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NCG-Mitglied Siemens: Gastkommentar
Productivity in Motion –
Systems,
Solutions,
Services
Liebe Leserin, lieber Leser,
auf der diesjährigen EMO in Hannover stellen wir Ihnen unter
unserem Motto „Productivity in Motion – Systems, Solutions,
Services“ die wichtigsten Neuheiten und Trends unserer durchgängigen Automatisierungslösungen vor. Gemeinsam mit Ihnen
verstehen wir uns als Trendsetter im Werkzeugmaschinen-Markt
und als Ihr Partner für die Herausforderungen im weltweiten
Markt. Wir bieten mit unserer Systemplattform Sinumerik richtungsweisende Automatisierungslösungen für die Werkstattfertigung, den Werkzeug- und Formenbau, die Luft- und Raumfahrttechnik und die Automobilindustrie – sei es für einen Werkstattoder Industriebetrieb, für die Fertigung von Produkten in kleinen
oder großen Serien, oder für die Herstellung von einfachen oder
komplexen Teilen.
F
ür Sie als Maschinenbetreiber oder
Maschinenhersteller bieten wir durchgängige Systeme, wirtschaftliche Lösungen
sowie ein umfassendes Dienstleistungspaket – und das weltweit aus einer Hand.
Damit legen wir als Automatisierungspartner die Basis, um die Produktivität
ihrer Maschine steigern zu können und
das über den gesamten Life-Cycle der
Maschinen. Unser Portfolio reicht vom
Schaltschrank, über Bedienkomponenten,
CNC-Steuerungen, Antrieben und Motoren
bis hin zu spezifischen Lösungen und
Dienstleistungen, von der Konzeption einer
Maschine über Engineering bis hin zu
Condition Monitoring und Service.
Sie profitieren dabei insbesondere von
perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten und genau auf Ihre Anforderungen angepassten CNC-Ausrüstungen, was
sich nicht nur auf die Lebensdauer und
Leistungsfähigkeit, sondern auch auf die
Zuverlässigkeit und Genauigkeit Ihrer
Maschine auswirkt.
Unsere Dienstleistungen bieten Ihnen
dabei noch mehr Sicherheit in der
Produktion und zur Optimierung Ihrer
Prozesse. Mit unserem umfassenden
Dienstleistungspaket Sinumerik Manufacturing Excellence bieten wir Ihnen
in der Herstellung oder im Betrieb von
Werkzeugmaschinen
wertsteigernde
Lösungen für mehr Produktivität – von der
Maschinensimulation bis zum Retrofit.
Wir begleiten Ihre Maschine also von der
ersten Idee, der Konzeption, über den
Betrieb bis hin zum Retrofit – zur Optimierung Ihrer Life-Cycle-Costs.
U
nsere langjährigen Erfahrungen in
der Ausrüstung von Werkzeugmaschinen bauen wir auch weiterhin aus
und investieren kontinuierlich in die
Forschung und die Entwicklung neuer
Lösungen sowie in durchgängige Systeme
– für Ihre Investitionssicherheit und die
langfristige Zusammenarbeit mit uns als
Automatisierungspartner!
Dr. Olaf Rathjen
Siemens AG, Automation & Drives,
Leiter Geschäftsgebiet Motion Control
Besuchen Sie uns auf dem
EMO-Messegelände
in Hannover auf dem
Stand C19 in der Halle 25.
U
nsere Experten veranschaulichen
Ihnen gerne, welchen Mehrwert wir
auch für Ihre Fertigung und Maschinen
erschließen können.
Ich freue mich auf Ihren Besuch und
wünsche Ihnen noch viel Spaß beim Lesen
dieses Sonderheftes, in dem Sie noch
mehr über unsere Kompetenzen erfahren
können.
Ihr Dr. Olaf Rathjen
Siemens AG, Automation & Drives,
Leiter Geschäftsgebiet Motion Control
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Siemens AG
Fräsen, schleifen, bandschleifen und polieren – Alles auf einer Maschine
that possesses what’s called shaped
memory and behaves in a manner similar
to human muscles. The R&D and prototyping process for medical parts, especially
implants and surgical instruments, is
among the most rigorous of any industries in the world. Plus, when the quantities produced are often very low, the
extreme challenge for the job shop is profitability. This last factor is by far the most
daunting, as even the top quality shops
wrestle with the cost issue. Strategies utilized to overcome this challenge are many,
but Micropulse has concentrated on two,
namely, the introduction of more automation into their process and the acquisition
of more sophisticated machine tools,
capable of performing multiple functions.
Fräsen, schleifen, bandschleifen und polieren –
Mill, grind, belt and polish...
Alles auf einer Maschine
all on one machine
Dies eröffnet einem Unternehmen aus
Indiana neue Märkte
Nie stehen bleiben, sondern immer in Bewegung bleiben.
So lautet das Motto eines Fertigungsunternehmens aus der
„orthopädischen Hauptstadt der Welt“ seit seiner Gründung im
Jahr 1988. Micropulse Inc. hat seinen Sitz in Columbia City in der
Nähe von Warsaw, Indiana, einem Ort, in dem viele führende Hersteller von orthopädischen Implantaten, Instrumenten und dazugehörigen hochpräzisen medizinischen Geräten ansässig sind.
Eine Reihe dieser Firmen und andere Unternehmen im ganzen
Land arbeiten partnerschaftlich mit Micropulse zusammen, da das
Unternehmen einen guten Ruf hinsichtlich Qualität, Entwicklungsunterstützung, Fertigungsinnovation und Lieferzuverlässigkeit genießt. Brian Emerick, Vorstandsvorsitzender und
Gründer des Unternehmens, erläutert dies näher:
„
Wie viele andere Unternehmen,
haben wir mit dem Werkzeugbau in
meiner Garage angefangen. Unser erstes
Firmengebäude haben wir 1990 gebaut.
Wir verwendeten vor allem Erodiertechniken (EDM); diese gaben unserer Firma
auch den Namen. Micropulse war von
Anfang an für die orthopädische Industrie
tätig, auch wenn wir noch für einige Automobilteilhersteller und andere Sparten
arbeiteten. Kurz danach spezialisierten
wir uns komplett auf den medizinischen
Sektor, was bis heute so geblieben ist.
Inzwischen haben wir Kunden überall in
den USA. Ein Grund dafür ist sicherlich die
Tatsache, dass wir immer nach Weiterentwicklungen streben. Wir suchen stets
nach neuen Möglichkeiten, unser Unternehmen zu verbessern, egal ob durch
Technologie, Geschäftskommunikation
oder – unseren wichtigsten Wert – die
Leute.“
M
icropulse beschäftigt derzeit an
dem ca. 5600 m2 großen Standort
120 Mitarbeiter im Dreischichtbetrieb.
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In naher Zukunft ist eine weitere Expansion
geplant. Die Technologieentwicklungen
bei Micropulse folgten demselben Geschäftsmodell wie auch die anderen
Die fünf Freiheitsgrade der Schütte-Maschine werden von einer CNC-Steuerung des Typs Siemens SINUMERIK 840D
sowie von einem Siemens-Antriebspackage für jede Achse gesteuert.
The five axes of motion on the Schütte machine are controlled by a Siemens SINUMERIK 840D CNC, as well as a
Aspekte in dem dynamischen Unternehmen. Im medizinischen Markt ergeben
sich durch bestimmte Faktoren einzigartige Herausforderungen für die Firmen, die
die bearbeiteten Metallteile liefern. Die
erste Herausforderung ist die Werkstoffzusammensetzung der Werkstücke; die
verwendeten Metalle sind Titan, Edelstahl, Kobalt, Chrom, Zirkonium und nun
auch Nitinol, ein Nickel-Titan-Derivat, das
eine Formerinnerung besitzt und sich
dadurch in gewisser Weise ähnlich verhält
wie der menschliche Muskel. Ferner ist
der F&E- und Prototyping-Prozess bei den
medizinischen Teilen, vor allem Implantaten und OP-Instrumenten, strenger als in
den meisten anderen Sparten weltweit.
Zudem ist, da die produzierten Mengen
oft sehr klein sind, die Wirtschaftlichkeit
eine weitere, sehr kritische Herausforderung für den Hersteller. Dieser Faktor
stellt auf jeden Fall die größten
Anforderungen. Selbst die besten
M
Der Bediener Kim LeFevre bedient den Schütte-Schneidschleifer bei Micropulse in Columbia City, IN,
einem Unternehmen, das Hersteller von medizinischen Implantaten, Instrumenten und dazugehörigen
Komponenten im ganzen Land beliefert.
Operator Kim LeFevre runs the Schütte cutter grinder at Micropulse, a Columbia City, IN job shop serving medical
implant, instrument and related component manufacturers nationwide.
Siemens drive package on each axis.
Opens new markets for Indiana shop
Never rest, never stand still. It’s an attitude one job shop in the
“orthopaedic capital of the world” has applied since its inception
in 1988. Micropulse Inc. of Columbia City is located near Warsaw,
Indiana, home to many major suppliers of orthopaedic implants,
instruments and related high-precision medical apparatus.
A number of these firms and others nationwide partner with
Micropulse, as the company has built a reputation for quality,
design assistance, manufacturing innovation and reliable delivery.
President and founder Brian Emerick explains.
“
Like so many companies, we began in
my garage as a tool & die shop, then built
our first building in 1990. We were utilizing EDM (electrical discharge machining)
primarily, which is where our company
name derived. Micropulse was involved
in the orthopaedic industry from the outset, though we had some automotive and
other business. Shortly thereafter, we became 100% focused in medical and have
remained so, to this day. Our customers
are located throughout the U.S. and we
think that’s happened precisely because
we never stand still. We’re always exploring new ways to improve our company,
whether it’s through technology, business
communications or, our most vital asset,
people.” Micropulse currently run three
shifts, with 120 people employed at its
60,000 sq. ft. facility. More expansion is
planned for the near future.
T
echnology developments at Micropulse have followed the same
business model as other aspects of this
dynamic company. In the medical market,
several factors present unique challenges
for the shops who supply its machined
metal parts. Material composition of the
parts is the first challenge, as titanium,
stainless, cobalt chromium, zirconium and
now Nitinol, a nickel-titanium derivative
O
n the automation front, Emerick
notes with pride that Micropulse
has designed, engineered and built a
number of dedicated automation devices
such as auto-advance tooling for the electrodes on their sinker EDMs, still the
primary machine tools used at this
company. Sales engineer Randy Sible
notes, “We need to cost justify at every
turn, as our customers demand it for their
own price competitiveness in the market.
Just making a great part and delivering it
on time isn’t enough. The advancements
we’ve made in the automation area have
substantially reduced our time-to-part
and our own cost structures, while
maintaining the highest quality in the
industry.”
O
ne of those more sophisticated
machine tools had caught Brian
Emerick’s attention at a trade show, awhile
back, and it continued to come to mind, as
the process improvement challenge
unfolded at Micropulse. “We’d been
exploring new market areas where our
current machine tool mix was not able to
get us the business at competitive and
profitable price levels. I’d seen a machine
Die hochkomplexe Oberfläche dieser Hüfträumnadel wurde zuvor auf herkömmliche Weise in einer separaten
Maschine für jeden Bearbeitungsvorgang bearbeitet. Nun stellt Micropulse das fertige Werkstück mit dem SchütteSchneidschleifer in einem einzigen Bearbeitungsgang her.
The highly complex surface of this hip broach was traditionally machined and inspected on separate machine tools
at every step. Micropulse now produces the finished part in a single set-up on the Schütte cutter grinder.
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Siemens AG
Unternehmen kämpfen mit dem Thema
Kosten. Es gibt viele Strategien zur
Bewältigung von Kostenproblemen, doch
Micropulse hat sich vor allem auf zwei
konzentriert, nämlich die verstärkte
Automatisierung der Prozesse und die
Anschaffung hochentwickelter Werkzeugmaschinen, die zahlreiche Funktionen
ausführen können.
Fräsen, schleifen, bandschleifen und polieren – Alles auf einer Maschine
rentablen Preisen auf diese Märkte vordringen. Ich hatte auf der IMTS
(International Manufacturing Technology
Show) eine Maschine gesehen, die Fräsen,
Schleifen, Bandschleifen und Polieren
zusammen auf einem Pendelschlitten mit
einer CNC-Drehachse vereinte.
Der Pendelschlitten mit CNC-Drehachse gewährleistet präzise radiale und axiale Freiwinkelschnitte,
vor allem bei asymmetrischen Werkzeugen.
The pendulum slide with CNC rotary axis provides precise radial and axial clearance angle cuts,
especially needed on asymmetrical tools.
I
n Bezug auf die Automation erklärt
Emerick stolz, dass Micropulse eine
Reihe spezieller Automationsgeräte konzipiert, konstruiert und gebaut hat, wie
z.B. automatische Vorschubwerkzeuge für
die Elektroden auf den Senkerosionsmaschinen, welche nach wie vor die Hauptwerkzeugmaschinen sind, die im Unternehmen verwendet werden.
Der Vertriebsingenieur Randy Sible merkt
an: „Wir müssen bei jedem Schritt auf die
Kosten schauen, da unsere Kunden dies
für ihre eigene Wettbewerbsfähigkeit auf
dem Markt verlangen. Nur ein gutes
Produkt herzustellen und es rechtzeitig
zu liefern, reicht nicht aus. Durch die
Fortschritte, die wir im Automationsbereich gemacht haben, konnten wir unsere
Stückzeiten und unsere eigenen Kostenstrukturen erheblich reduzieren und
gleichzeitig die höchste Qualität in der
Branche beibehalten.“
V
or einiger Zeit war Brian Emerick auf
einer Messe eine komplexe Werkzeugmaschine aufgefallen, an die er sich
unweigerlich erinnerte, als bei Micropulse
eine weitere Prozessoptimierung anstand.
„Wir interessierten uns für neue Marktbereiche, konnten aber mit unserem derzeitigen Werkzeugmaschinenpark nicht
zu wettbewerbsfähigen und zugleich
Die Maschine war nicht nur ein besserer
Werkzeugwechsler, sondern sie konnte
tatsächlich mit fünf Freiheitsgraden
arbeiten und war laut Hersteller für die
Produktion von Formwerkzeugen bestimmt, wo sowohl der axiale als auch der
radiale Freiwinkel kritisch waren.
Wir führten alle diese Bearbeitungsfunktionen an unseren Teilen durch, aber
jeweils auf einzelnen Maschinen; dies war
jedoch zu langsam und kostspielig, wenn
ein Produkt wie ein Kniegelenk oder eine
Räumnadel für eine Hüfte eine bestimmte Komplexität erreicht.“
(Diesbezüglich sei angemerkt, dass eine
„Räumnadel“ ein chirurgisches Präzisionsinstrument mit texturierter Oberfläche für
die Vorbereitung eines Hüftgelenks zum
Einsetzen eines Implantats ist.)
erforderliche Flexibilität und offene
Architektur, dank der die Maschine alle
verschiedenen Funktionen durchführen
und die verschiedenen urheberrechtlich
geschützten Teiledesigns und Maschinenprogramme, die von Micropulse und
deren Kunden verwendet wurden, handhaben konnte. Ferner war das spezielle
Filterungssystem in der Lage, die Frässpäne, den Schleifstaub, den Schleifbandabrieb und den Polierstaub aus den verschiedenen Bearbeitungsvorgängen abzuführen – ein kritischer Faktor für die
Maschinenbetriebszeit und für die Wartung. Ferner hatte diese Version des
Schütte-Schneidschleifers im Gegensatz
zu der früheren Maschinenversion mit
Kugelgewinde Siemens-Linearmotoren an
allen fünf Achsen, was – wie sowohl
Emerick als auch Sible einräumten – einen
wesentlichen Unterschied ausmachte.
„Wir besprachen uns untereinander und
mit unseren führenden Mitarbeitern und
kontaktierten dann auch andere Firmen,
die mit der Maschine arbeiteten. Randy
und mir ging ein Licht auf – uns war sofort
klar, dass diese Maschine es uns erlauben
würde, das Kniegelenk, die Hüfträumnadel
und andere Endprodukte für Märkte, in
denen wir nicht wettbewerbsfähig waren,
profitabel zu produzieren“, erklärt
Emerick. Bereits im ersten Jahr nach der
Investition hat der Schütte-Schneidschleifer Micropulse zu erfreulichen
Umsätzen – sowohl mit bestehenden als
auch mit neuen Kunden – geführt.
at IMTS (International Manufacturing
Technology Show) that combined milling,
grinding, belt sanding and polishing altogether on one pendulum slide with CNC
rotary axis. The machine wasn’t simply a
glorified tool changer, because it had true
five-axis capability and was touted for
form tool production, where both axial
and radial clearance angles were critical.
We were performing all these functions
on our parts, but mostly on individual
machine tools, too slow and costly, when
the part complexity reached certain
levels, on a product such as a knee joint or
hip broach.” In this context, a “broach” is
a precision, textured surface surgical tool
used to prepare a hip joint for an implant
procedure.
E
merick noted the machine tool, a
Schütte WU 305 Linear universal tool
and cutter grinder, was costly, but had the
ideal rigidity, precision, small footprint,
coolant filtration system and sophisticated CNC they needed at Micropulse. The
CNC, a Siemens SINUMERIK 840D, offered
the flexibility and open architecture to
allow all the different functions of the
machine to be performed, plus handle the
various proprietary part design and
machining programs used by Micropulse
and its customers.
and maintenance issues. Furthermore,
while a ball-screw version of the machine
had been on the market for several years,
this version of the Schütte cutter grinder
has Siemens linear motors on all five axes,
providing a deal-making difference for
Micropulse, as both Emerick and Sible
mused.
“Like the proverbial light bulb, Randy and I realized this machine
would allow us to enter that knee joint, hip broach and other end
product market areas where we’d not been competing.”
“We talked among ourselves and with
our key people, plus we talked to other
shops running the machine. Like the proverbial light bulb, Randy and I realized
this machine would allow us to enter that
knee joint, hip broach and other end product market areas where we’d not been
competing,” Emerick notes. Within the
first year after installation, the Schütte
cutter grinder has already helped achieve
substantial business gains for Micropulse,
from old and new customers alike.
T
he training on the machine was provided by Schütte at its factory in
Cologne, Germany, as well as its American
subsidiary, Schütte TGM in Jackson,
Michigan, a facility managed by company
director, Dave Brigham.
D
ie Schulung an der Maschine erfolgte
durch Schütte im Werk in Köln,
Deutschland, sowie bei der amerikanischen Tochtergesellschaft Schütte TGM in
Jackson, Michigan. Geschäftsführer Dave
Brigham präzisiert: „Mit dem Werkzeugwechsler mit fünf Positionen und dem
Pendelschlitten mit fünf Achsen kann
diese Maschine das komplexe Oberflächenprofil, das Micropulse benötigt, in
einem Durchgang produzieren. Die Rüstzeiteinsparungen im Vergleich zur Bearbeitung mit mehreren Maschinen sind
unglaublich. Man hat den Eindruck als
wäre diese Maschine speziell für Anwen-
„Die Rüstzeiteinsparungen im Vergleich zur Bearbeitung mit
mehreren Maschinen sind unglaublich. “
Ein Werkzeugwechsler mit fünf Positionen ermöglicht eine schnelle und flexible Bearbeitung.
Emerick erklärte, dass die Werkzeugmaschine, ein Schütte WU 305 mit LinearUniversal-Werkzeug und Schneidschleifer
zwar kostspielig war, aber hinsichtlich
Steifigkeit, Präzision, Größe, Kühlmittelfilterungssystem und hochentwickelter
CNC-Steuerung genau das besaß, was
Micropulse benötigte. Die CNC-Steuerung,
eine Siemens SINUMERIK 840D, bot die
dungen wie Kniegelenke, Hüfträumnadeln
und andere Produkte, die Micropulse und
ähnliche Unternehmen im medizinischen
Markt herstellen möchten, gebaut worden.“ Die Steuerung kommentiert er wie
folgt: „Die Siemens CNC-Steuerung ist die
einzige Steuerung, die in der Lage ist, mit
der Zylinderschleifsoftware in unserem
Schneidschleifer zu arbeiten; ferner
A five-position tool changer enables fast and flexible machining options.
Also, the unique filtration system was
capable of handling the milling chips,
grinding dust, sandpaper grit and polishing rouge generated by the various
machining operations performed, a critical concern in terms of machine uptime
to machine are incredible. It’s as if this
machine was built for applications such
as the knee joints, hip broaches and other
products Micropulse and similar companies in the medical market want to make.”
Commenting on the control, he adds, “The
CNC Siemens supplies us is the only control capable of processing the software for
Dave observes, “With the five-position
wheel changer and five-axis pendulum
slide, this machine can produce the sophisticated surface profiling Micropulse
needs in one operation. The set-up time
savings alone versus going from machine
the cylindrical grinding on our cutter grinder, plus their drive system allows us to
achieve this feature and the others, all on
the same machine.” The Schütte cutter
grinder is applicable to the regrind or
manufacture of any cutting tool, from
simple drills and end mills to complex
step drills and profile tools. In the medical
industry specifically, the machine is currently producing knee/hip/shoulder components plus reamers, rasps, broaches and
other medical cutting instruments.
Schütte machines are also used throughout the automotive and gearcutting
industries, states Brigham.
A
typical job run by Micropulse on this
machine, according to Randy Sible,
might involve a Pro-E, Mastercam, Unigrafix or SolidWorks program. Usually, a working model is supplied by the customer,
which is then analyzed by the production
engineering team at Micropulse. Changes
might be recommended, based on the
machinability of the material, the particular configuration of the part or the process
flow aspects of the job. Because of the
SIGS (Schütte Integrated Grinding Software) program onboard the machine,
which utilizes CGTech’s Vericut machine
optimization and part verification, the
program is modeled, “…then you just hit
the post-processor button and it goes,
nice and quick,” Sible smiles. As he more
seriously explains, “The SIGS and the
Vericut programs accommodate the
machine’s kinematics in every way, so
there’s less chance of error. With the
lockout keys on the Siemens control, as
well, function access is limited, so there’s
no chance of changing the machine
functions or the software on the cutting
program, except by the dedicated operator
and other select individuals. With the
very expensive materials we run and the
highly proprietary nature of many
customer parts, this is important to us.”
Further, he notes the Siemens control and
drive packages work in concert to maintain superior speed and accuracy.
“I’ve personally worked with several
other CNCs in the medical machining
market and the Siemens control is very
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Ultraschallbearbeitung verbessert die Produktivität
können wir dank ihres Antriebssystems
diese Funktion und alle anderen Funktionen auf derselben Maschine durchführen.“ Der Schütte-Schneidschleifer
eignet sich für das Nachschleifen oder
Herstellen aller möglichen Schneidwerkzeuge, von einfachen Bohrern und Schaftfräsern bis hin zu komplexen Stufenbohrern und Profilwerkzeugen. In der medizinischen Industrie produziert die
Maschine derzeit insbesondere Knie-,
Hüft- und Schulterkomponenten sowie
Ausreiber, Raspeln, Räumnadeln und
andere medizinische Schneidinstrumente.
Daneben finden die Schütte-Maschinen
in der Automobil- und Getriebeindustrie
Einsatz, präzisiert Brigham.
B
ei einer typischen Bearbeitung, die
Micropulse mit dieser Maschine
durchführt, könnte laut Randy Sible ein
Programm wie Mastercam, Unigrafix oder
SolidWorks zum Einsatz kommen.
Normalerweise legt der Kunde ein Arbeitsmodell vor, das anschließend vom Produktionsengineeringteam von Micropulse
analysiert wird. Dabei können Änderungen
empfohlen werden, die durch die Verarbeitbarkeit des Werkstoffs, die besondere
Werkstückkonfiguration oder Prozessflussaspekte im Zusammenhang mit dem
Auftrag erforderlich sind. Aufgrund des
in der Maschine installierten SIGS-Programms (Schütte Integrated Grinding
Software), bei dem die Vericut Maschinenoptimierung und Teileüberprüfung von
CGTech zum Einsatz kommt, wird das
Programm modelliert, „… dann brauchen
Sie nur die Post-Processor-Taste zu drücken
und es läuft schnell und sauber ab,“
meint Sible lächelnd. Technischer ausgedrückt erklärt er dann: „Das SIGS-Programm und das Vericut-Programm lassen
sich in jeder Hinsicht auf die Kinematik
der Maschine abstimmen, deshalb sind
Fehler so gut wie ausgeschlossen. Mit der
Tastenverriegelung an der SiemensSteuerung ist ferner der funktionale
Zugriff beschränkt, so dass die Maschinenfunktionen oder die Software des
Schneidprogramms nur durch den speziellen Bediener oder andere befugte Personen
abgeändert werden können. Aufgrund
der kostspieligen Werkstoffe, die wir ver-
arbeiten, und des Umstandes, dass viele
Kundenwerkstücke urheberrechtlich geschützt sind, ist dies für uns sehr wichtig.“
Ferner weist er darauf hin, dass die
Steuerungs- und Antriebs-Packages von
Siemens so zusammenwirken, dass eine
hohe Geschwindigkeit und Präzision
gewährleistet wird. „Ich habe persönlich
mit mehreren anderen CNC-Steuerungen
im Bereich der medizinischen Produkte
gearbeitet; dabei schneidet die SiemensSteuerung wirklich am besten ab. Dank
der Look-Ahead-Funktion werden die
Geschwindigkeiten optimiert und gleichzeitig werden durch die SoftwareIntegration und durch die Klartexteingaben die Einstellzeiten für Hard- und
Software reduziert.“
impressive. The large look-ahead feature
keeps the speeds optimized, while both
the hard and soft set-up times are reduced because of the integration software
and the plain language inputs.”
Micropulse ist nach ISO 9001 zertifiziert
und durchläuft derzeit gerade die Zertifizierung nach ISO 13485, der Qualitätsmanagementnorm für Medizingeräte.
Production increased
by a factor of five
Micropulse is currently an ISO 9001 shop
and is in the process of obtaining its ISO
13485 certification, the medical device
quality management standard.
For more information on this story, please contact:
MICROPULSE INCORPORATED, Randy Sible, Sales Engineer
SIEMENS ENERGY & AUTOMATION
www.micropulseinc.com
MACHINE TOOL BUSINESS
randys@micropulseinc.com
John Meyer, Manager, Marketing Communications
SCHUTTE USA, LLC, Dave Brigham, Vice-President
SiemensMTBUMarCom.sea@siemens.com
www.schuttetgm.com
www.SiemensCNC.com
dbrigham@schuttetgm.com
Weitere Informationen finden Sie unter:
www.siemens.de/sinumerik
ULTRASONIC 50 von DMG, mit einem Verfahrweg (XYZ) von 500 mm x 450 mm x 400 mm,
ist mit einer HSK 63-S Werkzeughalterung ausgestattet, die Ultraschallfräsen und konventionelles Fräsen in einer einzigen dreiachsigen Maschine ermöglicht.
ULTRASONIC 50 from DMG, with machine travel (XYZ) of 500 mm x 450 mm x 400 mm,
features an HSK 63-S tool fitting that permits ultrasonic and conventional milling on a
Ultraschallbearbeitung
verbessert die Produktivität
Ultrasonic machining
improves productivity
Steigerung der Produktion
um das 5-Fache
Durch den Einsatz von Ultraschallmaschinen zur Bearbeitung
verschiedener Glaskeramikwerkstoffe wie u. a. Zerodur® konnte
die in Richmond, Kalifornien, ansässige ASML Optics Group laut
eigener Aussage ihre Produktion erheblich steigern. Das technologisch führende Unternehmen beliefert die Muttergesellschaft
ASML im niederländischen Veldhoven mit einer Reihe von
Komponenten, die in deren modernen Systemen und Geräten für
die Halbleiterindustrie, aber auch in Maschinen zum Bedrucken
und Scannen von Siliziumscheiben, eingesetzt werden.
„
Die bedeutsame Verbesserung bei
der Produktivität des Betriebs ergab
sich durch die jüngste Anschaffung neuer
Ultraschallbearbeitungsmaschinen von
DMG America, Schaumburg, Illinois”,
kommentiert Matthew White, der
Fertigungsleiter von ASML Optics.
Z
erodur ist ein extrem teurer Rohstoff,
der genau die Eigenschaften besitzt,
die für die hochpräzisen Anwendungen in
der Halbleiterindustrie erforderlich sind.
Die von ASML produzierten Maschinen
werden von den Halbleiterherstellern in
ihren kritischen lithographischen Prozessen
zum Abbilden von Schaltungsmustern in
single three-axis machine.
Through the use of ultrasonic machining on various glass ceramic
composites, including Zerodur®, the ASML Optics group in
Richmond, California has significantly improved its productivity,
according to company sources. This highly advanced facility supplies
the parent company, ASML in Veldhoven, The Netherlands with a
variety of components used in its advanced systems and equipment
builds for the semiconductor industry, including wafer stepper and
scanner machines.
“
The significant improvement in the
shop’s productivity stems from the recent
on streaming of new ultrasonic machining equipment supplied by DMG
America, Schaumburg, Illinois,” said
Matthew White, ASML Optics manufacturing manager.
Z
erodur is an extremely expensive raw
material with the necessary properties required by the high-accuracy applications of the semiconductor industry.
The machinery produced by ASML is utilized by semiconductor manufacturers in
their critical lithography operations to
image circuit patterns in photoresist on
silicon wafers in the chip production process. A new ASML technology, TWINSCAN,
images one wafer while simultaneously
measuring the next one. The parts produced from Zerodur by the ASML Optics
Group, therefore, must attain consistently
uniform tolerances, less than 10 microns.
A
ASML has been machining glass
materials for years, but concluded
that it needed to increase its productivity
without sacrificing the extremely tight
tolerances held in its machining processes.
Often, the prototyping process at this facility leads quickly to a production run, once
the prototype has been found suitable for
the application. Given the difficulty in
machining Zerodur, an entirely new
approach was required, that would render
fast material removal while maintaining
superior accuracy.
T
he ASML Optics group reviewed
numerous technologies and other
ultrasonic machine tool suppliers before
deciding upon the ULTRASONIC 50 and
ULTRASONIC 70, two machines in the
DMG series that offered the flexibility for
three-axis and five-axis machining, in
both ultrasonic and conventional milling
machine modes. Onboard each of these
machine tools is the Siemens SINUMERIK
840D powerline CNC that has the capability for quick programming and set-up in
either machining mode. In the ultrasonic
mode, the Adaptive Control and Acoustic
Control features of the CNC combine with
its open architecture design to effectively
monitor the machining action and quickly
adjust the feed and spindle speeds to
maintain predictable accuracies to the
desired levels of this demanding customer
environment.
Adaptive Control monitors the process
forces on the machining tool, while the
Acoustic Control registers the intensity of
the tool vibration on the workpiece surface
via an electrical echo signal, as well as the
status of the coolant pressure.
Special HSK 63-S tool fittings on the DMG
machines further enable the changeover
from conventional milling to ultrasonic
machining mode.
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Siemens AG
Fotolack auf Siliziumscheiben im Chipherstellungsprozess eingesetzt. Eine neue
Technologie von ASML – TWINSCAN –
bildet eine Scheibe ab, während gleichzeitig die nächste gemessen wird.
Die von ASML Optics Group aus Zerodur
hergestellten Teile müssen konsistent
gleichmäßige Toleranzen im Bereich von
weniger als 10 μm erreichen.
Ultraschallbearbeitung verbessert die Produktivität
art herkömmliches Fräsen. Jede dieser
Werkzeugmaschinen ist mit der CNCSteuerung SINUMERIK 840D powerline
von Siemens ausgestattet, die sich in beiden Bearbeitungsmodi schnell programmieren und einstellen lässt.
Im Ultraschallmodus gewährleisten die
Funktionen Adaptive Control und Acoustic
Die numerische Steuerung SINUMERIK 840D powerline von Siemens mit ihrer offenen Architektur ermöglicht ein
einfaches Programmieren und Einstellen für Ultraschallfräsen oder konventionelles Fräsen. Im Ultraschallmodus
passen die Funktionen Adaptive Control und Acoustic Control automatisch die Vorschub- und Spindelgeschwindigkeiten
während der Bearbeitung an.
Siemens SINUMERIK 840D powerline CNC with its open architecture allows easy programming and set-up for either
ultrasonic or conventional milling work. In ultrasonic mode, the Adaptive Control and Acoustic Control features automatically adjust the feed and spindle velocities during machining.
B
ei ASML, wo seit Jahren Glaswerkstoffe
bearbeitet werden, kam man nun zu
dem Entschluss, dass die Produktivität
erhöht werden muss, ohne jedoch
Abstriche bei den extrem engen Toleranzen
der Bearbeitungsprozesse zu machen.
Der Prototyping-Prozess in diesem Unternehmen führt häufig schnell zu einem
Fertigungslauf, sobald der Prototyp für die
Anwendung als geeignet erachtet wird.
Angesichts der Schwierigkeit bei der
Bearbeitung von Zerodur war jedoch ein
völlig neuer Ansatz erforderlich, der ein
schnelles Abtragen von Material unter
Beibehaltung einer maximalen Genauigkeit gewährleisten musste.
A
ASML Optics Group prüfte deshalb
zahlreiche Technologien und Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen anderer
Hersteller, bevor man sich für eine
ULTRASONIC 50 und eine ULTRASONIC 70
entschied. Diese beiden Maschinen der
DMG-Serie ermöglichen eine flexible Bearbeitung mit drei und fünf Achsen,
sowohl in der Bearbeitungsart Ultraschallfräsen als auch in der BearbeitungsSeite 10 | transfer 37| 2007
Control der CNC-Steuerung zusammen
mit ihrer offenen Architektur eine effektive
Überwachung der Bearbeitung sowie eine
schnelle Anpassung der Vorschub- und
Spindeldrehzahlen; auf diese Weise können
nach wie vor die von diesem anspruchsvollen Kundensegment gewünschten
Genauigkeitswerte präzise gewährleistet
werden.
Adaptive Control überwacht die Kräfte an
der Werkzeugmaschine, während Acoustic
Control über ein elektrisches Echosignal
die Intensität der Werkzeugvibration an
der Werkstückoberfläche sowie den
Status des Kühlmitteldrucks aufzeichnet.
Spezielle HSK 63-S Werkzeughalterungen
auf den DMG-Maschinen ermöglichen ferner das Umschalten vom konventionellen
Fräsen auf Ultraschall-Bearbeitung.
dass das Diamantwerkzeug je nach dem
verwendeten Spindeltyp mit einer kontrollierten Frequenz zwischen 17.500 und
48.000 Mal pro Sekunde pulsiert. Dadurch
werden
Mikropartikel
von
der
Materialoberfläche etwa fünf mal so
schnell abgetragen wie bei der konventionellen Bearbeitung, besonders bei so
neuen Verbundwerkstoffen wie Zerodur.
Gemäß dem Produktmanager Inland von
DMG, Erich Bertsche, führt der ständige
Spalt zwischen Werkzeug und Werkstück
zu einer nennenswerten Reduzierung der
Hitzebelastung und der erforderlichen
Bearbeitungskraft, wodurch die Werkzeugstandzeiten und die stoffliche Integrität des Werkstücks verbessert werden.
Eine induktive Spule, die als Geber fungiert,
ist an der Werkzeugschnittstelle unterhalb des Spindelkopfs angebracht.
An der HSK 63-S Halterung befindet sich
eine weitere Spule, die als Empfänger
dient. Durch die Ultraschallstimulation
berühren die Diamantwerkzeugkerne die
Werkstückoberfläche mit einer kontrollierten Kraft, so dass der Werkstoff auf
sehr präzise und berechenbare Weise
abgetragen wird.
In der Halbleiterindustrie wird diese
Bearbeitungstechnik häufig für die
Bearbeitung von Silizium, Siliziumkarbid,
Kieselglas und Glaskeramikwerkstoffen
wie Zerodur verwendet und ermöglicht
standardmäßig die Einhaltung extrem
enger Maßtoleranzen von bis zu 0,2 μm
(0.000008”) oder kleiner.
D
DMG ultrasonic machining technology involves the machining spindle
creating an oscillation that causes the
diamond tool to pulse with a controlled
frequency between 17,500 and 48,000
times per second, depending on the
spindle type used. This action removes
micro-particles from the material surface,
at a rate approximately five times that of
conventional machining, especially on
such advanced composite materials as
Zerodur. According to DMG national
product manager, Erich Bertsche, the
permanent gap between the tool and the
work piece leads to significant reduction
in the heat stress and the work force
required, thus conserving the tool life and
the work piece material integrity.
An inductive spool that functions as the
transmitter is affixed to the tool interface
underneath the spindle head.
On the HSK 63-S fitting itself is another
spool that functions as the receiver.
As a result of the ultrasonic stimulation,
the diamond tool kernels contact the
work piece surface with a controlled force,
thereby removing the material in a very
precise and predictable manner.
In the semiconductor industry, this machining technique is frequently used to work
silicon, silicon carbide, silica glass and
glass ceramic composites such as Zerodur,
holding extremely tight dimensions with
surface finish to 0.2 m (0.000008”) or
better being the standard.
technology we utilized. This machine tool
supplier also provides us the special
tooling needed to machine Zerodur.”
Bertsche also notes the cooperation with
the Siemens team in developing the HMI
has resulted in faster training on the
Schott AG in Germany
Jim Verrico, ein Mitarbeiter von ASML Optics, bedient die
DMG 70-5. ASML stellt verschiedene Glasverbundstoffe
her, insbesondere aus Zerodur, einem Werkstoff mit
Erich Bertsche, DMG national product
manager for ultrasonics, explained that
his company has a special SAUER
galvanizing and sintering process, used to
create the diamond tools for ultrasonic
machining. Through this process, a unique
binding matrix keeps the diamond kernels precisely in place during continuous
tool oscillation.
einem extrem geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten und einer ausgezeichneten 3D-Homogenität.
Die Teile werden von der niederländischen Muttergesellschaft von ASML für die Fertigung verschiedener
Halbleiterkomponenten sowie optischer, medizinischer
und anderer Geräte verwendet.
Jim Verrico, ASML Optics employee, operates the DMG
low coefficient of thermal expansion and outstanding
3D homogeneity. Parts are used by ASML parent
company in The Netherlands in the building of various
Erich Bertsche, der Produktmanager
Inland von DMG für Ultraschallgeräte,
erklärte, dass sein Unternehmen einen
“These machines have simply ramped up our productivity by a
factor of five, compared to the previous technology we utilized. ”
Zerodur block shown before and during ultrasonic glass machining process. Zerodur® is a registered trademark of
especially from Zerodur, material with an extremely
Bei der Ultraschall-Bearbeitungstechnologie von DMG führt die Bearbeitungsspindel eine Schwingung aus, die bewirkt,
As part of the Siemens ShopMill suite,
the Swivel Cycle has a menu-driven feeler
function for determining the zero-point
offset, even in swiveled five-axis machining
planes. It allows flexible input of the swivel
angles in a work piece coordinated
system, including axis angle, solid angle
and angle of projection. Thus, both the
programming and the set-up time are
significantly reduced.
For a job with numerous one-off or small
batches made from extremely costly
materials, this feature further expands job
potential, while substantially speeding up
throughput.
Schott AG, Deutschland
70-5. ASML produces various glass composite parts,
„Mit diesen Maschinen konnten wir unsere Produktivität gegenüber
der bisher eingesetzten Technologie um das 5-Fache steigern.“
s Matthew White of ASML notes,
“Our group works in various advanced material compositions. The challenges of Zerodur as well as others required
us to look for a new machining strategy
to maintain our manufacturing standards
while continuing to supply our parent
company with the necessary part production. We saw substantial upsides to the
DMG ULTRASONIC machines and continue
to find new and better ways to use them
for the improvement of our overall process here at ASML. These machines have
simply ramped up our productivity by a
factor of five, compared to the previous
Zerodurblock vor und nach der Ultraschall-Glasbearbeitung. Zerodur® ist ein eingetragenes Warenzeichen von
M
atthew White von ASML erklärt:
„Unser Unternehmen arbeitet mit
verschiedenen modernen Werkstoffen.
Die Verwendung von Zerodur und anderer
Werkstoffe erforderte von uns die Suche
nach einer neuen Bearbeitungsstrategie,
um unsere Fertigungsstandards zu halten
und gleichzeitig unsere Muttergesellschaft
mit dem erforderlichen Teilevolumen zu
beliefern. Unserer Ansicht nach boten die
Ultraschall-Bearbeitungsmaschinen von
DMG eine Reihe von Vorteilen, die sich
zunehmend gut für die Verbesserung
unserer Gesamtprozesse hier bei ASML
eigneten. Mit diesen Maschinen konnten
wir unsere Produktivität gegenüber der
bisher eingesetzten Technologie um das
5-Fache steigern. Der Werkzeugmaschinenhersteller liefert uns auch die
Spezialwerkzeuge für die Bearbeitung
von Zerodur.“
A
semiconductor, optic, medical and other equipment.
ASML does its own programming on its
ultrasonic machines. In this effort, it utilizes one unique benefit of the Siemens
machine control technology, namely, the
Swivel Cycle. As Matthew White explains,
“We set up the origin of the part and the
Swivel Cycle allows for rotational shift of
the coordinate system, XYZ transitional,
with no separate work offsets needed”,
explains White. “Where once we needed
four set-ups over three machines, we can
now perform two set-ups on one chuck on
one DMG machine. The time savings are
incredible.”
machines, by using standard M-code
actuation of the ultrasonic on/off, standard
ISO code, plus the onboard Adaptive and
Acoustic Control programs. The unique
DMG set-up of all parameters is done
seamlessly as another window within the
standard Siemens CNC screen array.
E
ssentially, the concept of open architecture on the SINUMERIK 840D CNC
enables the machine builder to program
its own functionality into the NC kernel.
According to Bertsche, this design in the
CNC supports the customer with more
flexibility in set-up strategies, faster cycle
and reaction times.
Since the machining process is continuously monitored, unattended machining
is possible, even in the high-precision,
small batch runs. As an example, intelligent
control algorithms typically regulate the
feed rate while machining an inside
radius. Usually, process force increases,
even if the other parameters remain static,
07.09.2007
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Siemens AG
speziellen SAUER-Galvanisier- und Sinterprozess einsetzt, der für die Herstellung
der Diamantwerkzeuge für die Ultraschall-Bearbeitung verwendet wird. Bei
diesem Prozess hält eine neue Bindematrix
die Diamantkerne während der kontinuierlichen Werkzeugvibrationen präzise in
Position.
ASML programmiert die UltraschallMaschinen selbst. Dabei verwendet ASML
eine äußerst vorteilhafte Funktion der
Siemens Maschinensteuerungstechnologie, den so genannten Schwenkzyklus.
Matthew White erläutert das so:
„Wir legen den Ursprung des Teils fest
Unternehmen zum Bau und zur Reparatur von Pumpen macht einen Riesenschritt nach vorne
und der Schwenkzyklus ermöglicht die
rotatorische Verschiebung des Koordinatensystems, XYZ transitorisch, ohne dass
zusätzliche Nullpunktverschiebungen
erforderlich sind. Während wir früher vier
Einstellungen in drei Maschinen vornehmen mussten, brauchen wir jetzt nur zwei
Einstellungen an einem Spannfutter der
DMG-Maschine vorzunehmen. Die Zeitersparnis ist unglaublich.“
Der Schwenkzyklus, Teil der Bearbeitungssoftware ShopMill von Siemens, besitzt
eine menügeführte Tasterfunktion zum
Bestimmen der Nullpunktverschiebung,
sogar in gedrehten fünfachsigen Bearbei-
tungsebenen. Er ermöglicht eine flexible
Eingabe der Drehwinkel in ein Werkstückkoordinatensystem, einschließlich Achswinkel, Festwinkel und Projektionswinkel.
Deshalb ergibt sich eine erhebliche
Reduzierung von Programmier- und Einstellzeiten. Bei der Bearbeitung zahlreicher Einmalaufträge oder kleinerer Lose
mit extrem teuren Werkstoffen ist das
Potenzial dieser Funktion noch größer,
während gleichzeitig die Bearbeitung
beschleunigt wird.
owing to the high angle of content.
As Bertsche notes, the Siemens control
recognizes these contours and automatically adjusts the feed rate to maintain correct cutting conditions. Also, with the
touch of one button, an ASML operator
can call up the ultrasonic generator screen
and all variables can be quickly adjusted,
including ultrasonic frequency, amplitude
and output, or the operator can automatically adjust the output for a defined
number of tools in the ATC (automatic
tool changer).
For other DMG customers, the ULTRASONIC
series of machines is producing parts
made from advance composite and other
non-conductive materials in the brake,
aerospace, optics and medical/orthopedic
market segments, in addition to the
semiconductor manufacturing equipment
sector.
More information:
www.siemens.com/sinumerik
ASML is the first company in the U.S.
to be cutting Zerodur with the
DMG ULTRASONIC machines.
Ein typischer Wellenbearbeitungsfall bei RER (Rotating
33% reduction in time-to-part
Equipment Repair) in Sussex, Wisconsin: Man erkennt
eine siebenstufige Wasserpumpe, deren Welle auf der
Weiler-Drehmaschine in 33% weniger Zeit bearbeitet
Unternehmen zum Bau und
zur Reparatur von Pumpen macht einen
Pump repair/rebuild shop takes
wurde als auf den bisherigen Maschinen des Unternehmens. RER bearbeitete auch Wellenmuttern, Laufräder
und Keilnuten und baute die Komponente mit einer
Passungstoleranz von 0,001”-0,003” wieder zusammen.
Der Wellenwerkstoff ist CA6NM, ein modifizierter magnetischer Edelstahl der Serie 400 mit hoher
Korrosionsbeständigkeit.
Riesenschritt nach vorne
big step forward
A typical shaft rebuild done by RER (Rotating Equipment
Repair) of Sussex, Wisconsin shows a 7-stage water
pump assembly, on which the shaft was machined on
the Weiler lathe in 33% less time than previous
methods used at the company. RER also machined the
shaft nuts and impellers, cut keyways and reassembled
the unit for a .001”-.003” interference fit. The shaft is
CA6NM, a modified 400 Series magnetic stainless steel,
Reduzierung der Stückzeiten um 33%
Rotating Equipment Repair, Inc., mit Sitz in Sussex, Wisconsin hat
durch die Anschaffung einer neuen CNC-Zyklen-Drehmaschine bei
der Bearbeitungstechnologie einen großen Schritt nach vorne
gemacht. Durch den Einsatz dieser Maschine für die Bearbeitung
von Pumpenwellen und anderen langen, schweren Werkstücken
konnte RER nach Aussage des Werksleiters Bob Merriman die
Stückzeiten insgesamt um 33% und bei einigen Aufträgen sogar
um 50% reduzieren, was durch die Fertigungsaufzeichnungen des
Unternehmens belegt wird.
B
ei der Maschine handelt es sich um
eine Weiler E70, eine CNC-Drehmaschine mit eigener Steuerung, die von
Weiler konzipiert wurde und mit einer
Siemens SINUMERIK 840D ausgestattet
speziell auf die Anforderungen des Drehmaschinenbedieners zugeschnitten ist.
Laut Andreas Schulz, dem Geschäftsführer
von Weiler für die USA, wurde die
Maschine so konzipiert, dass einfache
Werkstücke genauso hergestellt werden
können wie auf einer manuellen Maschine,
nur besser, während komplexe Werkstücke genauso hergestellt werden können
wie auf einer CNC-Maschine, nur einfacher.
Grund hierfür sind laut Schulz drei
Faktoren. „Erstens haben wir die Steuerung
so aufgebaut, dass sie auf einer sehr robusten, steifen und hochpräzisen Maschine
laufen kann. Zweitens wurde die Steuerung auf der Grundlage der Ideen, die wir
with highcorrosion resistance.
im Zuge unseres internen Marketings
gesammelt haben, von Maschinenbedienern konzipiert. Und last but not least
schrieben die Ingenieure von Weiler
Codegrafiken, bei denen die Attribute
einfach, schnell und informativ im Vordergrund stehen. Ein Bediener benötigt
somit keine umfassenden Kenntnisse von
G-Code oder CNC-Maschinen und kann in
wesentlich kürzerer Zeit von der Zeichnung zur Bearbeitung übergehen. Zudem
kann er Anpassungen während des
Maschinenlaufs vornehmen, vor allem bei
den Drehzahlen, um verschiedene Faktoren
auszugleichen, ohne das Basisprogramm
unterbrechen zu müssen.“
D
ie Maschine samt Bedienerschulung
wurde von dem lokalen WeilerHändler in Wisconsin, Mike Weller von
Weller Machinery in Pewaukee, verkauft.
Bob Merriman von RER betont:
„Wir installierten die Weiler E70 mit
ihrem 4,5 Meter langen Bett vor einem
halben Jahr. Seit damals haben wir unsere
Rotating Equipment Repair, Inc., based in Sussex, Wisconsin has
taken a major step forward in its machining technology, with the
use of a new CNC cycle-controlled lathe.
By implementing this equipment for its pump shaft and other
long, heavy workpieces, according to plant manager
Bob Merriman, RER has realized a 33% overall reduction in time-topart, with some jobs involving a 50% reduction, based on the
tracking done by the company.
T
he machine, in this case, is a Weiler
E70, a CNC lathe equipped with a
dedicated control, designed by Weiler and
based on the Siemens SINUMERIK 840D
architecture, for the specific needs of the
lathe operator.
According to Andreas Schulz, Weiler’s
general manager for the U.S., the machine
has been designed so that simple parts
can be made in the same way as on a
manual machine, only better, while
complicated parts can be made in the
same way as on a CNC machine, only
more easily.
This is the result of three factors, Schulz
says. “First, we built the control to run
with a very rugged, rigid and highprecision machine. Secondly, the control was
designed by machinists, based on the
input we gathered through our internal
marketing operation. Last, but perhaps
most importantly, Weiler engineers wrote
the code graphics, emphasizing the
simple, fast and informative. An operator
doesn’t need extensive G-code or CNC
knowledge and can go from a drawing to
cutting in far less time. Plus, he can make
adjustments on the fly, especially in the
running speeds, to compensate for
various factors, without interrupting the
basic program.”
F
or RER, the machine was sold and
training was provided by the local
Weiler dealer in Wisconsin, Mike Weller of
Weller Machinery in Pewaukee. Bob
Merriman of RER echoed this observation.
“We installed the Weiler E70 with its 4-1/2
meter (177”) bed about six months ago.
Since that time, we’ve cut our production
per part by at least one-third and up to
one-half on som jobs. The constant speed
of the machine, the adjustable feed, the
non-stop production rates and especially
the programming set-up all contribute to
an overall savings for us.” A typical job
Bob cited involved a part where the
previous run took 45 hours and was now
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Siemens AG
Stückzeit um mindestens ein Drittel und
bei einigen Aufträgen sogar um die Hälfte
reduziert. Die konstante Drehzahl der Maschine, der einstellbare Vorschub, die
Nonstop-Produktion und vor allem die
Programmeinstellung ermöglichten uns
erhebliche Gesamteinsparungen.“
Unternehmen zum Bau und zur Reparatur von Pumpen macht einen Riesenschritt nach vorne
Programm in die Maschine überspielt und
das Schneiden beginnt. Einmalaufträge
sind Standard bei RER, ein typischer Bearbeitungsfall beginnt mit einem 270 kg
Rohling und endet mit einer bearbeiteten
Welle mit einem Gewicht von 180 kg. Dank
der Look-Ahead-Funktion der Siemens
Die CNC-Drehmaschine E70 von Weiler USA hat eine Parat-Werkzeughalterung
mit Kühlmittelfluss durch das Werkzeug oder von oben.
E70 CNC Lathe with Parat tool post that features thru-tool or over-the-top coolant, Weiler USA
E
in typischer Bearbeitungsauftrag erforderte laut Bob früher 45 Stunden
und kann jetzt mit höherer Qualität in nur
28 Stunden realisiert werden. Er zeigte
uns die Geradheit des Werkstücks und die
engen Toleranzen von +/- 0,0005“; dabei
war die Ausführungsqualität, sogar auf
vertikal wärmebehandeltem Edelstahl
416 S.S., hervorragend. Ein typischer Bearbeitungsfall bei RER sind mehrstufige
Wellen für Hochdruckkesselspeisepumpen
mit einem Durchmesser von 3“-5“, die mit
einer Geschwindigkeit von 3600-5000
min 1 bearbeitet werden müssen.
Im Rahmen einer schlüsselfertigen Bearbeitung repariert und erneuert das Unternehmen Flügelräder, Hülsen und Muttern
für fertige Baugruppen mit extrem engen
Passungstoleranzen im Bereich von
0,001“-0,003“. Im Rahmen des bisher
größten Auftrags wurde eine 55 Zoll lange
Welle mit Fangdüsen für den Einsatz in
einer vertikalen Pumpe bearbeitet.
M
erriman beschreibt den Workflow
eines Auftrags bei RER, der mit der
Weiler-Drehmaschine erfolgt: Eine defekte
Pumpe wird angeliefert und zunächst
analysiert. Die Konstruktionsabteilung
erstellt eine Pro-E-Zeichnung für die
Bearbeitung der Welle. Die Werkstoffanforderungen werden festgelegt und der
Rohling, der in der Regel bei RER vorrätig
ist, wird mit der Bandsäge des Unternehmens auf die richtige Länge zugeschnitten.
Dann schreibt der Maschinenbediener auf
seinem Laptop das Programm und die
Maschine wird beschickt. Nun wird das
CNC-Architektur kann die WeilerSteuerung eine konstante Schneidgeschwindigkeit halten und sich gleichzeitig,
vor allem bei dem präzisen Innengewinde,
an Radiuswinkeländerungen anpassen.
E
in weiterer Kunde, der in eine WeilerDrehmaschine investiert hat, schildert
nachstehend die Leistungen der Maschine.
Allan Hock von H&M Machine in
Greendale, Wisconsin, stand vor der Aufgabe, an einem 15-3/8“ langen Werkstück
ein ACME-Innengewinde mit Doppelsteigung in ein 14“ ID-Gewinde einzubringen.
Seine Lösung: „Für die erforderliche Nutund Gewindebearbeitung war dies die
ideale Maschine. Es zeigte sich sofort,
dass die Steuerung von Maschinenbedienern und nicht von Programmierern
erstellt war. Die Steuerung ist sehr bedienerfreundlich, wir können die Geschwindigkeiten sogar während des Schneidens
manuell verstellen. Gewicht und Steifigkeit der Maschine sind ideal für unseren
Einsatz, auch wenn wir für die WeilerMaschine ein spezielles Betonfundament
benötigten. Wir hatten uns auch eine andere Maschine angesehen, die 50.000
Dollar weniger kostete, aber zum Schluss
hat sich angesichts der Leistungen und
der Qualität der hergestellten Werkstücke
die Anschaffung der Weiler-Maschine doch
als die richtige Entscheidung herausgestellt.“
Die von Weiler konzipierte Steuerung, die
auf der Architektur der Siemens-CNC und
deren Wizard Template beruht, bietet dem
Kunden spezifische Masken für besondere
Bearbeitungsfunktionen, Werkzeugmanagement, Gewindeschneidzyklen, Teileprofilierung und Schneidsimulationen.
Eine Bohrachse auf der X- oder Z-Achse
kann auch für die Bearbeitung von Bohrlöchern und Gewinden ausgewählt werden.
Als Beweis für das Streben des Unternehmens nach einer stetigen Verbesserung
der Steuerung haben vier Softwareingenieure bei Weiler die CNC-Steuerungen
Sinumerik 840D an ihren Arbeitsplätzen
installiert, um alle möglichen Maskenvariationen zu simulieren, die von Maschinenbedienern aus der ganzen Welt angeregt
wurden. Deshalb erhält die F&E-Abteilung
von Weiler fast täglich neue, einzigartige
Anwendungsdaten aus der Praxis und
bringt anschließend die Maschinenbewegungen und Werkzeugmanagementschemen in die Architektur ein, um die Steuerung so weit wie möglich an die Vorortgegebenheiten anzupassen. Die WeilerDrehmaschinen, die lange Zeit in der Ölund Gasindustrie für lange, schwere Querschnitte von Bohrausrüstungen und anderen drehenden Maschinen eingesetzt
wurden, kommen nun auch in der Flugzeugindustrie, der Stahlherstellung und
der Energieerzeugung zum Einsatz. In
einem Staatsbetrieb stellt eine Maschine
der E-Serie das Hologramm für den Druck
der Dollarnoten her.
U
nter der Leitung des Eigentümers Kurt
Weis hat sich RER auf die Reparatur
und den Neubau schwerer Pumpen, vor
allem für den Sektor Energieerzeugung,
spezialisiert. Neben dem Bearbeiten,
Schweißen, finalen Zusammenbau sowie
den komplexen Durchmesser- und Rundlaufprüfungen, die im Werk durchgeführt
werden, besitzt das Unternehmen auch
eine „fahrbare Bearbeitungswerkstätte
auf Rädern“, die vor Ort zu den Kunden
der Energiewirtschaft gefahren werden
kann, um dort Analysen, Reparaturen und
Erneuerungen durchzuführen. Ferner ist
derzeit ein weiteres Werk in Südostasien
geplant, über das die dortigen RERKunden besser bedient werden sollen. Die
Bearbeitung von Wellen ist das Hauptgeschäft des Unternehmens, doch daneben
repariert und erneuert RER auch Gewindemuttern, Hülsen, Lager, Abgleich- und
Schmiedestücke für ihre Kunden.
Bob Merriman, der Werksleiter von RER,
drückt die Erfahrung des Unternehmens
mit der Weiler CNC-Drehmaschine so aus:
„Die Weiler-Maschine kann alles was eine
herkömmliche Drehmaschine kann, nur
besser und schneller.“
being done in 28 hours with superior quality. He noted the straightness of the part,
the tight tolerances held to +/- 0.0005”
and the finish quality, even on vertically
heat-treated 416 S.S. were outstanding.
RER typically works on 3”-5” diameter,
multi-stage, high-pressure boiler feed
pump shafts that need to run at 36005000rpm.
As a turnkey operation, the shop also
repairs and rebuilds impellers, sleeves and
nuts for finished assemblies with extremely tight interference fits, in the
.001”-.003” range. On its largest job to
date, a 55’ long pump shaft was machined,
for use on a vertical pump with diffusers
on the shaft.
Der Werksleiter Bob Merriman von RER prüft den Status.
“For the grooving and threading cycles we
needed, this was the perfect machine. The
control was clearly made by machinists,
not computer guys. It has truly user-friendly
cycles and we can even change speeds
manually while the cutting is proceeding.
The weight and the rigidity of the machine
are perfect for our needs, even though we
needed to pour a special concrete base for
the Weiler. We had another machine
under consideration that was $50,000
cheaper, but we know we made the right
decision, based on the performance and
the quality of the finished parts we get.”
The Weiler designed controller, based on
the architecture of the Siemens CNC and
its Wizard template, is provided to the
customer with customized screens for
particular machining functions, tool
management, thread cutting cycles, part
profiling and cut simulations. A drilling
axis in the X or Z axis can also be selected
for machining of bore holes and threads.
As a demonstration of the company’s
commitment to continuously improve the
control, four software engineers at Weiler
have Siemens 840D CNC’s at their workstations to simulate all possible screen
variations, based on the input from
machinists worldwide. Thus, Weiler R&D
management schemes into the architecture, to make the control as adaptable
onsite as possible. Long used in the oil &
gas industry for long, heavy sections of
drilling equipment and other rotating
devices, Weiler lathes are finding applications in the aircraft, steel and power industries. At one government facility, an
E-Series machine makes the hologram for
dollar bill printing.
U
nder the leadership of owner Kurt
Weis, RER performs heavy repair and
rebuild operations on pumps, primarily for
the power generation industry. In addition
to in-house machining, welding, final
assembly and sophisticated diametrical/
runout testing procedures, the company
also operates a portable “machine shop
on wheels” that can travel onsite for
breakdown, repair and rebuild operations
at the company’s power gen customers.
Another facility is currently in planning
for the Southeast region to better serve
RER customers there.
While machining shafts are the company’s
primary focus, RER also repairs or rebuilds
threaded nuts, sleeves, bearings, balance
pieces and forgings for their customers.
Bob Merriman, RER plant manager, sums
RER plant manager Bob Merriman checks the status.
M
erriman described the workflow
on a job at RER, as it involves their
Weiler lathe. A pump is delivered, broken
down and analyzed for requirements. The
engineering department prepares a Pro-E
drawing for the shaft work. Material
requirements are determined and the
particular RER plant manager Bob Merriman checks the status. material is cut to
length, usually from RER inventory, on the
in-house
band
saw
equipment.
The machine operator writes the program
on his laptop and the material is loaded.
The program is transferred to the machine
and the cutting begins. One-off is the
standard at RER, with a typical workpiece
starting as a 600lb. billet and finishing as
a 400lb. machined shaft With the lookahead feature of the Siemens CNC
architecture, the Weiler control can
maintain a constant cutting speed, while
adjusting for angle to radius changes and
especially on precise internal threading.
A
nother Weller Machinery customer
who purchased a Weiler lathe explained the machine’s performance in the
latter application. Allan Hock of H&M
Machine in Greendale, Wisconsin needed
to put a 2-pitch internal ACME thread in a
14” ID on a 15-3/8” long part. He noted,
“Anything you can do on a conventional engine lathe, you can do
on this Weiler machine, only better and faster.”
receives new or unique application data
from the field almost daily, then incorporates the machine motions and tool
up the company’s experience with the
Weiler CNC lathe. “Anything you can do
on a conventional engine lathe, you can
do on this Weiler machine, only better
and faster.”
Die von Weiler konzipierte Steuerung, die auf der Platt-
Individuelle Masken liefern Maschinendaten
form der numerischen Steuerung SINUMERIK 840D von
und Werkzeugmanagementinformationen.
Siemens basiert, liefert dem Maschinenbediener alle
Individual screens provide machine data, tool
erforderlichen Daten, anwendungsspezifisch aufbereit-
management information,
bar und gestaffelt für die schnelle Produktion in einer
More information:
Reihe von Einmalaufträgen.
www.siemens.com/sinumerik
The Weiler designed controller, based on the Siemens
SINUMERIK 840D CNC platform, provides
the lathe operator all the pertinent data,
customizable for the application and staged for
fast production on a series of one-off runs.
07.09.2007
10:27 Uhr
Seite 16
wbk - Institut für Produktionstechnik
Entwicklung
eines Fünfachs-Mikroprüfwerkstückes
für Mikrofräsmaschinen
unter ganzheitlicher Betrachtung
der Fertigungsprozesskette und der Messmöglichkeiten
Mikrotechnik Trend und Vision
D
er Trend zur Miniaturisierung technischer Produkte setzt sich stetig fort
und entwickelt sich in zunehmendem
Maße zu einer Schlüsseltechnologie des
21. Jahrhunderts. Dies ist am Beispiel der
PKW-Industrie sichtbar. Innerhalb der
letzten Jahre sind Funktionen in hohem
Umfang in Fahrzeuge integriert worden,
welche nur durch Miniaturisierung den
benötigten Raum finden und uns so das
Leben einfacher, angenehmer und sicherer
gestalten. In allen Bereichen des Lebens
halten neben elektronischen Komponenten in zunehmendem Maße kleinste mechanische Strukturen, wie feinste Einspritzdüsen, miniaturisierte mechanische
Aktoren und Sensoren, feinste medizintechnische Geräte, sowie großflächige
funktionale Strukturen Einzug, um alte
Möglichkeiten mechanischer
Mikrostrukturierung
Probleme technischer Produkte zu lösen
oder bisher ungelöste Aufgaben lösbar zu
machen. Um dies zu ermöglichen, werden
hochwertige und hochspezialisierte
Mikrobearbeitungsmaschinen für die
Bewältigung der Fertigungsaufgaben
benötigt, die in Ihren Fähigkeiten schnell
und einfach bewertbar sind. Hieraus leitet
sich ein hoher Bedarf nach einem
standardisierten Prüfwerkstück zur Fünfachsen-Simultanbearbeitung für den
Mikrobereich ab. Diese Lücke soll die
Entwicklung des Mikroprüfwerkstücks der
NC-Gesellschaft e.V. in Kooperation mit
der Carl Zeiss Industrielle Messtechnik
GmbH, dem wbk Institut für Produktionstechnik der Universität Karlsruhe und
weiteren Firmen schließen.
Abbildung 1:
Einordnung des Mikrofräsens in die Mikrofertigungsprozesskette [FLE-07]
Quelle: wbk, LSU, LTU, Faulhaber, PTB, Metas, Carl Zeiss Industrielle Messtechnik, Werth Messtechnik
D
ie wirtschaftliche Fertigung kleinster
Bauteile ist von größter Bedeutung.
Bei Kleinserien und Prototypen ist die
Fertigung der einzelnen Bauteile mittels
abtragender Verfahren möglich.
Massenprodukte dagegen können nur
unter Nutzung abformender Verfahren
wirtschaftlich hergestellt werden (Abb. 1)
[FLE-07].
Abbildung 2:
Fünfachsig mikrogefräste Statue [SAS-04]
Unter den geeigneten Fertigungsverfahren
zur Herstellung der benötigten Abformwerkzeuge für die Massenfertigung,
nimmt das Mikrofräsen eine herausragende Position ein, indem es im Vergleich zu
konkurrierenden Verfahren wie MikroEDM und Mikro-Laserablation hohe Abtragsraten mit sehr guten Oberflächenrauheiten verbindet. Des Weiteren sind
hochpräzise 3D-Freiformflächen fertigbar
und eine Flexibilitätserhöhung durch die
Fähigkeit zur Fünfachs-Bearbeitung möglich (Abb.2). Die bearbeitbare Materialpalette ist auf Härten kleiner 64 HRC
begrenzt und das kleinste am wbk
Institut für Produktionstechnik eingesetzte Fräswerkzeug zur Stahlbearbeitung
besitzt einen Durchmesser von 30 μm
(Abb. 3). Als Grenze des erreichbaren
Aspektverhältnisses ist ein Faktor Werkzeuglänge/Werkzeugdurchmesser von
max. 10 zu beachten.
07.09.2007
10:27 Uhr
Seite 18
wbk - Institut für Produktionstechnik
Entwicklung eines Fünfachs-Mikroprüfwerkstückes für Mikrofräsmaschinen
[SAS-04]
T. Sasaki, Y. Takeuchi, T. Kawai, Y. Sakaida: 5-Axis Control
Ultraprecision Micromachining of Micro 3-D Body,
Proceedings of the Spring Annual Meeting of
JSPE (2004), pp. 1075-1076
filigranen Fräsergeometrien hohe Abweichungen bewirken, die direkt zu einer
Maßabweichung an der Werkstückoberfläche führen.
Abbildung 3:
Mikrogefrästes Zahnrad-Ø=900 μm,
Werkzeug-Ø=30 μm in X38CrMoV5 (Quelle: wbk)
Mikroprüfwerkstück Differenzierung Makro-Mikro
D
ie Ermittlung der Arbeitsunsicherheit von Werkzeugmaschinen ist aufgrund der zu erreichenden Messgenauigkeiten mit hohem Aufwand verbunden.
Heutzutage erschwert eine fehlende
Standardisierung den Vergleich einer
Mikrobearbeitungsmaschine mit konkurrierenden Werkzeugmaschinen in hohem
Maße. Aufgrund der besonderen Anforderungen und der Unterschiede der
Mikro- zur Makrobearbeitung muss das
Mikroprüfwerkstück gezielt auf die
Prozesseigenschaften der Technologie
Mikrofräsfertigung angepasst sein.
Mikrofräsmaschinen benötigen dynamisch
sehr steife Gestelle, die meist aus Granit
oder Mineralbeton ausgeführt sind. Der
Arbeitsraum der gängigsten Maschinen
ist relativ zur bearbeiteten Strukturgröße
sehr groß. Da auch zur Vermessung
Mindestwege nötig sind, ist es sinnvoll,
dass das Prüfwerkstück eine Mindestgröße besitzt. Für miniaturisiert ausgewählte Maschinen mit geringerem
Arbeitsraum ist anzudenken, einen Anteil
(Modul) des Prüfwerkstücks, der die wichtigsten Aussagen über die Maschine enthält abgegrenzt zu fertigen. Es ist zu
beachten dass Mikrofräsmaschinen im
Vergleich zur Makrobearbeitung mit sehr
hohen Drehzahlen bis >200.000 U/min
arbeiten. Dies kann zu, durch Fliehkraft
verursachten, Abweichungen führen.
Diese Fräserabdrängung muss minimal
gehalten werden und bei der Bestimmung der Bearbeitungsstrategie und
Werkzeugauswahl Beachtung finden.
Aufgrund deutlich höherer Bearbeitungszeiten und den geringen Strukturabmessungen mit hohen Genauigkeitsanforderungen des Mikrofräsens im Vergleich zum
Makrofräsen, ist den thermischen und
anderen zeitlich korrelierten Einflüssen
höhere Aufmerksamkeit zu schenken.
Dies macht die Fehlerprozesskette aus
Abb. 4 deutlich. Hier ist zu beachten, dass
die Spindel bei Drehzahländerung eine
zeitlich abhängige Längung oder Verkürzung erfährt. Dies sollte ebenfalls in den
Aufbau des Prüfwerkstücks eingehen.
Die zu erwartenden Abweichungen
werden sich im geringen μm-Bereich bzw.
im sub-μm-Bereich bewegen. Daher fällt
der Minimierung der softwarebedingten
Fehler, der prozessbedingten Fehler und
der Messfehler besondere Bedeutung zu.
Festlegungen
(Vorentwurf für
NCG-Empfehlung 2007)
U
nter der Berücksichtigung der mikrospezifischen Eigenheiten wurden
vorerst folgende Festlegungen getroffen.
Autoren:
wbk Institut für Produktionstechnik,
Universität Karlsruhe (TH), Germany
J. Fleischer: Fleischer@wbk.uka.de
M. Deuchert: Deuchert@wbk.uka.de
M. Chlipala: MD_Chlipala@wbk.uka.de
NCG-Empfehlung
2007/Blatt 1 (Vorentwurf)
Prüfwerkstücke
für Microbearbeitung:
Fräsen
Abbildung 5:
Messmaschine Zeiss F25 (Quelle: Zeiss)
Als Messmaschine wurde das Modell F25
der Fa. Zeiss als Referenz gewählt (Abb. 5).
Es handelt sich dabei um eine Luftgelagerte 3D-Koordinatenmessmaschine
mit einem Messvolumen von einem
Kubikdezimeter.
Die Messmaschine ermöglicht es bei einer
Auflösung von 7,5 nm mit kleinsten
Antastkräften taktil bei einer Abweichung
von 250 nm zu messen. [ZEI-07]
Die Bauteilgröße wurde passend zur
Messmaschine auf 90 mm x 90 mm bemessen. Das Werkstückmaterial muss
aufgrund der hohen Einflüsse der mikroskopischen Gefügestruktur auf das Bearbeitungsergebnis sehr homogene Gefü-
Abbildung 6:
Fünfachs-Mikroprüfwerkstück (Vorentwurf für NCG-Empfehlung 2007) mit Erläuterung der Elementaussage
gemerkmale aufweisen und absolut
reproduzierbare Fertigungsergebnisse
liefern. Es muss eine Vorbearbeitung auf
einer Makrofräsmaschine erfolgen, um
die Bearbeitungszeit zu minimieren. Nur
die interessierenden aussagekräftigen
Strukturen sind Bestandteil der Bearbeitung auf der Mikro-Maschine. Als zu verwendende Fräser wurden Werkzeuge mit
Durchmesser von 0,5 mm bis 1 mm mit
engem Toleranzfeld festgelegt. Die für
den Mikrobereich großen Durchmesser
wurden gezielt gewählt, um den Einfluss
der Fräserabdrängung möglichst gering
zu halten.
Geometrieeigenschaften
D
Des Weiteren bewegen sich die Zahnvorschübe im Bereich weniger µm (bis in den
sub-μm-Bereich). Daraus ergibt sich die
Problemstellung, dass Rundlauffehler
schnell den Zahnvorschub übersteigen
können und so nur noch ein Zahn eines
Fräsers im Eingriff ist. Daher sollte das
Werkzeug so dimensioniert sein, dass das
Verhältnis Zahnvorschub zu Rundlaufabweichung gering gehalten wird.
Die Prozesskräfte auf die Maschine sind
nur gering, jedoch können diese durch die
[ZEI-07]
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH: F25 Messen
im Nanometerbereich, http://www.zeiss.de/imt, 2007
Abbildung 4:
Fehlerprozesskette Mikrofräsen
as Mikroprüfwerkstück sollte so ausgelegt werden, dass es möglichst
viele Aussagen liefert, wie sie auch für die
typische Maschinenabnahme benötigt
werden. Dies sind Geradheitsabweichung,
Winkelabweichung (Rollen, Stampfen und
Gieren), Positioniergenauigkeit, Winkligkeit der Linearachsen und dynamische
Abweichungen (Rundheitsabweichungen).
Damit durch Abweichungen in der
Geometrie des Prüfwerkstücks Rückschlüsse auf oben genannte Maschineneigenschaften gezogen werden können,
muss dieses über eine geeignete Auswahl
an Geometrieprofilen verfügen. Verschiedene Geometrien ermöglichen es über die
verwendete Prozesskette qualitative
Aussagen bezüglich der Fertigungsgenauigkeit und der Dynamik des
Fertigungsprozesses zu treffen. (Abb. 6)
Zusammenfassung
D
ie NC-Gesellschaft e.V. hat das Ziel in
Zusammenarbeit mit der Carl Zeiss
Industrielle Messtechnik GmbH und dem
wbk Institut für Produktionstechnik der
Universität Karlsruhe einen Standard für
ein Prüfwerkstück zur Fünfachsen-Simultanbearbeitung für den Mikrobereich zu
entwickeln und zu etablieren. Hierfür
wurde ein Vorentwurf eines Prüfwerkstücks entwickelt, welches geeignete
Geometriemerkmale zur Validierung der
Fähigkeiten einer Mikrofräsmaschine aufweist. Aufgrund der besonderen Anforderungen, wie sie im Mikrobereich bestehen, liegt das Hauptaugenmerk auf der
Entwicklungsarbeit auf der ganzheitlichen Betrachtung der Mikrofertigungskette mit der Minimierung der Fehlereinflüsse und der Beachtung der Messbarkeit.
In den folgenden Schritten ist die weitere
Ausarbeitung und Optimierung in enger
Absprache mit den Herstellern von Ultrapräzisions-Mikrofräsmaschinen angedacht,
um die Praxistauglichkeit des zukünftigen
Prüfwerkstücks zu gewährleisten.
Die Anwendung neuer Technologien
erfordert auch Standardisierung
und Bewertungsgrundlagen.
Für die Micro-Fräs-Bearbeitung
wird zur EMO 2007 mit dem Start für
die neue NCG-Empfehlung 2007
(Technische Regel) eine neue Gemeinschaftsarbeit der NC Gesellschaft e.V.
vorgestellt.
Daneben werden die
NCG-Prüfwerkstücke
für
5-AchsSimultan Fräsen
(NCG-2005)
und für
Wasserstrahlschneiden
(NCG-2006)
im Mittelpunkt auf dem
NCG-Stand in der
Halle 13, Stand A71 stehen.
Quellen:
[FLE-07]
Fleischer, J.; Schlipf, M.; Deuchert, M.; Dieckmann, A.-M.:
Process Chain for the Manufacturing of Micro Parts and
Molds. in: Conference Proceedings 7th International
Conference of the European Society for Precision
Engineering and Nanotechnology (EUSPEN), May 20th
- May 24th 2007, S. 177-180, Bremen, Germany
[NCG-05]
NC-Gesellschaft e.V.: Prüfwerkstück für die 5-AchsSimultan-Fräsbearbeitung, NCG-Empfehlung 2005
www.ncg.de; www.emo-tion.de
NCG Mitglieder-Treff
Halle 13, Stand A71
07.09.2007
10:27 Uhr
Seite 20
NC Gesellschaft e.V.
...aus der Szene für die Szene...
... aus der Szene
für die Szene...
Pioniere bleiben immer jung!
1975 initiierte H.B. Kief die Gründung der
NC Gesellschaft e.V. und steht als erster
Ehrenvorsitzender und heute als Jubilar
nimmermüde im Rampenlicht.
Herzlichen Glückwunsch, Herr Kief, zum
75. Geburtstag! Wie kaum ein anderer hat
er die NC-Technik propagiert. Nicht nur als
Bosch-Mann, auch sein jahrzehntelang
geführter Verlag für den internationalen
Bestseller „NC-Handbuch“ ( jetzt beim
Hanser Verlag verlegt) steht neben der
Verbandsarbeit in der NC Gesellschaft e.V.
auf seiner Schaffensliste.
Neue
NCG Mitglieder
NCG ist Partner
des EU-Projektes KnowEDM
KnowEDM proposes to improve the competitiveness of the European tool making
and precision engineering sector, by achieving a reduction of cost and lead time.
Das Werkzeug fräsen oder erodieren?
Zur Beantwortung dieser Fragestellung will das EU-Projekt KnowEDM KMUs in Europa
eine Hilfestellung geben.
This will be achieved by developing knowledge-based automated EDM technology,
which will be integrated into toolmaking
and the manufacture of high precision
components. The project will benefit from
the pooling of accumulated knowledge,
expertise and research effort by the consortium members, supplemented by
input provided by associated companies.
This will ensure that the work-programme and its spin-offs will be best tailored
to the industries addressed by the project.
D
ie Projektpartner aus Deutschland,
Belgien, England, Spanien, Frankreich, Polen und der Schweiz unter der
Führung des niederländischen Forschungszentrums TNO werden diese Thematik
ausgiebig beleuchten.
Auch in einer ersten Sitzung der deutschen
Projektpartner – buhrstahlformenbau
GmbH, Velbert; Huf Tools GmbH, Velbert;
ModellTechnik RP GmbH, Waltershausen
– wurde diese Fragestellung intensiv
diskutiert.
Renishaw GmbH
www.renishaw.de
Repräsentant: Thomas Laschütza
75 Jahre jung! H.B.Kief
Metzler GmbH & Co KG
www.metzler.at
Repräsentant: Reinhard Metzler
NCG-Prüfungskommission
PWB AG
www.pwb.ch
Repräsentant: Bruno Schelling
tagte im BFW München
EU-Projekt KnowEDM
Bei der nächsten Sitzung – gemeinsam
mit den niederländischen Projektpartnern im Oktober, hofft man, bereits einige konkrete Ansatzpunkte vorliegen zu haben.
Zum siebten Male positionierte sich die MicroTechnology
im bunten Reigen der Hannover Messe 2007 in der Halle 15 –
NCG-Sonderschau Ultrapräzisionsfertigung war wieder dabei
INNOVATIVE CAM AG
www.icam.ch
Repräsentant : Daniel HUNZIKER
CAD Prüfungsexperten treffen sich jährlich
Es ist eine gute Tradition und notwendige Rotation, dass zu den jährlich stattfindenden
Sitzungen der Prüfungsexperten immer ein beteiligtes Haus Gastgeber ist.
A
m 26./27.04.2007 fand deshalb auf
Einladung des BFW München
die CAD-Prüfungskommissionssitzung in
Kirchseeon statt.
gern hat ein so hohes Niveau, dass mit der
NCG-Prüfung (CAD-Bauwesen und Maschinenbau) die über das IHK-Niveau gehende
Wissensvermittlung zertifiziert wird.
Unter der Leitung von Herrn Fuchs, BUZ
Neutal (A), trafen sich alle sechs NCGPrüfungspartner und bestimmten die
neuen praktischen und theoretischen
Aufgaben für die kommende Periode.
Die CAD-Ausbildung in den Bildungsträ-
Das NCG-Zertifikat ist kein „Persilschein“,
wie die Durchfallquote (ca.15 %) ausweist.
Gerade die Praxisstärke der NCG-Prüfungen
und die klare Aufstellung der erworbenen
Kenntnisse, nebst eingesetzter Hard-/
Software, verschafft dem Unternehmen
eine gute Transparenz über den Bewerber.
Die Zusammenarbeit mit dem BFW München, Kirchseeon, hat in der NCG eine
lange Tradition. Schon seit 1982 besteht
die Mitgliedschaft.
Neben der CAD-Zertifizierung erfolgt hier
auch die CNC-Zertifizierung mit der NCG.
Zur Zeit sind sechs Prüfungsexperten aus
dem BFW München durch die NCG
berufen und praktisch tätig.
Die
Web-Seite
www.knowedm.eu
berichtet kontinuierlich über den
Fortgang des Projektes.
Three modules will be developed in
KnowEDM, each with a specific purpose:
1. Time estimation of EMD operations
2. Automation of electrode design and
manufacturing
3. Automation of optimised apportioning
of machining operations between HSM
and EDM, on cost and time criteria.
MicroTechnology –
Fachmesse in Hannover
Noventa Tooling GmbH
www.noventa.com
Repräsentant: Jürg Eichmann
FLOW EUROPE GmbH
www.floweurope.com
Repräsentant : Michael Sienz
Sitzung bei Fa. buhrstahlformenbau GmbH, Velbert
I
n alter und guter Tradition – im neuen
Standdesign! – präsentierte sich die
7. UPF-Sonderschau der NCG in der Halle 15.
Micro-Werkzeug- und -Formenbau und
Micro-Spritzgießen war das bewährte
Themen-Tandem auf dem NCG-Stand.
Attraktiv und kompetent – so die einhellige
Meinung der Besucher – unsere NCGMitglieder mit ihren Dienstleistungen
und Produkten:
Battenfeld Kunststoffmaschinen Ges.m.b.H.,
Kottingbrunn (A)
Horst Scholz GmbH & Co. KG, Kronach (D)
z-werkzeugbau-gmbh, Dornbirn (A)
Die Herausforderungen für die Miniaturisierung und Funktionalitätserhöhung von
Produkten und Bauteilen erfordern Fertigungstechnologien, wie z.B. Mikrofräsen
mit höchsten Qualitätsansprüchen. Zwar
fehlte wieder die Mikrowerkzeugmaschine
in dieser Sonderschau (!), doch startete
die NC Gesellschaft e.V. mit Carl Zeiss,
Oberkochen, WBK der TU Karlsruhe und
anderen Partnern die Initiative „Prüfwerkstück für Mikrofräsen“. (siehe auch s. 17-19)
Auch die aktuellen Verbandsergebnisse
fehlten nicht: NCG-Empfehlungen 5-AchsBearbeitung und Wasserstrahlschneiden.
Warum der NCG-Stand seinen angestammten Platz neben dem Forum für die
„Sitzgruppen und das Lager“ des IVAM
opfern musste, ließ sich nicht nachvollziehen. Vielleicht sollte damit die Bewegung
gen Halle 6 durch uns gestartet werden,
denn 2008 ist die MicroTechnology in
dieser Halle beheimatet (für die nähere
Zukunft – oder?).
07.09.2007
10:27 Uhr
Seite 22
BLECHexpo und
SCHWEISStec
mit Rekordergebnissen
Von ehemals 14.000
auf nunmehr
über 25.000 Fachbesucher!
D
asselbe gilt für die stolze Anzahl von
25.172 gezählten Fachbesuchern,
wovon gut 15% aus dem nahen und fernen Ausland den Weg nach Stuttgart einschlugen. Die Zahl 25.172 erhält vor allem
dann
Aussagekraft,
wenn
man
berücksichtigt,
dass
zur
letzten
BLECHexpo am alten Standort Sinsheim
rund 14.000 Fachbesucher zu verzeichnen
waren. Zumal bereits diese Zahl ein hervorragendes Ergebnis darstellte. Dass ein
derartiger Zuwachs möglich wurde, erfreute natürlich sowohl den Veranstalter als
auch die Aussteller, die entsprechend gute
bis sehr gute Geschäfte und Kontakte vermelden konnten.
NCG WSS-Prüfwerkstück
(NCG-Empfehlung 2006)
Auch die NC Gesellschaft e.V. war dabei:
NCG-Wasserstrahlschneidforum
Halle 6, BlechExpo 2007, Messe Stuttgart
Thema:
Wasserstrahlschneiden im Brennpunkt
der Fertigung: WSS versus Fräsen!
Moderation:
Dirk Peter, AWT/IW, Universität Hannover
Einführungsvortrag:
Wertschöpfung durch Technologie-Mix
nach Auswahl der optimalen Fertigungsverfahren am Beispiel
"WSS versus Fräsen" –
NCG-Prüfwerkstücke für die Praxis!
Michael Merkle,
Vorsitzender der NC Gesellschaft e.V.,
Bystronic AG
Anwendervorträge der Firmen:
- WATERJET HOLDING AG,
Aarwangen (CH)
- W.P.HydroschneideTechnik GmbH & Co. KG,
Sigmarszell (D)
- Qualicut AG, Uster (CH)
- AQUAtec GmbH, Emmerich (D)
Zielsetzung:
NCG-Empfehlung 2006/Entwurf:
Prüfwerkstück für WSS-Maschinen
Thomas K. Pflug, NC Gesellschaft e.V.
Webcast:
http://www.ncg.de/wss.php
http://www.vogelonline.net/webcasts/blechexpo7.htm
NCG-Mitglieder-Treff
auf der EuroMold 2007
W
ieder in der Halle 8 –
dieses Mal am Stand F157 –
ist die NC Gesellschaft e.V. auf der
EuroMold vertreten.
Gemeinsam mit dem NCG-Mitglied 1zu1
Prototypen GmbH & Co aus Dornbirn (A)
erfolgt der Auftritt.
Im attraktiven Standambiente, mit dem
Initialthema der EuroMold „Prototypen“
wird der Messeauftritt erfolgen. Dabei gilt
natürlich dem praxisrelevanten und wertschöpfenden Rapid Manufacturing der
Hauptaugenmerk.
Microsystemtechnik (MST) wird
Sonderschau-Thema in vier Schall-Messen
Drei Jahre wurde die Microsys als Neuling neben der Supermesse Control in Sinsheim
aufgebaut (2004 – 2006). Der Wechsel einiger Schall-Messen nach Stuttgart führte
zunächst zur Aufgabe dieser Konzeption. Doch ab 2008 soll und wird MST als Sonderthema
in den Fachmessen MOTEK, FAKUMA, Control und Blechexpo wieder ein Schall-Thema.
E
s stimmte nicht nur die NCG traurig, dass 2007 MST/Ultrapräzisionsfertigung
„Control-frei“ verlief. Zwar erkämpfte sich die erste MiNat einen optischen Achtungserfolg auf dem neuen Gelände in Stuttgart. Doch wie diese Messeidee „eigenständig“ zur
Erfolgsstory werden kann, wird sich erst noch zeigen müssen.
Doch in der Zusammenarbeit zwischen den Schall-Messen und der NCG sind eindeutig
die Weichen gestellt: MST-Sonderschauen in den für diese Synergien geeigneten SchallFachmessen.
NCG-Mitglieder-Treff Halle 8, F157 mit 1zu1 Prototypen
GmbH&Co aus Dornbirn (A)
So steht das Thema Micro-Spritzguss für die Sonderschau in der FAKUMA Pate. MicroMontage in der MOTEK und logischerweise Micro-Messtechnik in der Control. Auch die
Blechexpo wird Micro-Stanzen, usw. als Sonderschau beheimaten. Somit wird den ständig innovativ wachsenden Anwendungen bei der Miniaturisierung von Bauteilen und
Produkten marktgerecht Rechnung getragen.
07.09.2007
10:27 Uhr
Seite 24
Bystronic AG
Wasserstrahlschneidanlage ByJet Pro –
Leistung in ihrer höchsten Form
Sauber, geräuscharm und kompakt
D
Die Kapselung des ByJet Pro sorgt für eine saubere und geräuscharme Arbeitsumgebung. Der ergonomisch gestaltete Wechseltisch steigert die Produktivität der Maschine auf ein Höchstmaß.
Der ByJet Pro ist die Bystronic Maschinenneuheit aus dem Bereich
Wasserstrahlschneiden. Erstmals präsentiert wird diese Anlage an
der diesjährigen EMO in Hannover.
H
öchste Präzision und herausragende
Produktivität beim Wasserstrahlschneiden tragen einen neuen Namen:
ByJet Pro. Diese Maschinenneuheit ist die
jüngste Bystronic Lösung für anspruchsvollste Herausforderungen in der Teilefertigung ohne thermische Beeinflussung
des Werkstoffs. Das Maschinenkonzept
des ByJet Pro weist gegenüber dem Vorgängermodell weit reichende Veränderungen auf und garantiert dem Anwender ein
noch wirtschaftlicheres Arbeiten. Augenfällig sind dabei die neue Schneidbrücke,
die sich mit bis zu vier unabhängig angetriebenen Schneidköpfen ausrüsten lässt,
die Kapselung der Maschine für eine
saubere und geräuscharme Arbeitsumgebung und der ergonomisch gestaltete
neue Wechseltisch. Dem modularen Aufbau des Maschinensystems wurde noch
mehr Beachtung geschenkt, so dass alle
Kundenbedürfnisse perfekt abgedeckt
werden können.
Beispiellose Produktivität
D
er Einsatz von vier Schneidköpfen
und das einzigartige Wechseltischkonzept bewirken, dass pro Zeiteinheit
bis zu fünf Mal mehr Teile produziert
werden können.
Anderseits wird durch die effiziente
Programmierung mit dem CAD/CAMSoftwarepaket Bysoft sowie durch die
Steuerung und Überwachung der
Schneidprozesse durch ByVision sichergestellt, dass Nebenzeiten und Materialverbrauch auf ein Minimum reduziert sind.
Automatische Prozesskontrolle gewährleistet ferner einen mannarmen Betrieb
der Anlage und den störungsfreien Lauf
sowohl der Maschine als auch der Pumpe.
Vielseitig einsetzbar
D
er ByJet Pro lässt sich exakt auf kundenspezifische Produktionsanforderungen abstimmen, weil das System in
Varianten erhältlich ist. Unabhängig von
der Seriengröße werden alle Aufträge
kostengünstig gefertigt und dies über ein
nahezu unbegrenztes Spektrum unterschiedlichster Materialien. Die Anzahl der
eingesetzten Schneidköpfe lässt sich den
jeweiligen Teilegeometrien anpassen.
So können große Teile mit einem Schneidkopf geschnitten werden, während für die
Bearbeitung vieler kleiner Teile alle vier
Schneidköpfe aktiv sind. Teure Faserverbundstoffe und andere Schichtwerkstoffe
können mit der Bohrspindel vorgebohrt
werden, was Delaminationen effizient
verhindert.
Dauerhaft höchste Genauigkeit
D
er ByJet Pro ist äußerst langlebig und
von anhaltender Genauigkeit. Dafür
sorgen der hochwertige Maschinenbau,
die perfekte Abstimmung der einzelnen
Komponenten und die Beherrschung des
Gesamtprozesses.
Als Basis für höchste Präzision dienen der
einteilige, stabile Maschinenrahmen und
die sichere Fixierung des Materials mit
Hilfe eines mechanischen Spannsystems
sowie der Schneidkopf des Typs HPT (High
Precision Tool), das hochdynamische
Schneidventil und die Höhenabtastung
mit integriertem Kollisionsschutz. Zwei
einzeln angetriebene und über einen
Mikrocontroller geregelte Druckübersetzer garantieren auf Seiten der Pumpe
einen konstanten, linearen und stufenlos
regelbaren Druckverlauf.
as einzigartige Maschinenkonzept
des ByJet Pro ist nicht nur Platz sparend sondern es garantiert eine saubere
sowie geräuscharme Arbeitsumgebung.
Insbesondere die Kapselung der Maschine
ermöglicht es, dass der Maschinenbediener
näher an der Maschine stehen kann und
dennoch vor Lärm, Schmutz und den
Verletzungsgefahren des Schneidprozesses
geschützt ist. Auch für einen sicheren
Einrichtbetrieb bei geöffnetem Schutztor
ist gesorgt, weil dann die Geschwindigkeit
der Antriebe automatisch reduziert wird.
Für einen zusätzlichen Bedienerschutz ist
die neue ergonomische und wasserdichte
Handbedienung mit einem Totmannschalter ausgestattet. Zudem sorgt die
CNC-gesteuerte Wasserniveaukontrolle
für stark verringerte Schallemissionen
und die im Maschinenrahmen integrierte
Spülvorrichtung für eine Reinigung des
Wechseltisches sowie der geschnittenen
Teile. Die Kapselung des ByJet Pro lässt
außerdem unproduktive Sicherheitsflächen weitgehend verschwinden.
Augenfällig ist die neue Schneidbrücke des ByJet Pro, die
sich mit bis zu vier unabhängig angetriebenen
Schneidköpfen ausrüsten lässt.
«Es gibt viele gute Gründe, in einen ByJet
Pro zu investieren. Aus meiner Sicht sind
dies die fünf wesentlichsten: Er ist noch
produktiver, noch vielseitiger, noch präziser
und unerhört clever; deshalb erzielt der
Anwender einen maximalen Ertrag für
jeden investierten Euro», erläutert
Michael Merkle, Leiter der Bystronic
Geschäftseinheit Wasserstrahlschneiden.
Der Öffentlichkeit präsentiert wird der
ByJet Pro erstmals an der EMO, die vom
17. bis 22. September in Hannover
stattfindet.
Treffpunkt: Halle 15, Stand D28.
www.bystronic.com
07.09.2007
10:28 Uhr
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07.09.2007
10:28 Uhr
Seite 28
CG Tech Deutschland GmbH
VERICUT
vs. integrierte
NC-Simulation!
Die heute von den Werkzeugmaschinenherstellern angebotenen
Bearbeitungssysteme stellen neue und höhere Anforderungen an
den Programmierprozess. 5-Achsenbearbeitung, 6 Seitenbearbeitung, Drehfräsen und Fräsdrehen sind nicht mehr effektiv ohne
NC-Simulation programmierbar.
zu geben, statt erst vom Bediener oder
von der Werkzeugmaschine zu erfahren,
dass das NC-Programm fehlerhaft ist.
K
ommen wir nun auf die unterschiedlichen Simulationsmöglichkeiten der
CAD/CAM- und CAM-Systeme.
D
as Argument, der erfahrene Programmierer bekäme die Programmierung dieser komplexen und äußerst
schnellen Bearbeitungssysteme auch
ohne NC-Simulation hin, ist sicher nicht
falsch aber deshalb auch lange noch nicht
richtig. Denn es ist auch heute noch möglich für eine Geschäftsreise von Berlin
nach Köln eine Pferdekutsche zu nehmen,
effektiver wäre allerdings das Flugzeug.
Wenn man also mit dem hohen Tempo
und der neuen Komplexität der angebotenen Bearbeitungsmaschinen Schritt halten
will, kommt man am Thema NCSimulation (Fertigungssimulation) nicht
vorbei.
Nun gibt es im Bereich der NC-Simulation
verschiedene Ansätze, die der Maschinenhersteller, der CAM-Anbieter und der
Simulationsanbieter aufgreifen.
M
anche Maschinenhersteller bauen
Simulationssysteme in ihre Maschinen ein, um das Investment der teueren Maschine zu schützen. Sicherlich ein
guter Ansatz, ähnlich wie Airbag, ESP und
ABS im Auto. Allerdings sind diese Technologien nur darauf ausgerichtet, den
Schaden, der durch Fehler der Fahrer
(Programmierer) entstehen kann, zu
begrenzen. Von Anfang an fehlerfrei zu
fahren, ist auf jeden Fall der bessere Ansatz.
Deshalb ist es sinnvoll, von vorne herein
die richtigen Programme in die Fertigung
Viele helfen dem Programmierer ein
wenig bei seiner komplexen Tätigkeit,
wenn er die Möglichkeit erhält, nun das
Werkstück und sein Werkzeug auf dem
Bildschirm zu sehen.
Weg, die reale Bearbeitungssituation mit
einer „virtuellen Bearbeitungsmaschine
auf dem Schreibtisch“ zu simulieren.
Darüber hinaus ist die reale Programmierwelt mit vielen unterschiedlichen Programmiermethoden ausgestaltet. Da sind
nicht nur die verschiedenen CAM-Systeme
sondern auch die Programmierung mit
dem Editor ist in vielen Fällen sinnvoll.
D
as Softwaresystem VERICUT® der
Firma CGTech ist in der Lage aus
jedem dieser Programmierpfade die
Daten zu übernehmen und auf Basis dieser
Daten eine vollständige Maschinensimulation durchzuführen. Natürlich müssen
hierbei neben Maschinengeometrie auch
Werkzeuge, Vorrichtungen, Spannmittel
und
Handhabungseinrichtungen
berücksichtigt werden.
Für den Anwender ist es der einzig sichere Weg, die reale
Bearbeitungssituation mit einer „virtuellen Bearbeitungsmaschine
auf dem Schreibtisch“ zu simulieren.
Manche können auch die Bearbeitungsmaschine in ihrem Bewegungsablauf
darstellen und helfen dem Programmierer
deutlich mehr in der Beurteilung der Bearbeitungssituation. Diese Systeme simulieren den vom CAM-System generierten
neutralen Code und NICHT den von der
Bearbeitungsmaschine
verwendeten
NC-Code nach dem Postprozessorlauf.
Von den Anbietern wird behauptet, das
eine wäre so sicher wie das andere. Was
wäre von der Aussage zu halten, dass man
getrost den TÜV für Autos abschaffen
könnte, weil der Fahrer des Wagens nach
„eingehender Überprüfung“ seines Fahrzeuges, sich selbst die TÜV-Plakette auf
das Nummernschild kleben darf.
Nur die Fertigungssimulation der NCDaten (des Maschinencodes) bietet hinreichende Sicherheit. Die integrierten
CAD/CAM-Lösungen, die viele der angesprochenen Möglichkeiten bieten, ermöglichen aber nicht die notwendige
Programmsimulation außerhalb ihres
Systemumfeldes.
Für den Anwender ist es der einzig sichere
Das virtuelle Rohteil wird auf der virtuellen Maschine „zerspant“, wobei der
Programmierer für jeden einzelnen
NC-Satz alle für Ihn notwendigen Informationen zum Bearbeitungsvorgang erhält.
D
ie Firma CGTech, die sich ausschließlich mit diesem Thema befasst,
bietet nun seit 20 Jahren das System
VERICUT mit dem integralen Bestandteil
Maschinensimulation an. Die Erfolgsgeschichte der Firma CGTech ist nur mit dem
täglich gewinnbringenden Einsatz von
VERICUT im Fertigungsprozess vieler
zerspanender Unternehmen weltweit zu
erklären.
www.cgtech.com
07.09.2007
10:28 Uhr
Seite 30
Roschiwal + Partner Ingenieur GmbH
Eine Denkfabrik stellt sich vor
Roschiwal + Partner:
Eine Denkfabrik stellt sich vor
Dem Schnelleren gehört die
Zukunft. Und wer sich externes
Know-how ins Haus holt, kann
Erkenntnisse anderer Branchen
für sich nutzen.
Roschiwal + Partner Ingenieur
GmbH, die Entwicklungsgesellschaft aus Augsburg, bietet
diese Vorteile:
Die Ideenschmiede präsentiert
sich auf der EMO, der Plattform
für Innovationen im Bereich
Werkzeugmaschinen.
I
nnovation ist auch das Schlüsselthema
der Firma. 1984 gegründet, liefert die
Roschiwal + Partner Ingenieur GmbH mit
Hauptsitz in Augsburg, Schwestergesellschaft in Berlin und Tochterfirma in
Temeschwar erfolgreich Innovationen auf
Bestellung. Derzeit entwickeln und konstruieren rund 100 Mitarbeiter im Kundenauftrag. Ansatzpunkt aller Entwicklungen
und Konstruktionen ist die Tatsache, dass
der Entwicklungszeit als Wettbewerbsfaktor eine entscheidende Bedeutung
zukommt sowie auch der Fakt, dass die
Firma über eine enorme Wissensbreite
verfügt. Philosophie in der Zusammenarbeit ist immer, die Wissenstiefe des
Kunden mit der eigenen Wissensbreite zu
ergänzen, die kreativen Lösungen zu
Ideen erzeugen –
wie am Fließband
D
Konstruktion und Ausarbeitung erfolgen auf dem gleichen CAD-System kompatibel zum System des Kunden.
mehren und die Innovationsgeschwindigkeit deutlich zu erhöhen.
ie Fachbereiche der Firma liegen
einerseits in der Entwicklung von
Produktionsmaschinen und andererseits
bei der Produktentwicklung bis hin zu
Kleingeräten der Mechatronik.
Aktuelle Entwicklungsbeispiele drücken
die gleiche Vielschichtigkeit aus wie die
Referenzliste:
Bearbeitungszentren,
Schleifmaschinen, Drehmaschinen, Messund Prüfeinrichtungen. Im Zentrum der
Aktivitäten der Firmen in Augsburg und
Berlin stehen angewandte Forschung,
Entwicklung und Konstruktion in
Produktions-, Fertigungs- und Montagetechnik. Angeboten werden ganzheitliche
Entwicklungsarbeiten von Konzeption,
Ideenfindung, Pflichtenheft, Konstruktionsvorentwürfen, Konstruktionsentwürfen bis zur Erstellung sämtlicher Fertigungsunterlagen, Einzelteilzeichnungen
und Stücklisten.
Es sind vor allem Kunden aus dem Werkzeugmaschinenbau, dem allgemeinen
Maschinenbau sowie dem Anlagen- und
Apparatebau, von denen die Anfragen
kommen und die Liste der Kunden liest
sich wie ein Auszug aus dem Who´s who
der Maschinenindustrie: Von ABB, Deckel
Maho, EADS, Gleason Pfauter und KraussMaffei über Leistritz, Mercedes Benz, Renk
und Schleifring bis hin zu Siemens, TRW,
Trumpf und ZF.
Die gleiche Sprache sprechen wie der Auftraggeber:
10 verschiedene CAD-Systeme garantieren die
Kompatibilität zum Kunden
Aber nicht nur Komplettentwicklungen
sondern auch Teilleistungen wie
z.B. Projektstudien, Produktplanung und
Berechnungsverfahren gehören zum Angebot der Firmengruppe. Um die Kompatibilität zu den unterschiedlichen Kunden
zu gewährleisten, arbeitet das Unternehmen inzwischen mit 10 verschiedenen
CAD-Systemen.
FEM-Berechnungen zur Beurteilung der Varianten,
zur Auslegung und Optimierung von Bauelementen erfolgen auf Ansys
Berechnungen werden erstellt mit Hilfe
von PC-Programmen wie MATHCAD oder
Kisssoft bis hin zu umfangreichen FEMBerechnungen mit ANSYS.
E
in aktueller häufig nachgefragter
Tätigkeitsschwerpunkt ist eine selbstentwickelte Methodik zur Senkung der
Herstellkosten z.B. bei Werkzeugmaschinen: Diese werden über Jahre produziert,
sind in der Regel technisch noch auf
einem hohen Niveau, leiden jedoch häufig
unter den zu hohen Herstellkosten.
Eine Verlagerung der Produktion in Billiglohnländer wird vielfach den Qualitätsansprüchen nicht gerecht. Eine mögliche
Lösung des Problems ist die Überarbeitung
unter besonderer Berücksichtigung der
HK. Dabei ist die klassische Wertanalyse
aufgrund der begrenzten Stückzahl und
zunehmend kürzeren Innovationszeiten
bei Investitionsgütern nur bedingt einsetzbar. Das Roschiwal-eigene Kostensenkungsprogramm funktioniert daher
etwas anders: Es ist eine methodische
Vorgehensweise für die Kostenoptimierung und nutzt die Vorteile der Wertanalyse,
der ABC-Analyse sowie verschiedener
Kreativitätstechniken.
Schwerpunkt in Temeschwar liegt in der
3D-Modellierung von Wiederverwendungsteilen: Bei Neukonstruktionen
kommen nach der CAD-Umstellung von
2D auf 3D ca. 20-40% vorhandener Bauteile zum Einsatz, die noch nicht als 3DModelle vorhanden sind. Dies führt zu
Terminverzögerung und Mehraufwand.
Durch vorgezogene 3D-Modellierung kann
eine Abkürzung zukünftiger Entwick-
lungszeiten erreicht werden. Aufgrund
des Standortes ist Roschiwal in der Lage,
diese Arbeiten zu günstigen Festpreisen
anzubieten. Die Projektleitung für diese
Arbeiten erfolgt in Augsburg – mit garantierter hoher Qualität.
Der Dienstleistung
gehört die Zukunft
D
Organisation
der kleinen Zellen
D
er Projekterfolg wird nicht nur durch
breite
Erfahrung
und
hohe
Technologisierung sondern auch durch
eine interne ‘Organisation der kleinen
Zellen’ gewährleistet. Die Partner sind als
Mitgesellschafter am Firmenkapital beteiligt, denken dementsprechend unternehmensbewusst und garantieren damit das
Kosten - Leistungsverhältnis. Sie sind als
Projektleiter dem Kunden für die Projektabwicklung direkt verantwortlich.
ie Innovationsgeschwindigkeit nimmt
stetig zu. Ingenieurkapazität fehlt
schon heute und wohl auf Jahre hinaus.
Entfernungen zum Kunden sind durch
weltumspannende Netze nahezu bedeutungslos.
Drei gute Voraussetzungen für einen
Ingenieurdienstleister. Und die allgemeine
Firmenentwicklung bestätigt denn auch,
auf dem richtigen Weg zu sein:
Dem Unternehmen ist es in den vergangenen Jahren gelungen, die Ergebnisse
von Jahr zu Jahr zu steigern. Dies lässt sich
sowohl an den steigenden Umsätzen als
auch an der wachsenden Anzahl der
Mitarbeiter ablesen.
Das Firmengebäude in Augsburg – geplant von
Ingenieuren für Ingenieure fördert das helle Ambiente
die Kreativität der Mitarbeiter
Die Summe eines guten Teams ist mehr als die Summe
seiner Einzelpersonen
Die Projektgruppen bestehen aus dem
Projektleiter und 3 bis 12 Mitarbeitern, die
Besetzung erfolgt projektorientiert. Wenn
nötig ergänzt ein technisch-wissenschaftlicher Beraterkreis aus verschiedenen
Hochschulen die Konstruktionspartner.
Weitere Informationen:
Roschiwal + Partner
Ingenieur GmbH
Unterer Talweg 125, 86179 Augsburg
Tel.: 0821 / 8007-0
Fax: 0821 / 8007-190
Mail: engineering@roschiwal.de
Internet: www.roschiwal.de
Kaltwalzmaschine: Eine Entwicklung für die Firma Ex-Cell-O
07.09.2007
10:30 Uhr
Seite 32
Renishaw GmbH
Messlösungen von Renishaw helfen:
Gutteile schnell und zuverlässig fertigen
Das nicht „Späne machen“ das
Geld verdient, hat sich längst
herumgesprochen. Anspruchsvolle Fräs- und Drehteile in der
kürzesten Zeit zuverlässig herstellen zu können entscheidet
über den Erfolg am Markt.
Renishaw hat die Produkte mit denen Sie
die Voraussetzungen für den optimalen
Einsatz Ihrer Werkzeugmaschine schaffen
können.
D
ie Maschine kennen
Die anforderungsgerechte Grundgenauigkeit der Werkzeugmaschine ist eine
grundsätzliche Voraussetzung für genaue
Werkstücke. Die detaillierte Prüfung der
Geometrieparameter kann mit dem
neuen kompakten Renishaw Laserinterferometer-System XL-80 erfolgen und
dann regelmäßig mit dem QC10 Kreisformtest überprüft werden. Damit sind
dann auch gleichzeitig die Voraussetzungen für eine stabile Prozessregelung durch
Messungen in der Maschine geschaffen.
den ignoriert. Damit arbeitet das System
auch unter den ungünstigen Bedingungen
in einer Bearbeitungsmaschine extrem
schnell (typ. <1s) und zuverlässig. Die einfache Installation und Integration machen auch Nachrüstungen wirtschaftlich.
G
TRS2 Werkzeugbrucherkennung
W
erkzeugbruch beherrschen
Mit dem einzigartigen TRS2
System bringt Renishaw eine technisch
völlig neue Lösung zum Thema Werkzeugbrucherkennung: Ein ungefährlicher
Laserstrahl ist auf die Werkzeugspitze
gerichtet und die einzigartige Erkennungs-Elektronik analysiert das vom
gleichmäßig rotierenden Werkzeug reflektierte Lichtmuster. Nur bei einem
regelmäßigen Muster der zurückkommenden Reflexionen ist das Werkzeug
vorhanden und die weitere Bearbeitung
wird freigegeben.
Unregelmäßige Reflexionen, zum Beispiel
durch Kühlschmierstoff oder Späne, werSeite 32 | transfer 37| 2007
enauigkeit steuern statt nur prüfen
Die Softwarefamilie Productivity+
ermöglichen die vollständige Integration
aller Messaufgaben direkt in das Bearbeitungsprogramm, Steuerung der Bearbeitung in Abhängigkeit vom Messergebnis, interaktive Programmierung
nach CAD-Daten, graphische Simulation
mit Kollisionsüberprüfung und tabellarische Ergebnisausgabe durch die Maschine.
H
ochgenau mit der Maschine messen
Mit den hochgenauen 3D Messtastern von Renishaw (OMP400, RMP600)
können auch Merkmale wie komplexe
Freiformflächen, die Mehrpunktaufnahme einer Bohrung/Welle, Zylinder,
Kegel, Kugel oder schrägen Ebene hochgenau gemessen werden. Der Messtaster
muss dazu nicht erst in allen verwendeten Vektorrichtungen kalibriert werden.
Der Anwender profitiert von erheblich
verbesserten Zykluszeiten, und höherer
Genauigkeit.
P
otenziale ausschöpfen
und Abläufe verkürzen
Durch den Einsatz der leistungsfähigen
Renishaw Produkte kann der Anwender
die Stabilität und Zuverlässigkeit der
Produktion von komplexen Werkstücken
erhöhen ohne lange Einfahrzeiten in Kauf
nehmen zu müssen. In der Fertigung werden Kostenersparnisse erzielt, da Fehler
erkannt und korrigiert werden können,
bevor die Werkstücke von der Werkzeugmaschine genommen werden. Damit wird
Zeit gespart, Ausschuss reduziert und das
Vertrauen in die Fertigung erhöht. Die
hierfür erforderlichen Mittel wie Systeme
zur Maschinengenauigkeitsüberprüfung,
hochgenauen Werkstück- und Werkzeugmessung, sowie interaktiven Programmierung werden von Renishaw aus einer
Hand angeboten und sind perfekt aufeinander abgestimmt.
Weitere Info unter: www.renishaw.de
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10:30 Uhr
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Impressum/ Herausgeber
NC-Gesellschaft e.V.
Verantwortlich
Thomas K. Pflug
Postfach 3168
D-89021 Ulm
Tel. +49 (0) 7 31/55 27 55
Fax +49 (0) 7 31/55 27 57
www.ncg.de
ncg@ncg.de
Herstellung
büromausulm
Verantwortlich
Melanie Ritt
Sedanstraße 10
D-89077 Ulm
Tel. +49 (0) 7 31/9 68 30-0
www.buero-maus.de
info@buero-maus.de
Verantwortlich für namentlich gekennzeichnete Beiträge
sind die jeweiligen Autoren.
Dienstleistungsangebot!
Europäisch agierende Institution
(Technologie-Transfer für die innovativsten Konstruktions- und
Fertigungstechniken seit über 30 Jahren)
mit Sitz in Süddeutschland ist offen für Synergien
und übernimmt externe Dienstleistungen:
+
+
+
+
+
Kongress- und Tagungsmanagement
Messe-Sonderschauen/Foren
Mitglieder-Zeitung/Pressearbeit
EU-Projekt-Partner für Öffentlichkeitsarbeit
Berufsbildungs-Konzepte mit
europäischer Zertifizierung –
Gremien für Schaffung von Technischen Regeln
(Normung)
+ Verbandsadministration und Mitgliederbetreuung
+ usw.
Anfragen an ncg@ncg.de
07.09.2007
10:30 Uhr
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