CAD/CAM Blechkonstruktion setzt auf Softwareunterstützung

Autor Stefanie Michel

Eine optimierte Produktion von Blechteilen basiert auf entsprechener Software, die den kompletten Prozess von der Konstruktion über die NC-Programmierung bis hin zu Fertigung unterstützt. Nur dann lässt sich Material effizient ausnutzen, die Kosten einfach kalkulieren und die Maschinen optimal auslasten.

Anbieter zum Thema

Leistungsstarkes Verschachteln optimiert die Anordnung der Bauteile auf den Blechen und sorgt für effizienten Materialeinsatz.
Leistungsstarkes Verschachteln optimiert die Anordnung der Bauteile auf den Blechen und sorgt für effizienten Materialeinsatz.
(Bild: Lantek)

Um Blechbauteile zu konstruieren und für die Endfertigung vorzubereiten, ist der Einsatz von entsprechender Software unverzichtbar – spezielle CAD-Software sowie Verschachtelungssoftware. Mit einer Standard-CAD-Software lassen sich Blechbauteile als 3D-Modelle erstellen, doch erst zusätzliche Tools für die Blechabwicklung, Kalkulationssoftware sowie Schnittstellen zu den Fertigungsmaschinen unterschiedlicher Hersteller können Blechverarbeiter schnell auf Kundenwünsche reagieren und komplexe Produkte rasch umsetzen. Dafür stehen verschiedene Programme und Programmpakete zur Verfügung. Ein (nicht vollständiger) Überblick soll eine Orientierung geben.

Kommt bereits eine CAD-Software wie Solidworks oder Autodesk Inventor im Unternehmen zum Einsatz, dann bieten sich integrierte Tools wie die SPI Sheetmetal Solutions an, die sich aus der CAD-Software heraus bedienen lassen. Sie sind voll integriert und unterliegen strengen Richtlinien und Kontrollen. Da SPI zertifizierter Entwicklungspartner ist, wird definiert, dass vorhandene PDM- und ERP-Systeme unterstützt werden und sich SPI in den Workflow dieser Systeme integriert. Auch bei der Modellierung nutzt SPI den Ansatz des Basissystems.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 5 Bildern

Abwicklung auf Maschinenbasis über den Fertigungsradius berechnen

Nach eigenen Angaben setzt SPI Sheetmetal Solutions dort an, wo andere Lösungen an ihre Grenzen kommen und erweitert deren Blechfunktionalität vor allem in Hinblick auf die komplette Prozesskette und die digitale Übergabe an das NC-Programmiersystem. SPI berechnet die Abwicklung auf Maschinenbasis über den resultierenden Fertigungsradius und nicht über den konstruktiv eingebrachten Biegeradius. Alternativ kann der Verkürzungswert wahlweise auf Basis von Formeln, K-Faktor oder mit tabellarisch hinterlegten Erfahrungswerten kalkuliert werden. Die Eck- und Biegezonenfreistellung sowie die abgewickelte Länge werden analysiert und in der erstellten Abwicklung berücksichtigt. Freiform-, Kegel- und Zylinderflächen mit großen Radien können mit einer Folge von fertigungsgerechten Biegelinien zum sukzessiven Kanten versehen oder zum Walzen vorbereitet werden.

Auch importierte, nicht im System konstruierte Teile werden fertigungsgerecht abgewickelt. Das funktioniert ebenso mit scharfkantigen Volumenkörpern ohne Blechfunktionalität. Dabei werden alle in der Datenbank hinterlegten Technologieinformationen wie Material, Blechstärke und Biege-, Stanz- und Umformwerkzeug berücksichtigt. SPI berechnet stets die fertigungsgerechte Abwicklung, die sich aus der verwendeten Biegewerkzeugkombination und der zugewiesenen Fertigungstechnik ergibt.

Software rückt immer näher an den Fertigungsprozess

Neben all den Funktionen im Bereich Konstruktion SPI rückt immer näher an den Fertigungsprozess. So lassen sich auch importierten Modellen Materialdaten zuweisen oder deren Ungenauigkeiten kompensieren. Die berechnete Abwicklung kann schließlich direkt zum Stanzen, Lasern und Biegen an nachgelagerte NC-Programme übergeben werden – beispielsweise im GEO-Format für die Trumpf-Software.

Auch der spanische Softwarehersteller Lantek bietet mit seinen Flex3d Addins eine Integration in CAD-Softwarelösungen wie Solid Edge, Autodesk Inventor und Active Job. Diese Anwendungen wurden für die automatische Abwicklung eines Blechdesigns in 3D erstellt. Zudem hat das Unternehmen Flex3d auch als separate CAD/CAM-Software im Programm. Hier stehen unter anderem spezielle Versionen für Rohre und Standardprofile zur Verfügung. So ist beispielsweise Flex3D-Rohre eine eigenständige 3D-Lösung für die Konstruktion, den Import und die Verschachtelung von Rohrstücken auf Stangenmaterial mit Bearbeitungsanweisungen, Simulationsfunktion und CNC-Erstellung. Die Konstruktion ist parameterorientiert möglich, basierend auf definierten Querschnitten. Die Querschnitte beruhen sowohl auf Standardrohrquerschnitten sowie auf kundenspezifisch definierte beliebige Querschnitte. Alternativ lassen sich 3D-Geometrien importieren.

3D-Blechkonstruktion für die Bearbeitungsmaschine aufbereiten

Ist die Konstruktion bereits im CAD-System erfolgt, müssen die Daten „blechgerecht“ aufbereitet und an die Bearbeitungsmaschinen geschickt werden. Oft gilt es hier, Daten aus unterschiedlichsten Systemen und Datenformaten zu verarbeiten – vor allem für Job-Shops eine Herausforderung. In solchen Fällen ist es von Vorteil, ein System zu besitzen, das die Standard- und die 3D-Direktschnittstellen unterstützt. „Kann dieses System dann noch all diese Fremddaten uneingeschränkt weiter bearbeiten und fertigungsgerecht abwickeln, kommt es auf die effiziente Übergabe in den Programmierprozess an,“ erklärt Ralf Dlapal, Leiter internationaler Vertrieb Software bei Trumpf Werkzeugmaschinen. Um eine möglichst optimale Zusammenarbeit von Produktionssoftware, Maschine und Steuerung zu ermöglichen, bieten große Maschinenhersteller auch die entsprechenden Softwarelösungen entlang der Prozesskette Blech an.

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Das Softwareportfolio von Trumpf beispielsweise umfasst die Konstruktion, die Vorkalkulation und das Onlineangebot über den Webkalkulator für Job-Shops, die Maschinenprogrammierung, die Fertigungssteuerung und die Erstellung von Lieferscheinen und Rechnungen. Es lassen sich fertigungsgerechte 3D-Blechkonstruktionen erstellen, Abwicklungen mit allen für die Fertigung nötigen Informationen erzeugen sowie CAD-Daten erzeugen oder aus anderen Systemen konvertieren. Eine für das Laserschneiden optimierte Rohrkonstruktion gehört zudem zum Standard.

Modular aufgebaute Software für Schneid- und Biegeprozesse

Ähnlich bietet auch Bystronic eine CAD/CAM-Software für die Schneid- und Biegeprozesse: BySoft 7. Damit können Anwender Blechteile konstruieren, Schneid- und Biegepläne erstellen sowie die einzelnen Fertigungsschritte planen, durchführen und überwachen. Das umfasst Flachteile, Biegeteile und Profile. Auch eine Kostenkalkulation, die Auftragsplanung und die Nachkalkulation der fertigen Teile sind in der Software integriert.

Bei Bystronic ist die Software modular aufgebaut und lässt sich an die Softwarelandschaft des Kunden, beispielsweise an deren ERP-System, anbinden. Allerdings ist das CAD-System in BySoft 7 integriert. Nadja Haller, Head of Product Management bei Bystronic: „BySoft 7 ist eine in sich geschlossene Stand-alone-Lösung.“ Während die Trumpf-Software naturgemäß Laserschneiden, Stanzen und Umformen unterstützen, erweitert Bystronic seine Bearbeitungsfunktionen zusätzlich um das Wasserstrahlschneiden. Was die Bystronic-Software auszeichnet? „Sie bietet eine intuitive Bedienoberfläche, in der sich auch neue Anwender schnell zurechtfinden. Die Funktionen sind umfassend und dennoch einfach zu handhaben,“ so Haller.

NC-Programme generieren und optimal verschachteln

Neben den Funktionen zur Konstruktion und Abwicklung von Blechteilen beinhalten die Softwarepakte außerdem Programmiersysteme, in denen NC-Programme generiert werden und die Teile optimal auf der Blechtafel angeordnet werden (Verschachtelung). Zusätzlich zu solchen Tools zum automatischen und interaktiven Verschachteln, bietet Trumpf für seine Maschinen mit TruTops Softwarelösungen für das effiziente Erstellen von Laser-, Stanz-, Biege- oder Schweißprogrammen an. Sie berücksichtigen automatisch viele Details wie das Anpassen der Laserleistung auf die jeweilige Aufgabe und sorgen so für Prozesssicherheit. Diese Softwaremodule lesen wiederum direkt die GEO-Dateien der SPI-Software.

Wie Ralf Dlapal bereits angedeutet hat, kommt es bei den Softwaresystemen darauf an, dass die Konstruktionsdaten effizient in de Programmierprozess übergeben werden. „Dieser Programmierprozess sollte die Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Fertigungsprozessen Schneiden und Biegen berücksichtigen. Ein Trend dabei ist der Fokus auf den verstärkten Auftragsbezug, der neben einem starken Schachtler für das effiziente Schachtelergebnis relevant ist,“ berichtet Dlapal.

Auch Bystronic stellt Tools zum Verschachteln zur Verfügung. In BySoft 7 ist automatisches und manuelles Verschachteln möglich. Zudem unterstützt die Software beim Wasserstrahlschneiden die automatische Verschachtelung von Mehrkopfschneidplänen.

Für das Plasma-, Wasserstrahl-, Laser- und Autogenschneiden hat auch Hypertherm entsprechende Software-Pakete entwickelt, die sowohl eigene als auch Maschinen anderer Hersteller unterstützen. Es lassen sich CAD-Daten importieren oder in einem integrierten Programm 2D-CAD-Daten erstellen. Nach eigenen Angaben wurde das Know-how zu den Schneidverfahren automatisch in den NC-Code eingebaut, sodass die Software optimale Einstellungen und Schneidergebnisse biete. Die Verschachtelungssoftware sei zudem einfach zu erlernen und zu bedienen.

Maschinenunabhängige Software für Schneid- und Stanzprozesse

Maschinenunabhängig bietet IBE Software mit Blechcenter Plus eine Verbindung zwischen Konstruktion und Fertigung an. Über eine Solid-Edge-Schnittstelle können 3D-Modelle importiert werden, eine Angebotskalkulation ist verfügbar und es werden Schneid- oder Stanzbahnen mit dem dazugehörigen NC-Code erzeugt. Der Anwender kann unter automatischen Schachtelarten sowie manueller Verschachtelung wählen. Das Grundmodul ist zudem erweiterbar, beispielsweise durch Software zur Maschinenauslastung oder für die Teilebeschriftung.

Der Spezialist Lantek bietet in seinem CAD/CAM-Tool Lantek Expert sehr umfangreiche Funktionen zum Laser-, Wasserstrahl-, Plasma- und Autogenschneiden, aber auch zum Stanzen. Hier unterstützt die Software alle Optionen, die Maschinenhersteller für die Ansteuerung ihrer Maschine fordern (darunter fastpiercing, flying cut, Mikrostege und Rampenfunktione). Aus gängigen CAD-Systemem können die 2D- und 3D-Modelle importiert werden; zudem arbeitet Lantek Expert auch mit Systemen wie Solidworks, Autodesk Inventor, Solid Edge oder Catia zusammen. Außerdem ist die Software vollständig integriert in Lantek Integra, dem Lantek-ERP-System für die blechverarbeitende Industrie, kann aber auch an ein externes ERP angebunden werden. Da Lantek Expert Zeit und Kosten nach Stück und Blech errechnet, ist es auch möglich, Angebote zu erstellen.

Wichtige Funktionen und Trends zeigen in richtung Indutrie 4.0

Die Software bietet einen fließenden Übergang zwischen manuellem und automatischem Schachteln, inklusive Restplattenerzeugung und -erkennung für die Wiederverwendung. Lantek Expert unterstützt die Suche des optimalen Plattenformats bei Coileinsatz, optimiert bei Mehrbrennerverschachtelung und berücksichtigt Sonderlösungen beispielsweise für den Schiffsbau (symmetrisches und kongruentes Schachteln).

Anhand der bereits vorgestellten Funktionen wird klar, dass die Softwarepakete für die Blechkonstruktion und -fertigung sehr umfangreich sein können und von der Konstruktion über die Abwicklung und NC-Programmierung bis hin zur Kalkulation die komplette Prozesskette abdecken. Doch welche Funktionen sind für die Anwender im Moment besonders wichitg?

Bei Bystronic sind das beispielsweise Funktionen, die einzelne Prozessschritte verbinden und damit den Gesamtablauf optimieren. Nadja Haller: „Zuletzt haben wir mit PartID eine Zusatzfunktion für BySoft 7 entwickelt, mit der Anwender nahtlose Übergänge vom Laserschneiden zum Abkanten erzeugen. Das kennzeichnet Laserteile mit einem Identifikationscode, darüber kann an der Abkantpresse automatisch das richtige Biegeprogramm für das ankommende Teil geladen werden. So lassen sich Verwechslungen ausschließen. Das verhindert Fehlteile und spart Geld.“ Ein weiterer Trend aus Sicht von Bystronic sind Überwachungsfunktionen, mit denen Anwender Informationen zu ihren Abläufen jederzeit auf mobilen Endgeräten abrufen können. Eine solche Funktion liefert Bystronic mit dem Observer. Es handelt sich dabei um eine kameragestützte Fernüberwachung für Laser- und Wasserstrahlschneidmaschinen. Einen ähnlichen Info-Service bietet Trumpf über die Software TruTops Monitor, mit der Maschinen Meldungen per SMS, Fax oder E-Mail verschicken können.

Auf der Euroblech wird es zahlreiche Neuheiten geben

Auf der Euroblech werden viele der Unternehmen ihr Softwareportfolio präsentieren und zahlreiche Neuerungen vorstellen. SPI hat die Ansicht der automatischen, abwicklungsgerechten Korrektur am Modell integriert – ein langer Kundenwunsch – und will sich bei Weiterentwicklungen noch mehr um die Fertigung kümmern. So wird der neue Materialeditor unter anderem Stempelbreiten von Werkzeugen kennen und das Programm selbsttätig Entlastungsschlitze einbringen, falls Werkzeuge zu nah an Biegezonen platziert sind. Eine integrierte Maschinenverwaltung wird es ermöglichen, Maschinenbelegungen vorauszuplanen und einen Fächer von Abwicklungen auf Knopfdruck bereitzustellen, der sich an den möglichen Kombinationen der zum Einsatz gebrachten Maschinen und Werkzeuge orientiert.

Die Maschinenhersteller halten sich noch bedeckt, doch Trumpf verspricht nach eigenen Angaben „einige Revolutionen“ und auch Bystronic wird Neues zeigen.

Die Unternehmen auf der Euroblech 2014:

  • Bystronic: Halle 12, Stand B30
  • Hypertherm: Halle 13, Stand D50
  • Lantek: Halle 12, Stand A50
  • SPI: Halle 11, Stand B41
  • Trumpf: Halle 11, Stand B30

(ID:42820464)