Durchgängig digital

Bei der Lauble GmbH in D-78655 Dunningen dreht sich alles um Präzision und Oberflächengüte. Damit Drehteile in Losgrössen bereits ab 500 Stück wirtschaftlich zerspant werden können, bedarf es einer durchdachten Fertigungsstruktur, wie Geschäftsführer Sascha Auber betont. Er hat sich in den letzten Jahren intensiv mit der Thematik beschäftigt und gemeinsam mit Florian Kreuzberger, Assistent der Geschäftsleitung, Optimierungen an Maschinen, Peripherie, Software und vor allem an den Abläufen vorgenommen. Zentrale Absicht der beiden: «Um Kundenwünsche hinsichtlich Stückzahl, Qualität und Preis optimal erfüllen zu können, müssen wir sehr flexibel sein und schnell umrüsten können.»
Neben den Mitarbeitern sind die Maschinen das wichtigste Element in der Lauble-Produktion. «Nur wenn sie leistungsfähig sowie hoch verfügbar sind und auch nach Jahren noch ihre Präzision bringen, haben sie einen Platz in unserer Fertigung», sagt Sascha Auber. Dort stehen derzeit
31 Drehmaschinen, davon sind 19 von Index: Produktionsdrehautomaten Index C200, C100, C65 und ABC, jeweils in mehrfacher Ausführung. «Auf Index-Produkte können wir uns verlassen – auch in der Peripherie, was beispielsweise die Software ‹Virtuelle Maschine› anbelangt», bekräftigt der Geschäftsführer.

Nutzen der Virtuellen Maschine früh erkannt
Bereits 2008 investierte er – zu einer damals neu angeschafften Index C65 – in diese Softwarelösung, welche die reale Maschine 1:1 in 3D abbildet und mit der sich die komplette Zerspanung simulieren lässt. Sascha ­Auber beschreibt: «Wir nutzen sie nicht nur, um Kollisionen zu vermeiden, sondern auch um Umrüstzeiten zu verkürzen und um Teileprogramme zu optimieren. Zudem ist die Virtuelle Maschine ideal, um neue Mitarbeiter auf die dreikanalige Programmierung zu schulen.» Einzig der Aufwand, sie virtuell zu rüsten, war nicht zu unterschätzen. Schliesslich muss jedes Werkzeug mit seinen exakten Massen dreidimensional erstellt und eingepflegt werden – ­eine Aufgabe, die nicht nur gewisse CAD-Kenntnisse erfordert, sondern auch Zeit kostet.
Schon seit Jahren wird bei Lauble die Digitalisierung intensiv vorangetrieben, unter anderem mit der Installation eines PPS-Systems inklusive CAQ, BDE/MDE und DNC, dass alle Maschinen mit den benötigten Programmen versorgt. In diesem Umfeld reifte bei den Verantwortlichen die Idee, die im Werk vorhandenen Zerspanungswerkzeuge mithilfe eines Toolmanagementsystems neu zu strukturieren, dazu jedes einzelne als digitalen Zwilling anzulegen und diesen auch für weitere Prozesse zu nutzen. «Zum Beispiel für die Virtuelle Maschine. Denn damit müsste sich das Rüsten enorm verein­fachen lassen», war Sascha Auber überzeugt. 2018 machte er sich gemeinsam mit Florian Kreuz­berger an diese Aufgabe, der sich ­daraufhin federführend mit der Digitalisierung der Werkzeuge ­beschäftigte.

Beim Digitalisieren war noch viel «Handarbeit» erforderlich
«Zehn Jahre waren seit dem Kauf der Virtuellen Maschine vergangen, zehn Jahre, in denen CAD- und CAM- sowie Datenbank-Software grosse Fortschritte gemacht haben», sagt Sascha Auber. «Umso überraschter war ich, dass für die Digitalisierung der Drehwerkzeuge noch ein so grosser Aufwand betrieben werden muss.» Florian Kreuzberger konkretisiert: «Wir dachten ursprünglich, dass wir die meisten Modelle samt Geometriedaten aus dem Internet beziehungsweise von den Homepages der Werkzeuganbieter ziehen und per Mausklick zusammensetzen können.»
Weit gefehlt. Sofern Daten zur Verfügung stehen, müssen diese vor dem Zusammensetzen des Gesamtwerkzeugs geprüft werden, ob sie vollständig sind, die Bemassung einheitlich und die Koordinatensysteme richtig platziert sind und so weiter. Index sei diesbezüglich eine rühmliche Ausnahme, so Florian Kreuzberger: «Über den iXshop konnten wir uns alle 3D-Daten der Werkzeughalter usw. problemlos besorgen. Da merkt man, dass die Digitalisierung bei Index schon weit fortgeschritten ist.» Selbst beim 2019 gekauften Toolmanagementsystem eines renommierten Anbieters waren für die Drehwerkzeuge noch Anpassungen erforderlich. «Die Software ist zweifellos eine der besten. Aber man merkt, dass die Standardisierung bei Fräswerkzeugen einige Jahre Vorsprung hat. Der ist wohl auf den schon lange üblichen automatisierten Werkzeugwechsel aus grossen Werkzeugspeichern zurückzuführen», mutmasst Florian Kreuzberger.

Der Aufwand hat sich gelohnt
Zwei Jahre war die Lauble GmbH mit der Neustrukturierung und Umsetzung aller Werkzeuge in 3D-Zwillinge beschäftigt. «Aber es hat sich auf jeden Fall gelohnt», bestätigt Sascha Auber. «Wir haben im Toolmanagement eine Struktur geschaffen, die es auch neuen Mitarbeitern ermöglicht, sich – visuell unterstützt – sehr schnell einen Überblick über das Lauble Werkzeug-Portfolio zu verschaffen.» Da jedes vorhandene Werkzeug angefasst werden musste, beseitigten die Mitarbeiter Dubletten und bereinigten den Bestand. Alle Werkzeuge sind mittlerweile aus den bisher fast
30 Schubladenschränken in ein automatisiertes Hochregallager umgezogen. Via Barcode wählt der Mitarbeiter das benötige Werkzeug aus und bekommt es in einer massgeschneiderten Palette – von einem Laserpointer angestrahlt – ausgeliefert. Verwechslungsgefahr ausgeschlossen.
So kann Lauble besondere Vorteile für den Produktionsprozess realisieren. Denn die digitalisierten Werkzeuge lassen sich jetzt über eine speziell generierte Schnittstelle in die Virtuelle Maschine übertragen. Eberhard Beck, Leiter Steuerungstechnik bei Index, erklärt: «Unsere Software beruht auf einem offenen Datenformat, das es den Anbietern von CAD/CAM-Software oder von Toolmanagementsys­temen ermöglicht, passende Schnittstellen zu programmieren. Ist das Werkzeug eindeutig beschrieben, was bei Lauble nun der Fall ist, kann die Virtuelle Maschine die Daten lesen und nutzen.»

Digital – vom Eingang der ­Werkzeuge bis zum Einsatz
Florian Kreuzberger beschreibt das heutige Werkzeugmanagement im Rahmen der Prozesskette: «Jedes Werkzeug, das bei uns neu ankommt, wird zunächst in der Werkzeugverwaltung digital angelegt. Wenn dann der Einrichter für ein bestimmtes Bauteil seinen Werkzeugplan erstellt, pickt er sich dazu die benötigten Komponenten aus dem Toolmanagementsystem. Falls erforderlich baut er noch andere Werkzeuge und Aufnahmen zu digitalen Komplettwerkzeugen zusammen. Wenn er Bedarf zum Optimieren des NC-Programms sieht und die Virtuelle Maschine rüsten will, öffnet er die Schnittstelle und zieht den kompletten Werkzeugplan rein. Dann wird eine Datei erzeugt, die er in die Virtuelle Maschine überträgt. Dort stehen ihm dann alle Werkzeuge im 3D-Format zur Verfügung, sodass er damit per Drag-&-drop den Revolver bestücken kann.»
Der Effekt: Dank der digital angelegten Werkzeuge kann der Mitarbeiter die Index Virtuelle Maschine sehr viel schneller rüsten als früher. Fehler sind dabei so gut wie ausgeschlossen. Das motiviert die Mitarbeiter, die Virtuelle Maschine zu nutzen und mit ihr noch weitere Sekunden aus dem Produktionsprozess herauszuholen. Zudem lässt das identische Verhalten der Virtuellen und der realen Maschine Simulationen zu, die dem Bediener Sicherheit geben beziehungsweise neuen Mitarbeitern die Einarbeitung auf den anspruchsvollen Index-Produktionsautomaten erleichtern.
Florian Kreuzberger hat noch ein praktisches Beispiel parat: ein Magnetgehäuse, das mehrere Fräsungen und Bohrungen aufweist: «Wir fertigen dieses Bauteil auf einer Index C200. Der Maschineneinrichter, der auch fürs Programmieren zuständig ist, nutzte fürs Optimieren der komplexen Bearbeitungen mit teilweise drei gleichzeitig im Span befindlichen Werkzeugen die Virtuelle Maschine. Dafür benötigte er etwa drei Stunden – eine Zeit, die er sonst an der realen Maschine gebraucht hätte. Anstatt fürs Optimieren stillzustehen, kann sie jetzt produzieren.»

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