SPI / Wiggert Durchgängig vom 3D Modell zum .geo-Format

Autor / Redakteur: Christian Burdorf / M.A. Frauke Finus

Betonmischanlagen der Wiggert und Co. GmbH sind weltweit im Einsatz. Im globalen Vergleich setzt das Karlsruher Unternehmen auf sportliche Lieferzeiten und allerhöchste Qualität. SPI Software hilft, diese ehrgeizigen Ziele zu realisieren.

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Die Kübelbahn WKB-3750-B im CAD-Modell.
Die Kübelbahn WKB-3750-B im CAD-Modell.
(Bild: Bild: SPI)

Wiggert & Co. GmbH ist weltweit einer der führenden Anbieter von Maschinen und Anlagen für die Betonherstellung und den innerbetrieblichen Betontransport. Die Gründung der inhabergeführten Firma geht auf das Jahr 1963 zurück, als mit dem Bau der ersten Betonaufbereitungsanlage in Karlsruhe begonnen wurde. Mit innovativen Produkten und kundenspezifisch projektierten Anlagen werden heute vor allem Werke beliefert, die anspruchsvollste Betonprodukte, zum Beispiel mehrfarbige Pflastersteine und Natursteinimitate oder präzise Fertigteile wie Tübbinge (für die Außenschale eines Schachtes oder Tunnels) herstellen. Betonmischanlagen der Firma Wiggert sind inzwischen weltweit in über 60 Ländern im Einsatz. Mit über 100 Mitarbeitern entwickelt und produziert Wiggert solche Anlagen am Standort Karlsruhe. Der Exportanteil liegt bei weit über 90 %. Als Folge der fortschreitenden Globalisierung begegnet Wiggert dem wachsenden Wettbewerbsdruck mit qualitativ hochwertigen Produkten, extrem kurzen Lieferzeiten und maßgeschneiderten Lösungen, die nahezu jeden Kundenwunsch erfüllen.

„Lieferzeiten von weniger als 4 Wochen für komplette Mischanlagen“ – ein ehrgeiziges Ziel, für das der Technische Leiter Stefan Kolb die Grundvoraussetzungen definiert hatte: Der Zeitaufwand für die konstruktive Bearbeitung sollte auf ein absolutes Minimum reduziert, Konstruktionen sollten fertigungsgerecht und fehlerfrei und die Fertigung in großer Tiefe im Haus erfolgen, dabei die Abhängigkeit von Lieferanten so gering wie möglich gehalten und bei Rohbau und Montage keine Nacharbeit erforderlich sein. Mit dem Umstieg von der 2D- in die 3D-basierte Konstruktion und die Investition in Laserschneid- und CNC-Biegetechnik waren in der Konstruktion und Fertigung die grundlegenden Voraussetzungen dafür prinzipiell geschaffen.

Durchgängiger 3D-Prozess nötig

„Die Schnittstelle zwischen Konstruktion und Fertigung blieb allerdings unser Sorgenkind“, erläutert der Technische Leiter. „Es gab keinen durchgängigen 3D-Prozess für die Erzeugung der Maschinendaten. Die realen Fertigungsparameter, also reale Biegeradien, Werkzeugkombination und Verkürzungswerte, konnten in der Konstruktion und bei der Erstellung der Abwicklungen nicht wirklich berücksichtigt werden.“

Zielsetzung war es nun, eine Lösung zu finden, mit der ein durchgängiger 3D-Prozess realisiert und eine sehr enge, fehlerfreie Verzahnung zwischen Konstruktion und Fertigung realisiert werden könnte. Die Umsetzung stellte sich allerdings zunächst als schwer realisierbares Vorhaben heraus: "Im Bereich der mechanischen Bearbeitung gibt es für die nahtlose 3D-Datenübergabe vom CAD an die Maschinenprogrammierung zahllose CAD-CAM-Lösungen und entsprechende Anbieter", fasst Stefan Kolb seine frühen Recherchen zusammen. „Mit großer Verwunderung mussten wir aber lernen, dass in der Blechfertigung auch im 21. Jahrhundert noch immer das genaue Gegenteil der Fall ist. Während auf großer Bühne nur noch von Industrie 4.0 geredet wird, sind bei Maschinen- und CAD-Herstellern im Blechbereich noch immer Kopfsteinpflaster-und-Pferdekutsche-Stand der Technik. Von 3D-Durchgängikeit keine Spur.“ Selbstprogrammierte Lösungen erwiesen sich als nicht wirtschaftlich und wären aufgrund unzulänglicher API-Schnittstellen auf der CAD-Seite auch nur eingeschränkt umsetzbar.

„Die von Maschinenlieferantenseite angebotenen Lösungen ließen sich nicht in unsere CAD- und PDM-Welt der Konstruktion integrieren", resümiert der Technische Leiter. "Sie zu nutzen, hätte zur Schaffung einer Parallelwelt geführt, die mit vielen Nachteilen und keinem einzigen echten Vorteil verbunden gewesen wäre.“

Kübelbahn für die USA

Im Mai 2014 stieß Wiggert auf den Ahrensburger Blechprofi SPI und dessen Software-Lösungen. Nach intensiven Gesprächen und Evaluierungsrunden in der zweiten Jahreshälfte fiel die Entscheidung. Anfang 2015 erfolgte die Implementation von fünf Lizenzen. Den Ausschlag gab unter anderem die Erfüllung folgender Bedingungen:

  • die Integration in die vorhandene CAD- und PDM-Welt in der Konstruktion war problemlos möglich
  • ein durchgängiger 3D-Prozesses, vom 3D-Modell direkt zum Maschinenformat .geo (Blech-CAD-CAM) wurde realisiert
  • der Zeitaufwand für die manuelle Aufbereitung der CAD-Daten für die Laserschneidanlage konnte drastisch gesenkt werden
  • Fertigungsfehler infolge von Aufbereitungsfehlern (z.B. fälschlicher Weise gelöschte Bohrungen) wurden auf nahe Null reduziert
  • SPI ermöglicht es, Fertigungsattribute mitzuliefern und auf die Blechteile gravieren zu lassen (Teilenummern, Körnerpunkte, Biegekanten, …)

„Die Zusammenarbeit auf Augenhöhe und die individuelle Betreuung sowie ein erkennbares großes Potential für Optionen und Erweiterungen haben mich dann endgültig überzeugt", fasst Stefan Kolb zusammen. "Unsere Ziele haben wir in kürzester Zeit erreicht. Die Investition hat sich innerhalb eines Jahres amortisiert.“

Ein Projekt, bei dem die Vorzüge der jetzt eingesetzten Lösung zum Tragen kamen, ist eine Kübelbahnanlage für ein Rohrwerk, das in den USA produziert. Kübelbahnen werden für den innerbetrieblichen Betontransport eingesetzt. Abhängig von der Betonkonsistenz verfügen sie über einen Drehkübel (für flüssige Betone) oder einen Kübel mit Bodenentleerung (für erdfeuchte Betone), - wie bei diesem Projekt der Fall. Die hierfür neu entwickelten, allradgetriebenen Kübelbahnen der Firma Wiggert & Co. fahren mit bis zu 10 km/h in Schienensystemen aus U- oder Doppel-T-Profilen, die bis zu 10 % Steigung und Kurvenradien von nur 4.500 mm haben können. Die Antriebsmotoren sind geschützt in den Achskörpern untergebracht, der Betontransportkübel hängt unterhalb der Fahrbahn. Das Gesamtgewicht einer Kübelbahn mit einem für das USA-Projekt definierten Nutzvolumen von 2500 l Beton beträgt 11.500 kg, das sich aus der Nutzlast 6.000 kg und dem Leergewicht 5500 kg zusammensetzt. Die Entwicklung und Fertigung von vier bestellten Fahrzeugen erfolgte in einem Zeitraum von nur sechs Monaten.

Produktivität um Faktor 4 gestiegen

Mit SPI SheetMetal Inventor und der SPI Tru-Tops-Schnittstelle wird die Trennung von Konstruktion, Arbeitsvorbereitung und Fertigung bei Wiggert faktisch aufgehoben. Die Konstruktion von Blechteilen unter Berücksichtigung der tatsächlichen Prozessinformation liefert ein Höchstmaß an Präzision, verschlankt Prozesse und liefert fehlerfreie und fertigungsgerechte Ergebnisse.

Parallel zu SPI kommt Software der Firma U-Werk zum Einsatz. Mit diesen Tools werden (analog zur 3D-Direktschnittstelle Inventor-Tru-Tops mit SPI) die CAD-Stücklisten direkt aus der Konstruktion im Excel-Format übernommen und zum Verwalten der .geo-Dateien und Fertigungsstückzahlen verwendet („Jobbuilder“). Ein weiteres Highlight der einzigartigen Kombination von SPI- und Stücklisten-Software ist die automatische Beschriftung gleicher Teile mit individuellen Auftrags- und Pro­duktions­nummern („Geo-Marker“), die das Abräumen der Laserschneidanlage und den nachfolgenden Materialfluss erheblich vereinfacht. Kolb fasst die erreichten Ziele zusammen: „Durch die Implementierung von SPI und Jobbuilder ist die Produktivität an der Laserschneidanlage um den Faktor 4 gestiegen. Der Papierbedarf in der Konstruktion ist um etwa 40 % gesunken, da die Fertigung keine gedruckten Abwicklungen mehr benötigt.“ Dieser Rückgang veranschaulicht die Produktivitätssteigerung in der Konstruktion. Der Zeitbedarf für das Erstellen der .geo-Dateien beträgt nur einen Bruchteil dessen, was dadurch eingespart wird, dass Abwicklungen nicht mehr gezeichnet, geplottet, gefaltet und in die Fertigung gebracht werden müssen. Die Qualität der Biegeteile hat sich erheblich verbessert, da jedes Teil mit den richtigen Parametern aus der Maschinendatenbank abgewickelt wird. Fehlende Features wie Bohrungen, die beim Aufarbeiten versehentlich gelöscht wurden, oder maßstäblich falsch gefertigte Teile gehören der Vergangenheit an. Musterteile können in kürzester Zeit und sehr einfach erstellt werden. Die „3D-Idee“ liegt oft schon eine halbe Stunde später auf der Werkbank. Für die "gewöhnliche" Auftragskonstruktion ist ein erheblich geringerer Vorlauf erforderlich, so dass inzwischen Lieferzeiten eingehalten werden können, die früher unrealistisch waren. Die Einfachheit des gesamten Ablaufs und die hohe Durchgängigkeit motiviert zur noch konsequenteren Umsetzung von reinen Blechkonstruktionen.

SPI auf der Euroblech 2016: Halle 11, Stand B105

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