Cimatron: Stabile und durchgängige Produktionsprozesse

Die Formexperten bei Alpla generieren aus Cimatron auch die Messprogramme für das exakte Prüfen der bearbeiteten Werkstücke. Dies geschieht noch während der Aufspannung auf der hochgenauen HSC-Fräsmaschine Röders RXP 950 DSH. (Bilder: Pergler Media)

Am Hauptsitz der Alpla Group in Hard in Vorarlberg ist auch der Werkzeugbau des Unternehmens angesiedelt. Die Formenbauer fertigen in erster Linie Blasformen für PET-Flaschen und hochfachige Spritzgießwerkzeuge für die Verschlusskappen dieser Flaschen, zudem auch Verschlüsse für weitere Lebensmittelverpackungen oder Kosmetika. Hohe Präzision und insbesondere eine akkurate Wiederholgenauigkeit vor allem in der Fertigung der Kavitäten der komplexen Spritzgießformen zeichnen die Arbeit der Werkzeugbauer aus.

Schwarz oder rot – der Einsatzzweck entscheidet: Für komplexe 3D-Geometrien setzen die Formenbauer gern Grafitelektroden ein. Wenn es aber beispielsweise um Dichtflächen geht, schwört man bei Alpla nach wie vor auf Kupferelektroden.

Tim Helbock
Entwickler im Alpla-Werkzeugbau

„Die Softwareexperten bei Cimatron haben immer ein offenes Ohr für unsere Wünsche, Anregungen und Bedürfnisse. Wir bekommen sehr schnell praktikable Lösungen für unsere Herausforderungen.“

Hoher Automationsgrad

„Unser Werkzeugbau verfügt über einen sehr hohen Automationsgrad“, erläutert Tim Helbock, Entwickler bei Alpla. „Unter anderem betreiben wir eine vollautomatische Erodierlinie, die neben vier Senkerodiermaschinen auch Koordinatenmessmaschinen von Zeiss sowie eine Mafac-Waschmaschine an einer Erowa-Automation umfasst. In einer Hermle-Automation befinden sich zwei Hermle C 42 U für die Bearbeitung von ungehärteten Stählen sowie eine Röders RXP 950 DSH HSC-Fräsmaschine für das Elektroden- und Hartfräsen.“

Beide Linien arbeiten vollautomatisch und Cimatron liefert die Programme und wichtige Daten für die Kommunikation mit dem CERTA-Jobmanagement der Erowa-Linie sowie dem Soflex-System der Fräszelle. Auch das Werkzeugverwaltungssystem Zoller TMS tauscht seine Daten in Echtzeit mit Cimatron aus. Die Schnittstellen des CAD/CAM-Pakets stellen die hohe Durchgängigkeit der Daten sicher. Darüber hinaus liefert Cimatron Daten für den Austausch mit dem ERP-System Plantool, welches im Fertigungsleitsystem eine transparente und aktuelle Fertigungsplanung ermöglicht.

Cimatron liefert zwingend notwendige Daten für die Automatisierung im Alpla-Werkzeugbau. Die Elektroden, die per Kuka-Roboter gehandelt werden, entstehen in einer Hermle-Fräszelle, die zwei Hermle C 42 U und eine hochgenaue HSC-Fräsmaschine Röders RXP 950 DSH umfasst.

Datentechnisches Rückgrat

Der Einstieg in Cimatron erfolgte einst über die CAD-Funktionen. Heute ist die CAM-Seite aber mindestens genauso wichtig – dank der hohen Kompetenz der Cimatron-Fachleute im Bereich Postprocessing sind die Programme sehr akkurat und auch die Simulation der Bearbeitung passt exakt zur Realität. Das Softwarepaket ist das datentechnische Rückgrat, das alle Maschinen mit validen und aktuellen Informationen versorgt. Das System spielt seine Stärken bei Alpla insbesondere im Bereich Elektroden, Zusammenbauten und Support aus.

Bei Alpla erodieren die Werkzeugspezialisten sowohl mit Grafit- als auch mit Kupferelektroden. „Bei 3D-Geometrien sind für uns Grafitelektroden die bessere Wahl“, erklärt Helbock. „Für Werkzeugpartien mit Dichtflächen setzen wir aber nach wie vor auf Kupferelektroden – das ermöglicht perfekt abschließende Oberflächen.“ Die Kupferelektroden entstehen in erster Linie auf der Röders-HSC-Fräsmaschine RXP 950 DSH. Die Toleranzen dabei liegen im unteren einstelligen µm-Bereich. Und um sicherzustellen, dass Abweichungen vom Sollmaß nicht die Folgeoperationen beeinträchtigen können, wäre es für die Werkzeugmacher ein großer Vorteil, die gefrästen Elektroden noch in ihrer Aufspannung in der Automatisierungslinie zu vermessen. So könnten sich Korrekturen schnell und präzise ausführen lassen.

Der Robotergreifer positioniert den Elektrodenrohling im Arbeitsraum der HSC-Fräsmaschine Röders RXP 950 DSH. Cimatron und Soflex sorgen im Zusammenspiel dafür, dass die Maschine das passende Fräsprogramm lädt und die Bearbeitung beginnen kann.

Infos zum Anwender

Alpla ist einer der führenden Protagonisten in der Entwicklung und Produktion innovativer Verpackungslösungen aus Kunststoff. Die 22.100 Mitarbeiter an inzwischen 177 Standorten produzieren weltweit innovative Verpackungssysteme, Flaschen, Verschlüsse und Spritzgießteile für verschiedenste Wirtschaftszweige. Mit mehr als 25 Jahren Erfahrung im Bereich Recycling und eigenen Recyclingwerken trägt Alpla dazu bei, dass Kunststoffe im Wertstoffkreislauf bleiben.

Qualitätsmessung auf der Maschine

„Wir haben allerdings keine Koordinatenmessmaschine in unserer Fräslinie integriert“, betont Helbock. „Zum Messen müssten wir die Elektrode also zunächst auf die Messmaschine in der Erodier-Linie oder im Messraum bringen, sie dort messen und dann zu einer eventuell notwendigen Korrektur wieder in die Fräslinie transferieren. Manuelle Schritte, die Zeit kosten und den sonst hochgradig automatisierten Ablauf in unserer Fertigung empfindlich stören würden.“

Die Alternative kam mit der neu in die Fräszelle integrierten HSC-Fräsmaschine Röders RXP 950 DSH: „Diese Maschine bringt die hohe erforderliche Genauigkeit mit, die eine vollwertige Qualitätsmessung auf der Maschine erlaubt“, erläutert Helbock. „Die dafür relevanten Messpunkte generiert Cimatron aus den Werkstückgeometriedaten und übermittelt sie an die Röders-Maschine. So können wir unmittelbar nach der Bearbeitung die Maße der Werkstücke überprüfen.“ Das geht schnell und noch in der gleichen Aufspannung. Und die Abweichungen der Messergebnisse der hochgenauen Röders im Vergleich zu denen der Koordinatenmessmaschinen sind minimal – so sind sie eine valide Größe zur Beurteilung der Werkstücke.

Prozesssicherheit mit System

Die hohe Prozesssicherheit und -stabilität bei Alpla hat System. Die Werkzeugmacher simulieren sämtliche Programme und prüfen sie in Cimatron auf Kollisionsfreiheit. Und sie gehen mit ihren Programmen durchaus auch an Grenzen. „Es kommt immer wieder vor, dass wir die Kollisionskontrolle an der Maschine ausschalten, um zusätzlichen Spielraum zu gewinnen – wenn uns die Simulation von Cimatron sagt, dass die Bearbeitung passt, können wir uns 100%ig darauf verlassen“, erklärt Helbock. „Das erweitert unsere Bearbeitungsmöglichkeiten.“

Ein Großteil der Werkstücke wird im mannlosen Betrieb gefertigt – auch alle Elektroden. Die Werkzeuge werden nach jeder Bearbeitung mit einem Blum-Laser auf Verschleiß und Bruch kontrolliert. „Dabei haben wir festgelegt, dass wir bei Abweichungen über 2,0 mm den Auftrag zurückstellen, damit ein Mitarbeiter das Werkstück überprüfen kann“, erläutert Helbock die gemeinsam mit den Cimatron-Experten festgelegte Vorgehensweise. „Bei größeren Abweichungen halten wir sicherheitshalber die Maschine komplett an, um Bearbeitungen außerhalb der Toleranz oder gar Schäden an der Produktionslinie zu vermeiden. Denn da könnte schließlich die Ursache etwas Schwerwiegenderes sein.“

Stets ein offenes Ohr

Cimatron hat durchaus noch Potenzial, das bei Alpla noch nicht genutzt wird. Dank eines engen und auch rege genutzten Kontakts zu den Softwareexperten bei Cimatron erschließen sich die Formenbauer einerseits immer wieder selbst neue Möglichkeiten, helfen aber andererseits mit ihrem umfassenden Praxiswissen auch dem Softwarehaus dabei, die Funktionen des CAD/CAM-Pakets kontinuierlich zu verbessern und deren Umfang zu erweitern.

„Die Softwareexperten bei Cimatron haben immer ein offenes Ohr für unsere Wünsche, Anregungen und Bedürfnisse“, betont Helbock. „Sie hören uns sehr genau zu und setzen einige der Anregungen auch zeitnah um. So bekommen wir sehr schnell praktikable Lösungen für unsere Herausforderungen.“ Cimatron arbeitet solche Änderungen zügig in das nächste aktuelle Release der Software ein – so stehen die hilfreichen Neuerungen schnell allen Cimatron-Anwendern zur Verfügung. „So können alle Anwender profitieren“, resümiert Helbock. „Mit dieser Strategie erkennt Cimatron aktuelle Anforderungen an die Branche sehr schnell und kann mit praxisorientierten Lösungen die Anwender fit machen für die ständig neuen Herausforderungen des Wettbewerbs.“