Prozesse automatisieren, Durchlaufzeiten verkürzen
„Zunächst ging es darum, die Abläufe im Werkzeugbau bei Montanstahl zu verstehen“, schildert Hagen Rühlich. „Der Werkzeugbau ist ein komplexer Prozess, so musste das Knowhow der Mitarbeitenden, z.B. in Bezug auf den Einfluss thermischer und mechanischer Aspekte auf die Werkzeuggeometrie unbedingt einfließen.“ Montanstahl ist auf die Herstellung von Sonderprofilen spezialisiert. Kunden wenden sich mit individuellen Anforderungen an Materialeigenschaften und Profilgeometrie an das Unternehmen – oft mit einer 2D-Zeichnung. Je nach Profilgeometrie und Werkstoff unterscheiden sich die Werkzeuge, insbesondere die Matrizen, die entscheidend für die Formgebung verantwortlich sind. Besonders wichtig für den fehlerfreien Fluss des Stahls ist ihre komplexe Einlaufgeometrie. Auch die weiteren druckaufnehmende Werkzeugkomponenten wie Untersätze, Spezialhinterteile etc. müssen angepasst werden. Einen wesentlichen Part bei der Suche nach einer optimalen Prozesslösung übernahm Anwendungstechniker Alexander Fischer aus dem Automatisierungsteam von Martin Hermann, Automation Technology Manager bei Open Mind. Gemeinsam mit den beiden CAD/CAM-Anwendern von Montanstahl, Detlef Weichmann und Helmut Wecke, bildeten sie ein Team, das Schritt für Schritt alle wiederkehrenden Abläufe automatisierte. Über ein Jahr kamen Alexander Fischer und Martin Hermann immer wieder nach Schwerte. Vor Ort stimmten sie sich mit den Werkzeugspezialisten von Montanstahl ab und besprachen Feedback zu Zwischenständen und Anforderungen. Das System wurde schrittweise erweitert, indem die Anforderungen in Automation Center-Skripte umgesetzt wurden.
Konstruktionszeit reduziert
Heute kann Montanstahl nach Eingang der Kundenzeichnung und der wichtigsten Rahmendaten die Kalkulation und Angebotszeichnung nahezu auf Knopfdruck erstellen. Auch die Konstruktion der Matrize samt Einlaufkontur und des Untersatzes erfolgt auf Basis einer 2D-Zeichnung weitgehend automatisiert. Weitere notwendige Werkzeugkomponenten wie etwa Druckringe werden ebenfalls automatisch konstruiert. Dazu entwickelte das Team eine Farbcodierung. Das bedeutet, die Einlaufgeometrie wird in Sektionen unterteilt, wobei Höhen, Schrägen, Radien und anderen Merkmalen verschiedene Farben zugewiesen werden. „Das eingefärbte Bauteil wird anschließend weiteren Automatisierungsschritten übergeben“, erläutert Detlef Weichmann. „Konstruktionsbefehle werden entsprechend der Farbcodierung automatisch ausgeführt, so dass am Ende die Matrize und alle weiteren Werkzeugkomponenten komplett in 3D-konstruiert sind.“ Früher benötigte der Programmierer bis zu acht Stunden für ein solches Werkzeug. „Heute sind wir im besten Falle und in der Spitze bei gut einer Stunde“, sagt Weichmann. „Das spart uns nicht nur viel Zeit, es macht uns auch sehr flexibel. Z.B. bei Änderungswünschen des Kunden. Dann ändere ich einfach das Bauteil im 2D-CAD entsprechend ab, passe meine Farbstruktur an und lasse die Automatisierung nochmal durchlaufen. Dies im 3D-CAD manuell zu ändern, würde viel länger dauern. So haben wir uns einen wichtigen Wettbewerbsvorteil verschafft“ „Die automatisierte NC-Programmierung haben wir in einer zweiten Phase geplant, da bei uns das Einsparpotential bei der 2D- bzw. 3D-Konstruktion deutlich größer ist“, fügt Weichmann hinzu. „Wir nutzen zum Erstellen des Fräsprogramms bereits die Feature-Makro-Technologie, so dass wir für diesen letzten Schritt nicht länger als 20 Minuten brauchen. Aber natürlich werden wir auch diesen noch komplett automatisieren.“
Erfolgreicher Knowhow-Transfer
Im Projektverlauf wurden die Montanstahl-Mitarbeitenden in der CAD/CAM-Automatisierung geschult. Da die Hypermill Automatisierungstechnologie als No-Code-Lösung konzipiert ist, sind dafür keine Programmierkenntnisse nötig. Mit den Bausteinen im System können CAD/CAM-Anwender eigene Automatisierungen vornehmen. „Einfachere Automatisierungen, z.B. für die unterstützenden Werkzeugkomponenten wie Druckringe, haben wir schon selbst geschrieben“, bestätigt Detlef Weichmann.
