Dreh- und Fräszerspanung Digitalisierung und Vernetzung der Fertigung im 50-Stunden-Projekt

Coscom realisiert ECO-Systeme im Bereich der Dreh- und Fräszerspanung. Das Softwaresystem zeichnet sich durch die Organisation der Fertigungs- und Werkzeugdaten aus. Dazu kommt eine Digitalisierung der Prozesse rund um die CNC-Werkzeugmaschine. Ein wesentlicher Bestandteil der Coscom-Lösung ist das Toolmanagement. Das ist die Grundlage für viele Prozesse in diesem Umfeld. Die Einführung eines erweiterten Toolmanagements in einem Fertigungsbetrieb ist mit einem Initialaufwand verbunden. Natürlich müssen einmal die notwendigen Daten in die Plattform-Datenbank. Oftmals wird dieser Initialaufwand überschätzt und somit zu einer großen Hemmschwelle für eine Systemeinführung.

Das Coscom-50-Stunden-Projekt zeigt auf, dass man mit smarten Coscom-Software-Tools und System-Automatismen in kürzester Zeit eine arbeitsfähige Datenlage erzeugen kann.

Das 50-Stunden-Projekt

Schritt 1: Die Grundlagen für das Coscom-ECO-System werden konfiguriert. Das Benutzer- und Rechtesystem wird entsprechend eingestellt, die vorhandenen CNC-Maschinen in der Coscom-Maschinenverwaltung angelegt und die entsprechenden File-System Verlinkungen hergestellt. Auf Basis der bekannten Lagerorte wird eine Lagerstruktur im Coscom-Warehouse aufgebaut. In der ECO-System-Administrationsoberfläche werden die später gewünschten Zielsysteme für eine digitale Werkzeugdatenversorgung (Tool Cooperation Interface TCI) angehakt.

Schritt 2: Über die Oberfläche des Coscom-Tool Director werden die CAD-Daten der Werkzeugeinzelkomponenten importiert und ein Artikelstammdatensatz mit allen notwendigen Informationen erzeugt. Über eine smarte CAD-Unterstützung zum Aufbereiten der CAD-Information wird daraus eine echte 3D-CAD-Werkzeugkomponente, die für einen parametrischen Komplettwerkzeugzusammenbau geeignet ist. Mit der Zuordnung des gewünschten Lagerortes und der entsprechenden Bestandsmenge wird die Anlage des Artikelstammdatensatzes abgeschlossen.

Schritt 3: Die PDF-Zeichnungen zu den Komplettwerkzeugen dienen als visuelle Informationsquelle zur Erstellung der benötigten Komplettwerkzeuge. Mit Hilfe des parametrischen Coscom Komplettwerkzeugzusammenbaus mit Plausibilitätsprüfung entstehen echte digitale Zwillinge (3D-CAD-Modelle) zu den Komplettwerkzeugen. Die dazugehörigen Schnittdaten werden aus den entsprechenden NC-Programmen gelesen und materialklassenspezifisch erfasst. Die Eigenschaft „Standardwerkzeug“ an einer oder mehreren Maschinen wird per Klick gesetzt.

Schritt 4: Im Coscom-Factory Director, dem operativen ECO-System-Baustein für die Organisation der artikelspezifischen Fertigungsdaten, werden die Fertigungsartikel angelegt und die 3D-CAD-Modelle für das Roh- und Fertigteil zugeordnet. Die Arbeitsplaninformationen liefern eine weitere Datenstrukturierungsebene, mit deren Hilfe eine eindeutige NC-Programmzuordnung realisiert wird. Die bereitgestellten NC-Programme werden als „DNC-fähige“ Datei diesen Datenstrukturen zugeordnet und die jeweilige Planfolge mit der Information der bereitgestellten 3D-CAD-Spannsituationen ergänzt.

Schritt 5: Die finale Zusammenführung der Fertigungsartikel-Stammdatensätze mit den Komplettwerkzeuginformationen erfolgt mit Hilfe eines automatischen Abgleichs der in den NC-Programmen verwendeten Werkzeugen und der eigentlichen Werkzeugdatenbank. Per Klick entsteht so für jedes NC-Programm eine digitale Komplettwerkzeugliste, inklusive Stücklisteninformationen und Montagevorschriften – die Grundlage für sämtliche Datenprozesse im ToolManagement.

Mit dem Abschluss in Punkt 5 wurden in Summe 50 Stunden Arbeitszeit aufgewendet. Der Nutzen ist enorm. Innerhalb dieser Zeit wurde auf Basis von verfügbaren, einzelnen Informationen und Daten ein komplettes ECO-System aufgebaut. Viele zusätzliche Informationen und Daten wurden automatisch vom System erzeugt und das notwendige Beziehungswissen für die Gestaltung digitaler Prozessabläufe hergestellt.

Vorteile

Der digitale Zwilling wird real

Transparenz, Fehlervermeidung und Verbesserung der Prozesse rund um die CNC-Maschinen sind die Stärken des ECO-Systems. Folgende Nutzen können ohne zusätzliche Aufwände in der Datenanlage sofort umgesetzt werden:

• Soll L und Soll Q wurden automatisch generiert und in die Werkzeugdatenbank eingetragen.

• Dem Komplettwerkzeug wurde über eine Mappingfunktion das entsprechende Messprogramm (Zoller) zugeordnet und die variablen Messparameter gesetzt.

• Informationen zur Montagevorschrift in Bild und Parametern

• Zum Komplettwerkzeug wurden automatisch 3D-CAD-Kollisionsmodelle erzeugt. Die Abmessungen dieser Modelle werden in den Datensatz eingetragen. Über eine maschinenspezifische Mappingfunktion werden diese Informationen auch noch klassifiziert.

• Coscom-CI-Daten – systemspezifische Aufbereitung des Komplettwerkzeuges zur Verwendung in CAM- und Simulationssystemen

Die digitale Arbeitsmappe holt sich die Informationen

Durch die Verknüpfung der Daten entsteht ein revisionssicherer Datensatz mit Informationen und Daten für die Fertigung.

• Alle Fertigungsdaten zu einem Fertigungsartikel sind automatisch revisioniert und zielgerichtet abrufbar

• Gesamte Datenpakete werden für CAM- und Simulationssysteme revisionssicher bereitgestellt.

• Druckreports für Einrichteblätter

Lagern, Bereitstellen und Verfolgen von Werkzeugen

Mit der Datenanlage wurde die Basis für eine Lagerwirtschaft im Betriebsmittellager und zur auftragsbezogenen Bereitstellung von Betriebsmitteln erzeugt.

Damit können nun folgende Prozesse umgesetzt werden:

• Mindestbestandsüberwachung mit Bestellanforderung

• Gesicherte Verfügbarkeit von Komplettwerkzeugen und/oder Einzelkomponenten zum Startzeitpunkt des Fertigungsauftrages

• Bilanzierung des Werkzeugbedarfs eines Folgeauftrages in Bezug auf die aktuelle Bestückung der Werkzeugmaschine

Datengrundlage für die Automatisierung

Das Coscom-ECO-System bietet in seiner Gesamtheit noch viel mehr Möglichkeiten. Ist diese durch die Initialdatenanlage im Stammdatenbereich einmal in Schwung, fließen eben auch aus den aktiven Prozessen Daten in das ECO-System zurück.

• Werkzeugstandzeiten oder Werkzeug IST-Daten sowie Statusmeldungen aus der Werkzeugbereitstellung sind Prozessinformationen, die strukturiert weiteren Prozessen, zum Beispiel einer Automatisierung, zur Verfügung gestellt werden können.

Fazit

Dieses Projekt zeigt auf, dass der Aufbau einer Werkzeugdatenbank, eingebettet in einem ECO-System-Ansatz, keine großen Zeitaufwände in Anspruch nimmt und sofort Nutzen liefert. Coscom hat Lösungen geschaffen, in denen sich der Praxisbezug in den Details der Softwaremodule wieder findet. Trotz heterogener Datengrundlagen sind nicht mehr als 50 Stunden Arbeitsaufwand notwendig, um ein komplettes ECO-System aufzubauen. Für einen sofortigen Nutzen und als Einstieg für weitere Ausbauschritte.