochgeschwindigkeits- fräsen zu kombinieren, daher der Name“, sagt Ziswiler. „Damit konnten wir Kunden eine damals ungekannte Kombination höchster Präzision und kurzer Lieferzeiten anbieten.“ C-Mill wurde ein Erfolg, insbesondere bei Kunden in Medizintechnik sowie Luft- und Raumfahrt. Diese haben meist anspruchsvolle Qualitätsanforderungen, verhältnismässig kleine Stückzahlen mit knappen Terminen und verwenden exoti-sche, schwer zerspanbare Materialien wie Titan, Inconel® oder Tantal.
„Mit in NX geschaffenen digitalen Zwillingen sowohl der zu produzierenden Teile als auch der Produktionsanlagen können wir Bearbeitungsstrategien im Vorfeld der Produktion entwickeln und testen“, erläutert Ziswiler. „Das ermöglicht uns, Kunden bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung zu beraten. So können diese Ihre Produkte fertigungstechnisch optimieren.“
Vermessung als Teil des Prozesses
Die Vermessung der gefrästen Teile mittels einer Koordinatenmessmaschine (CMM) ist bei C-Mill integraler Bestandteil des Fertigungsprozesses. „Die gesamte Prozesskette zu beherrschen, von CAD/CAM über HSC-Fräsen bis zum CNC-Messen ist für das Erfüllen der hohen Qualitätsanforderungen unserer Kunden aus Medizintechnik sowie Luft- und Raumfahrt unverzichtbar“, sagt Ziswiler. „Zudem müssen wir die Messresultate der Teile dokumentieren, um unsere Zertifizierung für Medizinteile nach ISO 13485 zu erfüllen.“
Bis vor kurzem war die Teilevermessung eine unabhängige, beinahe vollständig vom restlichen Fertigungsprozess abgekoppelte Tätigkeit. Für die Programmerstellung der Fertigungs-, Form und Lagetoleranzen wurden von 3D-Modellen abgeleitete 2D-Zeichnungen verwendet. Dazu war ein physisches Teil erforderlich. Die Programmierung erfolgte online, die Messmaschine war daher während dieser Arbeiten nicht verfügbar.
Von der Verwendung von NX CAM für die Offline-Programmierung der Bearbeitungszentren kannte Ziswiler die Vorteile einer durchgängigen Prozesskette vom 3D-Modell bis zum fertigen Teil. Deshalb wendete er sich mit der Frage nach Software für die Offline-Programmierung von Messmaschinen an Siemens PLM Software Lösungspartner Cytrus AG.
Nahtlose Messmaschinenintegration
„Die Lösung zu finden war nicht schwer. Die Fähigkeiten für das CMM Inspection Programming in NX bieten eine Lösung auf dem Stand der Entwicklung für die Offline-Messmaschinenprogrammierung“, sagt Cytrus-Geschäftsführer Christoph Renker. „NX CMM Inspection Programming verbessert die Effizienz des gesamten Prozesses von der Messmaschinenprogrammierung bis zur Messdatenanalyse.“
Die Softwareerweiterung gestaltete sich unaufwendig, da C-Mill NX CAM bereits für das Programmieren der Bearbeitungszentren verwendete. Mithilfe der HSC-Methoden in NX maximierten die NC-Programmierer den Materialabtrag und minimierten die Bearbeitungsdauer. Mittels dieser Hochgeschwindigkeits- Bearbeitungstechniken konnte das Unternehmen die Lieferzeiten verkürzen, die Produktionskosten senken und seine Wettbewerbsfähigkeit sichern.
Der von NX CMM Inspection Programming abgedeckte Prozess beginnt mit dem Definieren von Features und dem Erzeugen von Pfaden und reicht über Programmerstellung und -test am Ende bis zur Analyse der gemessenen Daten. C-Mill kann daher mit nur einem Softwaresystem seinen gesamten Betrieb entlang eines digitalen roten Fadens digitalisieren und automatisieren. Durch seine einheitliche, gewohnte Umgebung ist die Anwendung einfach und der Schulungsbedarf gering. Dass C-Mill den gesamten Prozess von einem einzigen 3D-Modell aus steuern kann, erhöht wegen der Assoziativität zum 3D-Modell die Genauigkeit. Zudem erleichtert es die Zusammenarbeit, was wiederum die Umsetzungszeit verkürzt.
Mit NX CMM entfällt die Notwendigkeit der manuellen Bearbeitung von Zeich-nungen. Es generiert die Messprogramme automatisch aus den mit dem 3D-Modell in NX CAD verknüpften Produkt- und Fertigungsdaten (Product and Manufacturing Information; PMI) – geometrische Masse und Toleranzen, 3D-Anmerkungen und Dimensionen, Oberflächen- und Materialspezifikationen.
Zusätzlich bietet NX eine Messprogrammüberprüfung und eine modellbasierte kinematische Maschinensimulation. Mit diesem digitalen Zwilling der Messanlage lassen sich die Kollisionsfreiheit der Messprogramme und die Umsetzung der beabsichtigten Mess-Strategie vor der Ausführung im Betrieb überprüfen.
„C-Mill hat als erster Kunde in der Schweiz NX CMM eingeführt“, sagt Christoph Renker. „Um die erfolgreiche Implementierung sicherzustellen, zogen wir den Siemens PLM Software Lösungspartner Janus Engineering bei, der bereits über Erfahrung auf diesem Gebiet verfügte.“
„Die Messmaschinenprogramme im selben Zug zu erstellen wie die Programme für die CNC-Bearbeitung hat zu einer wesentlichen Verbesserung unseres Gesamt-Fertigungsprozesses geführt“, sagt Ziswiler. „Durch die offline-Programmierung ist die Messmaschine stets verfügbar, sodass die Messungen durchgeführt werden können, sobald die Teile das Bearbeitungszentrum verlassen und die Maschine nicht stillsteht.“
Nach frühen Schätzungen Ziswilers hat die automatisierte Messmaschinenprogrammierung die Stillstandszeit der Messanlage um 80 Prozent gesenkt. Seiner Meinung nach ist das jedoch nicht der Hauptvorteil. „Die Assoziativität zwischen den Applikationen CAD, CAM und CMM in NX eliminiert Fehler und schafft die Möglichkeit, bei Konstruktionsänderungen die Messprogramme sehr rasch anzupassen“, sagt Ziswiler. „Da wir Bearbeitungs- und Messprogramme sowie die zugehörigen Daten gemeinsam im Zugriff unseres ERP-Systems haben, können wir einfacher disziplinübergreifende Berichte erstellen.“ Zusätzlich erleichtert die Möglichkeit, Messdaten direkt in das 3D-Modell in NX zurückzuleiten, die Erstellung einer vollständigeren Dokumentation für die Kunden.
Technik in Kürze
Siemens NX Software hilft dem Kunden, bessere Produkte schneller und effizienter zu liefern. In der aktuellsten Version stellt NX zukunftsorientierte Design-, Simulations- und Fertigungslösungen bereit, die es Unternehmen ermöglicht, den Vorteil eines digitalen Zwillings zu nutzen. NX unterstützt alle Aspekte der Produktentwicklung, vom Konzeptdesign über das Engineering bis hin zur Fertigung, und bietet ein integriertes Toolset, welches die Disziplinen koordiniert, die Datenintegrität und die Designabsicht bewahrt und den gesamten Prozess rationalisiert. Die NX CAM-Software ist eine komplette computergestützte Fertigungslösung (CAM) für die NC-Programmierung, Nachbearbeitung und Bearbeitungssimulation. www.siemens.com/nx
C-Mill
C-Mill ist ein führendes Technologie- und Dienstleistungsunternehmen in der zerspanenden Fertigung komplexer Teile für die Bereiche Medizintechnik, Uhren, Strömungstechnik, Luft- und Raumfahrt und Technologie. Die Firma bietet ihren Kunden Fertigungsberatung in der Frühphase der Produktentwicklung. Sie fertigt Präzisionsteile mittels Hochgeschwindigkeits-Fräsmethoden. www.c-mill.ch
Cytrus
Cytrus AG agiert als strategischer Partner im Product Lifecycle Management (PLM) und ist als Lösungspartner bei der Umsetzung von Anforderungen hinsichtlich Produktentwicklung, Produktion und Simulation im Zusammenhang mit CAx-, PDM- und ERP-Software tätig. Cytrus konzipiert und realisiert gesamtheitliche PLM-Lösungen mit Fokus auf die Fertigungsindustrie. www.cytrus.com
((Zitat)) Patrick Ziswiler, Geschäftsführer c-mill
„NX unterstützt uns, unseren gesamten Produktionsablauf von CAD-Modell bis zum fertigen, gemessenen Teil zu automatisieren und so die Effizienz zu erhöhen.“
