Die Programmierung der CNC-Steuerung für Maschinen stellt eine Herausforderung dar – manuelle Prozesse sind zeitaufwändig, Fehler können leicht zu Ausfallzeiten und hohen Kosten führen. Bei MAN Energy Solutions (MAN ES) bestand der Bedarf nach einer neuen Lösung für die NC-Programmierung, um die firmenspezifischen Anforderungen im Konstruktions- und Fertigungsprozess präziser und schneller erfüllen zu können. Die Wahl fiel dabei auf Creo von PTC, die Ergebnisse überzeugen.
Mit Energielösungen und -dienstleistungen trägt MAN ES dazu bei, die Wirtschaft auf dem Weg zur Klimaneutralität zu unterstützen. Schon seit mehr als 250 Jahren ist das Unternehmen Wegbereiter für fortschrittliche Technik und der weltweit führende Anbieter von Großdiesel- und Gasmotoren sowie Turbomaschinen für die Schifffahrts- und Energieindustrie. MAN ES hat seinen Hauptsitz in Augsburg und beschäftigt mehr als 14.000 Mitarbeitende an über 120 Standorten auf der ganzen Welt.
Die digitale Transformation leistet durch effizientere und zuverlässigere industrielle Prozesse einen entscheidenden Beitrag zum Aufbau klimafreundlicher Industrien, davon ist MAN ES überzeugt. Deshalb begann das Unternehmen, neue Technologien für die Erzeugung und Speicherung elektrischer Energie zu entwickeln. Sie sollen dem Unternehmen helfen, mit schwankenden erneuerbaren Energien zurechtzukommen, und die CO2-Bilanz seiner Kraftwerke zu verbessern. Die digitale Transformation begann für MAN ES mit der Art und Weise, wie Teile entworfen und hergestellt werden.
In Augsburg stellt MAN ES Bauteile verschiedener Größe her – von weniger als einem Kilogramm bis zu 120 Tonnen Gewicht. Viele von ihnen werden nach individuellen Kundenwünschen gefertigt. Bei derart komplexen Anforderungen kommt der NC-Programmierung eine grundlegende Bedeutung zu, damit bereits der erste Programmlauf korrekt erfolgt. Mängel können sonst hohe Kosten und Verzögerungen verursachen.
In der Vergangenheit setzte MAN ES auf manuelle Prozesse bei der NC-Programmierung, zum Einsatz kam eine 2,5D-CAM-Software. Dies bedeutete beispielsweise, dass bei einzelnen Prozessen die Koordinaten von mehr als 2.000 Punkten manuell in das 2,5D-CAM-System einzutragen waren – ein sehr komplexer Vorgang. Eine zusätzliche Herausforderung bestand darin, dass mit der vorhandenen CAM-Software nicht alle benötigten Bearbeitungstechnologien abgebildet werden konnten.
Somit war klar, dass der Bedarf nach einer Optimierung der NC-Programmierung bestand, um die spezifischen Anforderungen in diesem Bereich präzise und innerhalb der zeitlichen Zielvorgaben erfüllen zu können. Insbesondere benötigt wurden effizientere, automatisierte Tools mit zusätzlichen Optionen der Personalisierung, um die Produktivität bei der Erstellung von Werkzeugwegen zu erhöhen. Weitere Ziele waren die Vermeidung möglicher Fehler sowie ein reibungsloser Übergang zwischen der Konstruktions- und der Programmierphase.
Zur Bewältigung seiner Herausforderungen setzt MAN ES auf Creo von PTC. Das Unternehmen wählte diese Lösung aus mehreren Gründen: Durch das moderne GUI sind viele der Funktionen von Creo leicht zu erlernen, sodass auch neue Anwender schnell effizient arbeiten können. Dank einer nahtlosen Integration mit allen Produkten der Creo-Suite schafft die Lösung zudem eine Single Source of Truth. Dadurch lassen sich beispielsweise Änderungen am CAD-Modell automatisch in alle nachgelagerten Produkte übernehmen. Diese Interaktion von CAD und CAM spart Zeit und hilft durch eine automatische Neuberechnung der Werkzeugwege, Fehler zu vermeiden. Mit Creo konnte das Unternehmen bei der NC-Programmierung von 2D-Skizzen vollständig zu einem 3D-Modell-basierten Ansatz übergehen.
Durch den Einsatz von Creo verfügen die Programmierer bei MAN ES nun über eine umfangreiche Palette von konfigurierbaren Automatisierungsfunktionen. Die Mitarbeiter können Bearbeitungsprozesse einmal anlegen und in der Folge für andere Bauteile unkompliziert reproduzieren und gegebenenfalls anpassen.
Die Mitarbeiter bei MAN ES haben nun die Möglichkeit, kundenspezifische CAM-Features zu erstellen, die den Konstruktions- und Fertigungsprozess optimieren und effizienter gestalten. Mithilfe von Templates lässt sich die Erstellung von Bearbeitungen rund um ein bestimmtes Teil automatisieren. Maße wie Durchmesser, Länge und Position werden automatisch aus dem 3D-Modell extrahiert. Beim Anlegen von Werkzeugwegen können die Mitarbeiter vollständig kontrollieren, wie das Werkzeug in das Material eingreift. So lassen sich nicht nur effiziente Werkzeugwege anlegen, sondern auch Konstruktions- und Fertigungswissen erfassen, das für eine spätere Verwendung reproduzierbar ist. Dies führt wiederum zu konsistenteren Prozessen, wovon das gesamte Unternehmen profitiert.
Fertigungsvorlagen von Creo spielen ebenfalls eine wichtige Rolle für die Teams bei MAN ES. Durch die Möglichkeit der Wiederverwendbarkeit können die Mitarbeiter auf einfachem und schnellem Weg komplexe Werkzeugwege und Messzyklen erstellen. Diese Funktionen sind nicht modellspezifisch, sondern können auf viele verschiedene Modelle, Teile oder Produkte angewendet werden. Erforderlich ist nur die einmalige Erstellung.
Dadurch lassen sich Zeitaufwand in der Produktion, Fehler und Nacharbeit reduzieren sowie Effizienz und Flexibilität des Konstruktions- und CAM-Programmierungsprozesses deutlich verbessern. Durch die Erstellung und Analyse komplexer Vorlagen nutzt MAN ES die Daten aus der Konstruktionsabteilung auch zur Qualitätsverbesserung, wie beispielsweise bei der Verfeinerung von Bohrprozessen.
Mit der Einführung von Creo ist es MAN ES gelungen, seine NC-Programmierung deutlich zu optimieren und den Übergang vom Design zur Produktion hocheffizient zu gestalten. Während das Unternehmen bei der Herstellung größter Bauteile früher drei Wochen für die erste Produktion des Bauteils benötigte, ist dieser Prozess nun in einer Woche möglich. Außerdem gab es seit der Umstellung auf 3D-CAM keine fehlerhaften Produkte mehr aufgrund falscher, zuvor manuell eingetragener Koordinaten für die Werkzeugbahnen. Auch Kollisionen zwischen Maschinen und Bauteilen sind nicht mehr vorgekommen. Dies führt auch zu signifikanten Kosteneinsparungen – kam es in der Vergangenheit zu Zusammenstößen zwischen Maschine und einem Teil, konnten Schäden in Höhe von bis zu sechsstelligen Euro-Beträgen entstehen.
Seitdem MAN ES auf 3D-Modelle zur Generierung der NC-Programme setzt, konnten die Programmierzeiten um bis zu einem Drittel gesenkt werden. Hinzu kommen weitere positive Effekte beim Ableiten von Bauteilvarianten, was ebenfalls massiv beschleunigt werden konnte. Weitere Vorteile sind eine verkürzte Einfahrzeit für Neuprogramme sowie die Vermeidung fehlerhafter Bauteile und Kollisionen.
Creo ist eine vollständig integrierte 3D-CAD-Lösung, mit der Ingenieure Produkte nahtlos konzipieren, konstruieren, analysieren und validieren können.
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Beat Fretz ist "Solutions Consultant Fellow" bei PTC und stellt Kunden und Interessenten die Lösungen von PTC vor. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Unterstützung des Prozesses entlang des Digital Threads. Das heißt von: