Wenn man in Deutschland Werkzeuge herstellt und gegen die preiswertere Konkurrenz bestehen will, muss man besonders hohe Qualität liefern. Dieser Anspruch sollte sich durchs ganze Unternehmen ziehen und vor allem in der Produktion umgesetzt werden. Stahlwille gelingt dies mit Hand- und Drehmomentwerkzeugen seit vielen Jahren. Das Unternehmen nutzt in der CNC-Fertigung eine CAD/CAM– und DNC-Lösung auf Basis von SolidWorks, SolidCAM und CIMCO, um komplexe Dreh-Fräszentren mit bis zu zehn Achsen mit NC-Programmen zu versorgen. DPS sorgt für einen reibungslosen Betrieb der integrierten Softwarelösung.
Die Stahlwille Eduard Wille GmbH & Co. KG wurde im Jahr 1862 in Wuppertal gegründet, wo das Unternehmen noch heute ansässig ist. Das nach wie vor im Familienbesitz befindliche Unternehmen beschäftigt über 600 Mitarbeiter an den Produktionsstandorten Wuppertal, Remscheid und Steinbach-Hallenberg sowie in Vertriebsniederlassungen weltweit.
Das Portfolio von Stahlwille umfasst intelligente Drehmomenttechnik und Werkzeugsysteme, hochwertige Schraubwerkzeuge sowie individuellen Lösungen für die Werkzeugaufbewahrung. Vom klassischen Handwerkzeug über automatisierte Kalibrieranlagen bis hin zu vernetzungsfähigen Werkzeuglösungen der nächsten Generation gilt Stahlwille als einer der weltweit führenden Hersteller in der Werkzeugbranche.
Die Produktionsstätte in Remscheid stellt vor allem Drehteile her – immer mit dem höchsten Qualitätsanspruch, die einschlägigen Normen weit zu übertreffen. 7.000 verschiedene Artikel werden in der hochmodernen Fertigung hergestellt, vor allem auf Drehmaschinen, aber auch Fräszentren. Viele der Drehmaschinen besitzen angetriebene Werkzeuge und acht bis zehn Achsen, die die NC-Programmierung entsprechend komplex machen.
„Als ich im Juli 2000 ins Unternehmen kam, wurden die NC-Programme noch per Diskette verteilt“, erinnert sich CNC-Programmierer Holger Bühe. „Das war nicht nur mühsam, sondern kostete die Programmierer auch viel Zeit. Ich suchte deshalb schnell nach einer Lösung.“
Die fand er im Herbst 2014 auf der Stuttgarter Messe AMB auf dem Stand der DPS Software. Da Stahlwille seit Jahren mit Solidworks arbeitet, passte die DPS-Lösung hervorragend in die bestehende IT-Landschaft: SolidCAM lässt sich nahtlos in Solidworks integrieren und läuft in derselben Benutzeroberfläche. Für die Anbindung der NC-Maschinen an die Programmierung bot DPS die Maschinenanbindung DNC-Max mit NC-Projektverwaltung NC-Base von CIMCO an.
Bühe erinnert sich: „Das war genau das Komplettpaket, das wir uns vorgestellt haben. Von der Programmierung direkt auf die Maschine und zurück, ohne ständig in der Produktion unterwegs sein zu müssen. Besonders gut hat mir auch gefallen, dass Ulrich Klein als zuständiger CAM Account Manager von DPS kurz nach der Messe direkt vorbeikam und unsere Situation analysierte. Wir brauchten SolidCAM für unsere immer komplexer werdenden Teile und Maschinen und mit DNC war das Paket rund. Das sah auch die Geschäftsleitung so, als ich das Projekt vorstellte.“
2015 begann die Implementierung der neuen Lösung mit zwei SolidCAM-Arbeitsplätzen und der DNC-Lösung von CIMCO. Die Entscheidung für SolidCAM erwies sich als Glücksfall, als Stahlwille im Jahr 2020 mehrere Cincom-Langdrehautomaten von Citizen anschaffte. Diese mit acht bis zehn Achsen ausgestatteten Maschinen werden nur von sehr wenigen CAM-Systemen auf dem Markt angesprochen.
Herkömmliche Drehmaschinen spannen das Werkstück im Spannfutter, die Werkzeuge bewegen sich bei der Bearbeitung parallel zur Drehachse des Werkstücks. Je schlanker ein Werkstück und je weiter vom Spannfutter entfernt der Drehmeißel eingreift, desto größer wird die Gefahr, dass das Werkstück beim Bearbeiten seitlich ausweicht oder abbricht. Langdrehautomaten können das Werkstück im Spannfutter axial aktiv bewegen, so dass die Werkzeuge immer sehr nah am Spannfutter arbeiten. So lassen sich und auch lange, dünne Werkstücke bearbeiten.
Die Cincom L32-Langdrehautomaten von Citizen, die Stahlwille einsetzt, bieten zusätzlich angetriebene Werkzeuge auf schwenkbaren Werkzeugtowern und Bearbeiten der Rückseite von Teilen. Dazu wird das Werkstück von einem zweiten Spannfutter gefasst und abgestochen. Danach wird die Rückseite des Werkstücks bearbeitet.
Diese Beschreibung lässt erahnen, wie komplex die Programmierung solcher Maschinen ist. SolidCAM pflegt eine enge Partnerschaft mit Citizen und kann deshalb entsprechende Bearbeitungsroutinen und Postprozessoren in seine Software integrieren.
„Bei solchen Maschinen ist das Arbeiten ohne Maschinensimulation kaum möglich“, erläutert Bühe. „Wir können heute in SolidCAM die Programme in der virtuellen Maschine ablaufen lassen und genau analysieren, ob die Bearbeitung so läuft wie wir uns den Ablauf vorstellen. Ein virtueller Crash ist nicht der Rede wert, auf der Maschine kann er extrem teuer werden. Die Maschinensimulation reduziert diese Gefahr auf praktisch Null.“
Bei der Implementierung der gesamten Prozesskette vom Aufruf der CAD-Daten und deren Vorbereitung in Solidworks über die Programmierung und Simulation bis zur Übergabe an die Maschine arbeitete DPS eng mit den Herstellern der Maschinen und Softwarepakete zusammen.
Ulrich Klein fand eine interessante Lösung für die Vernetzung der Maschinen: „Stahlwille hatte damals am Standort Remscheid 35 Maschinen der unterschiedlichsten Baujahre stehen, die alle in das DNC-Netzwerk eingebunden werden sollten. Neuer Maschinen hatten schon Ethernet-Anschlüsse, einige ältere Anlagen dagegen nur serielle Schnittstellen. Es wäre ein großer Aufwand gewesen, in der gesamten Halle zu allen Anlagen Netzwerkkabel zu verlegen, deshalb entschieden wir uns für eine WLAN-Lösung.“
Klein nutzte dazu die CIMCO-Lösung DNC-Max Wireless, die aus speziellen Access Points und Wifi-Adaptern an den Maschinen besteht. Jeder Adapter kann bis zu zwei CNC-Maschinen mit Ethernet- oder seriellem Anschluss an das WLAN anbinden. Die CIMCO-Lösung arbeitet unter anderem mit Multiple Checksum Verification und kann so auch in Umgebungen mit hohen elektromagnetischen Interferenzen eine zuverlässige Datenübertragung gewährleisten. So lassen sich alle Arten von Anlagen mit geringstmöglichem Aufwand in eine bidirektionale Datenübertragungslösung integrieren.
Ein besonderes Highlight für Bühe ist die NC-Datenverwaltung NC-Base von CIMCO, in der alle Daten abgelegt und verwaltet werden können: „Wir beginnen mit einer Aufspannskizze und den CAD-Daten des zu fertigenden Teils. Die Geometrie erstelle ich in Solidworks und definiere dann – nachdem ich die passende Maschine für die Fertigung definiert habe – in SolidCAM die Bearbeitung. Nach der Simulation werden Aufspannskizze, NC-Programm und Werkzeugdaten an die Maschine übertragen.“
Nach einem ersten Testlauf, bei dem der Maschinenbediener oft noch Parameter wie Vorschubgeschwindigkeiten oder Drehzahlen ändert, wird das Programm an die NC-Programmierung zurückübertragen und im NC-Base abgelegt. Bühe kann dann im CNC-Editor CIMCO Edit die beiden Programme vergleichen und die Änderungen nachvollziehen – so gelangt das Feedback aus der Fertigung in die Programmierung. Das Programm selbst bleibt in NC-Base verfügbar und kann immer wieder auf Maschinen geladen werden.
CIMCO NC-Base ist eng an SolidCAM angebunden, so dass die CNC-Programme direkt nach der Erstellung in der Datenbank des „NC-PDM-Systems“ landen und von dort aus weiterbearbeitet werden können. Der Anwender muss sich nicht darum kümmern, in welchem Ordner die NC-Programme abgelegt werden, er kann sie direkt in CIMCO Edit aufrufen, betrachten, bearbeiten und per DNC-Max an die Maschine verteilen. In der Datenbank lassen sich zudem weitere Dateien wie Fotos der Aufspannsituation oder Bearbeitungsparameter ablegen – nicht nur programm-, sondern auch maschinenspezifisch. So sind alle Informationen an einer Stelle zu finden.
Um die Langdrehautomaten in die NC-Umgebung einzubinden, nutzte Klein die Expertise der DPS-eigenen Postprozessorprogrammierer. Die Programmierer arbeiteten eng mit der Citizen-Niederlassung in Düsseldorf und SolidCAM zusammen, um den Postprozessor zu entwickeln. Dieser wurde dann bei Stahlwille auf der Originalmaschine eingefahren, angepasst und optimiert, bis die Maschine optimal angesteuert wurde. Die Maschinensimulation erlaubt es, die fertigen NC-Programme virtuell zu testen, bevor man auf die Maschine geht.
„Die Kombination aus Solidworks und SolidCAM hat uns wirklich weitergebracht“, sagt Bühe, „Wo man früher nur einige Punkte hatte, um eine komplexe Kontur zu definieren, kann ich heute komfortabel eine Skizze erstellen und im CAM-System Bearbeitungen daraufsetzen. Auch sonst sind wir mit SolidCAM beim Programmieren schneller als zuvor. Allein dadurch, dass wir nicht mehr durch die Hallen wandern und Programme an den Maschinen ein- und auslesen müssen, sparen wir viel Zeit. Alle Programme und Änderungsstände werden archiviert, so können wir jederzeit alte und aktuelle Programme suchen und nutzen.“ Bühe hebt hervor, dass so Fehler vermieden werden und immer klar ist, welche Programmversion aktuell ist.
DPS unterstützt auch heute noch bei der Programmierung – wenn Fragen auftreten, ist die Hotline per Internet oder Telefon schnell mit Hilfe zur Stelle. „Wir besuchen auch immer, wenn es sich einrichten lässt, die DPS-Workshops zu verschiedenen Themen oder schauen Webinare“, erläutert Bühe.
Bühe schließt: „Wie gut die Zusammenarbeit ist, zeigt zum einen, dass DPS inzwischen die gesamte Solidworks-Installation bei Stahlwille betreut, zum anderen hat unsere CAD/CAM/DNC-Lösung auch im Betriebsmittelbau in Wuppertal überzeugt und wurde dort ausgerollt. Ich kann mir nur wünschen, dass die Zusammenarbeit auch in Zukunft so gut läuft. Ich bin auch heute noch sehr froh, dass wir den Schritt hin zu DPS, SolidCAM und CIMCO gemacht haben und dass die Geschäftsleitung zugestimmt hat – solche Investitionen lohnen sich nicht immer gleich auf den ersten Blick, sondern langfristig. Heute profitieren wir jeden Tag davon.“