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Vorausschauende Fertigung: Keine Kompromisse, keine Kollisionen

: CGTech


Die Fertigungsfabrik, ihre Produkte und Prozesse gibt es heutzutage nur noch im Doppelpack – analog und auf dem Rechner. Immer öfter werden auch Investitionsentscheidungen bei Maschinen und Anlagen an das perfekte Zusammenspiel von Software, Hardware und Produktion gekoppelt. Im Gesamtbild entstehen bestenfalls durchgängige End-to-End-Prozesse von der Entwicklung bis zum fertigen Bauteil. Mit der NC-Simulationssoftware VERICUT® setzt die MAN Diesel & Turbo SE auf eine optimale Lösung zur Vernetzung von digitaler und realer Fertigung.

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VERICUT® simuliert die NC-Fertigung unabhängig von Maschine, Steuerung und CAM-Systemen und überprüft das NC-Programm auf Kollisionen und Fehler vor dem echten Maschinenlauf.

VERICUT® simuliert die NC-Fertigung unabhängig von Maschine, Steuerung und...

Der Programmier- und Zerspanungsaufwand bei der MAN Diesel & Turbo SE ist enorm. In den Abteilungen für NC-Programmierung in Augsburg sind mehrere Dutzend Mitarbeiter für die Motoren-,Turbolader- und Servicebauteilfertigung tätig. Die Kernprodukte des Fertigungsportfolios sind neben fingergroßen Nadeln von 10 Gramm Gewicht, Düsen, Ventilkegeln und Pleueln auch Zylinderköpfe oder Zylinderkurbelgehäuse mit einem Gewicht von bis zu 120 Tonnen. Schon aus quantitativen Erwägungen birgt eine zeichnungsbasierte 2D- und 2 1/2D-Programmierung ohne Simulation zu hohe Risiken: „Das kann zu Kollisionen, Maschinenausfall, Ausschuss oder Nacharbeit führen“, zeigen sich Dr.-Ing. Michael Krannich als Abteilungsleiter und Dipl.-Ing. Mike Richter wenig überzeugt vom früher üblichen Anlaufmanagement, das von Prozessplanung über Arbeitsvorbereitung bis Fertigung zu viele Unsicherheiten ausweist. Im Gegenzug forcierte MAN Diesel & Turbo SE gerade in den letzten Jahren den Weg zur virtuellen und prädiktiven Fertigung.

Show-down in der Arbeitsvorbereitung

Neben der NC-Simulation VERICUT® wurde ein neues 3D-CAD/CAM-System eingeführt. Als Pilotprojekt diente die Fertigung eines 4 Takt-Motor-Zylinderkurbelgehäuses für einen 10 MW-Motor auf einer FPT Spirit 450 HD. Das Horizontale Bohrwerk wurde einer konventionellen Portalfräsmaschine mit Gantry Antrieb bewusst vorgezogen. Eine ebenso bewusste Entscheidung fiel in punkto NC-Simulation: „In Frage kamen auch die Simulation des NC-Programms im 3D-NC-Programmiersystem, die integrierte Crash-Überwachung durch virtuelle Maschinen in der Steuerung oder Überwachungssysteme mit Schnellabschaltung auf Basis integrierter Sensorik“, so Dr. Michael Krannich. Allerdings setzte das strategische Planungsteam harte, schlüssige Auswahlkriterien an: Neben der direkten Absicherung auf Basis der NC-Codes sollte grundsätzlich
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In den Abteilungen für NC-Programmierung in Augsburg sind mehrere Dutzend Mitarbeiter für die Motoren-,Turbolader- und Servicebauteilfertigung tätig.

In den Abteilungen für NC-Programmierung in Augsburg sind mehrere Dutzend Mitarbeiter...

jegliche Kollision im Vorfeld vermieden werden und keinesfalls eine Fehlerbehebung an der Maschine durch den Bediener erfolgen. „Wir brauchen ein einheitliches System für die beteiligten Anwender, Technologien und Maschinen“, erläutert Mike Richter, „keine Individual-Lösungen mit Maschinen-Lieferanten, sondern einen standardisierten Prozess mit Durchgängigkeit der 3D-Programmierung inklusive Simulation und der Verlagerung des Aufwands in die Arbeitsvorbereitung. Genau das leistet VERICUT®.“

Kollisionsvermeidung als primäres Ziel

VERICUT® simuliert die NC-Fertigung unabhängig von Maschine, Steuerung und CAM Systemen und überprüft das NC-Programm auf Kollisionen und Fehler vor dem echten Maschinenlauf. VERICUT®, das im D.A.CH.-Raum von der Kölner CGTech GmbH vertrieben wird, kann darüber hinaus die Bearbeitungsvorschübe des NC-Programms optimieren, so dass die Fertigung effizienter und schonender abläuft. Denn nur die Fertigungssimulation der NC-Daten, also des Maschinencodes, bietet Unternehmen wie MAN Diesel & Turbo SE hinreichende Sicherheit für ihre Bearbeitungsprozesse. Es geht nicht nur um höchste Produktqualität, Investitionssicherheit bei Maschinen und Anlagen und unbedingte Liefertreue, sondern ebenso um kalkulierbaren Effizienzgewinn. Wie lässt sich Zeit- und Kostenreduktion durch NC-Simulation mit VERICUT® generieren? „Indem wir Kollisionen durch Erkennen sowie Korrektur gefährlicher Situationen und Programmierfehler vermeiden“, erläutert Dr. Michael Krannich. „Weiters indem wir Ausschuss durch den virtuellen Vergleich von gefertigtem, also programmiertem und konstruiertem, Bauteil eliminieren und die
Bearbeitungsstrategien in Bezug auf die Zugänglichkeiten mit vorgesehener Maschine, Spannmitteln, Bauteil und Werkzeugen optimieren.“

Einfahrzeit mehr als halbiert

Die Rechnung geht auf: Keine einzige Maschinen-Kollision verzeichnete das MAN-Team seit dem Einsatz von VERICUT®. Und die Einfahrzeit wurde im Vergleich zum bekannten Prozess mehr als halbiert. „Zumal der Maschinenbediener dank der Simulation ohne

die sonst üblichen Überprüfungen von zum Beispiel Positionen und Bohrungstiefen sowie übertriebene Vorsichtsmaßnahmen agieren kann“, so Mike Richter. „Die Akzeptanz bei den Bedienern ist hoch – MAN vertraut den Programmen.“ Für die eingeforderte Durchgängigkeit der Prozesse sorgt die Schnittstelle vom CAM-System zu VERICUT®.

Heute sind die wichtigsten CNC-Maschinen am MAN Standort Augsburg – darunter mehr- und einkanalige Dreh- und Dreh-/Fräsmaschinen, 4- und 5-Achs- Bearbeitungszentren sowie Portalmaschinen und Bohrwerke mit Aggregaten – bereits in VERICUT® abgebildet, die Umsetzung weiterer Maschinen bereits in Planung. Ist ein 3D-Modell von vor allem älteren Maschinen nicht verfügbar, lässt MAN handfeste Raffinesse walten: Mit einem 3D-Scanner wird die Maschine bei einer theoretischen Genauigkeit von 0,03 mm aufgemessen – weit genauer als das manuelle Aufmaß – und schließlich in VERICUT® umgesetzt. „Mit CGTech und VERICUT® können wir diese Herausforderungen meistern“, sind sich Dipl.-Ing. Mike Richter und Dr.-Ing. Michael Krannich einig.

VERICUT® simuliert die NC-Fertigung unabhängig von Maschine, Steuerung und CAM-Systemen und überprüft das NC-Programm auf Kollisionen und Fehler vor dem echten Maschinenlauf.
In den Abteilungen für NC-Programmierung in Augsburg sind mehrere Dutzend Mitarbeiter für die Motoren-,Turbolader- und Servicebauteilfertigung tätig.
Neben der NC-Simulation VERICUT® wurde ein neues 3D-CAD/CAM-System eingeführt. Als Pilotprojekt diente die Fertigung eines 4 Takt-Motor-Zylinderkurbelgehäuses für einen 10 MW-Motor auf einer FPT Spirit 450 HD.
Die Dimensionen der Zylinderköpfe oder Zylinderkurbelgehäuse können ein Gewicht von bis zu 120 Tonnen erreichen.
Keine einzige Maschinen-Kollision verzeichnete das MAN-Team seit dem Einsatz von VERICUT®. Und die Einfahrzeit wurde im Vergleich zum bekannten Prozess mehr als halbiert.
Das Produktportfolio der MAN Diesel & Turbo SE umfasst Zwei- und Viertaktmotoren für maritime und stationäre Anwendungen, Turbolader und Propeller sowie Gas- und Dampfturbinen, Kompressoren und chemische Reaktoren.


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