GOM/Bernecker Systemkette für fehlerfreie Blechteile

Autor / Redakteur: Stephanie Adolf und Theo Drechsel / Dietmar Kuhn

Es war oft ein langer Weg von Trial-and-Error, bis das Werkzeug bei komplizierten Blechteilen passte. Deshalb hat die Bernecker Group CAD/CAM, Simulation und optische Messtechnik miteinander kombiniert. Das Ergebnis ist eine erhebliche Reduzierung der Anzahl der Werkzeugversuche. So kommen die Werkzeugspezialisten wesentlich schneller und kostengünstiger zum fehlerfreien Teil.

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Vermessung und Flächenvergleich zum CAD mit dem optischen 3D-Messsystem ATOS Triple Scan.
Vermessung und Flächenvergleich zum CAD mit dem optischen 3D-Messsystem ATOS Triple Scan.
(Bild: GOM)

Zur fehlerfreien Entwicklung und Produktion abgestreckter Teile wurde bei Bernecker eine Konstruktions-, Simulations- und Vermessungskette aufgebaut, die so weltweit einzigartig ist: „Ein Prozess-Loop von der 3D-Konstruktion im CAD/CAM-System Visicad über ein Stampack-Simulationsprogramm mit Rückfederungsberechnung, Kompensation derselben im VisicadAdvancedModelling bis zur schnellen optischen 3D-Vermessung mit einem hochauflösenden Digitalisierer, dem GOM-ATOS-System – und zurück“, berichtet Thilo Maisenba-cher, Leiter der Konstruktion bei Bernecker in Mühlacker bei Pforzheim.

Die Größe der mit dem ATOS-System messbaren Objekte reicht von wenigen Millimetern bis hin zu mehreren Metern, die Genauigkeit liegt bei kleineren Teilen im Hundertstelbereich. Nach der Digitalisierung können anhand der gewonnenen Daten Analysen gegen CAD-Daten oder 2D-Zeichnungen und Messberichte erstellt, Konstruktionen abgeleitet sowie Daten zum Fräsen, Erodieren oder Rapid Prototyping generiert werden. Dafür wird auf das Bauteil ein Streifenmuster projiziert, das mit zwei Kameras aufgenommen wird. Aus den Bildern wird eine Punktewolke berechnet, welche die Bauteiloberfläche exakt darstellt. Der Vorteil der Methode ist, dass ein Bauteil flächenhaft beschrieben wird. Es sind nicht nur wenige einzelne Messpunkte wie bei der Koordinatenmesstechnik zu sehen. Der Benutzer hat immer digital das ganze Bauteil im Blick und kann sofort er-kennen, wo eventuell Probleme auftreten.

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Reengineering für den Werkzeugbau

Die Möglichkeiten der schnellen Vermessung mit dem ATOS-System nutzt Bernecker seit Kurzem auch für die Werkzeugentwicklung. Zunächst wird das Werkzeug in 3D in VISI konstruiert, anschließend werden die Geometriedaten in das Stampack-System überspielt, um das Teil dort zu simulieren. Die ermittelte Rückfederung wird im Visicad mit dem integrierten AdvancedModelling-Modul kompensiert; mit diesem optimierten Stand gehen die Werkzeugspezialisten dann zum ersten Mal auf die Werkzeugmaschine. Das mit diesem Werkzeug hergestellte Teil wird mit dem GOM-ATOS-3D-Digitalisierer vermessen, das Ergebnis mit dem vorhandenen 3D-Modell verglichen und gegebenenfalls korrigiert. Über AdvancedModelling wird dann die eventuell noch vorhandene Rückfederung erneut korrigiert, dann das Werkzeug angepasst, das Teil produziert und auf dem ATOS vermessen – dann kann das Werkzeug freigegeben werden.

Das 3D-CAD/CAM-System VISI und das Simulationssystem Stampack setzt Bernecker bereits seit mehreren Jahren zur schnellen und einfachen Konstruktion sowie Simulation der Werkzeuge ein. Beide Systeme zählen im Werkzeug- und Formenbau zu den leistungsfähigsten und gleichzeitig mit am einfachsten zu bedienenden Lösungen auf dem Markt. VISI kann zudem nicht nur mit allen gängigen, sondern auch mit vielen weniger häufig anzutreffenden Schnittstellen problemlos umgehen. So erlaubt es zum Beispiel die Verarbeitung sowohl von Netz- wie auch von Flächendaten. Die Netzdaten einer GOM-Messung lassen sich einfach in VISI übertragen und können dort problemlos weiterverarbeitet werden. Hier kann der Konstrukteur dann im VISI in die GOM-Netzdaten auch Schnitte legen.

CAD/CAM-Daten für ein schnelles Messprogramm einlesen

Umgekehrt können an der GOM-Messmaschine auch die VISI-Daten eingelesen und damit das Messprogramm schnell erstellt werden. Mit dem VISI-Datenmodell kann quasi automatisch das Messprogramm erstellt werden. „Mit der Kombination aus 3D-CAD/CAM, Simulation und optischer Messtechnik ist es uns gelungen, die Anzahl der Versuche in der Iterationsschleife der Werkzeugentwicklung erheblich zu reduzieren und damit Zeit und Kosten zu sparen“, fasst Thilo Maisenbacher zusammen. „Durchgängige Datenketten, wie wir sie realisierten, sind der Weg, den der Werkzeug- und Formenbau gehen muss, um vom Trial-and-Error-Prinzip zu einem zielgerichteten, zeit- und kostensparenden Prozess zu kommen.“

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