Zaigler zerspant Bauteile bis zu einer Größe von 15 m und einem Gewicht von bis zu 50 Tonnen.

CAD + CAM

So wird Virtual Machining zum Wettbewerbsvorteil

Wie den erschwerten Marktbedingungen trotzen? Die Zaigler Maschinenbau GmbH hat dank innovativer Software einen guten Weg für sich gefunden.

Als familiengeführtes Unternehmen mit rund 120 Mitarbeitern ist die Zaigler Maschinenbau GmbH spezialisiert auf Lohn- und Auftragsfertigung in der Großteile-Zerspanung. Das Unternehmen ist in der Lage, Bauteile bis 15 m Länge, 4,5 m Höhe, 5 m Durchmesser und einem Gewicht von bis zu 50 t zu bearbeiten. Die Aufträge umfassen in der Regel Prototypen, Vorserien oder Kleinserien von zehn oder fünfzehn Stück. Insgesamt 30 Maschinen zur Groß- und Kleinteilebearbeitung stehen in den Werkhallen. Diese sind allesamt von namhaften Herstellern, z.B. von DMG, SHW, Waldrich Coburg, Zayer, Colgar, Mazak, Alzmetall oder Tos Varnsdorf.

Sieben Millionen in drei Jahren investiert

In den letzten drei Jahren hat Zaigler mit drei Investitionspaketen in Höhe von insgesamt rund 7 Mio. Euro massiv weiter in seinen Maschinenpark investiert und fünf neue Anlagen beschafft, um noch besser auf die Anforderungen bestehender Kunden einzugehen, in der Fertigung flexibler zu werden, neue Produkte fertigen zu können und so neue Märkte zu erschließen. „Unser Ziel war es schon immer, die Spindellaufzeiten an den Maschinen zu erhöhen und zu optimieren, um so unproduktive Nebenzeiten so kurz wie möglich zu halten“, erklärt Stefan Zaigler, Geschäftsführer der Zaigler Maschinenbau GmbH. „Darum setzen wir bereits seit 1986 PC-basierte NC-Software von Coscom ein, um hauptzeitparallel programmieren zu können.“ Mittlerweile läuft auf den PCs in der Arbeitsvorbereitung und Programmierung des Metall verarbeitenden Betriebs die CAD/CAM-Software ProfiCam VM von Coscom in seiner aktuellen Version. Als universelles CAD/CAM-System verfügt sie über modernste 2½D- und 3D-Bearbeitungsstrategien bis hin zum 5-Achs-Simultanfräsen. Dies kommt sowohl dem heterogenen Maschinenpark als auch der breiten Produktpalette des Mittelständlers entgegen.

Softwareerweiterung verkürzt Programmierzeit

Die Aktualisierung und Erweiterung der Software, sowie Umstellung auf eine moderne 3D-Programmierung, machte sich für Zaigler bezahlt, wie Matthias Purucker, Mitarbeiter in der Arbeitsvorbereitung eindrucksvoll schildert: „Während wir früher für das Programmieren eines komplexen Motorblocks rund drei Monate gebraucht haben, schaffen wir das mit der ProfiCAM 3D-Programmierung nun innerhalb von zwei Wochen.“ Der Datenimport von Kunden gelieferten CAD-Dateien erfolgt reibungslos über native Formate (z.B. ProEngineer) oder über universelle Step-Dateien. Insgesamt werden bei Zaigler 25 NC-Maschinen mit der Coscom-Software programmiert und simuliert. Für viele Anwendungsfälle genügt Zaigler bereits die integrierte Simulation, die bei ProfiCam VM bereits im Standard enthalten ist. Die Spezialisierung auf Prototypen, Einzelteilfertigung und Kleinstserien bringt ihre eigenen Herausforderungen mit sich.

"Schatzkammer Werkzeuglager"

Eine davon ist die Werkzeugverwaltung, denn für jeden Auftrag müssen jeweils komplette Werkzeugsätze zusammengestellt, Sonderwerkzeuge gebaut oder Komplettwerkzeuge montiert werden. Deren Organisation und Vorbereitung bringt sehr viel Arbeit mit sich, wie Matthias Purucker, berichtet: „Zurzeit liegt unser Augenmerk auf der Digitalisierung der Werkzeuge und Betriebsmittel, um hier lückenlose Transparenz über alle Bestände zu schaffen. Das ist eine große Herausforderung, denn in unserer ‚Schatzkammer‘ lagern wir derzeit rund 30.000 bis 40.000 Werkzeuge, Einzelkomponenten und Sonderwerkzeuge von erheblichem Wert. Da wir kein eigenes Produkt haben, wissen wir heute nicht, was wir morgen produzieren.“ Stefan Zaigler hat diese Situation schon oft erlebt: „Kunden geben an, dass ein bestimmter Auftrag eine Einzelanfertigung ist und nie wieder kommt. Aber einige Monate später wollen sie den gleichen Artikel noch einmal haben, und das sind oft die kompliziertesten Bauteile. Dann ist es gut, wenn man im Wiederholfall alle Werkzeug- und Fertigungsinformationen auf einen Klick parat hat.“

Einfache Werkzeugverwaltung ist ein großes Plus

Um sein Fertigungs-Know-how zu digitalisieren und zu sichern, hat Zaigler begonnen, die vorhandenen Werkzeuge incl. aller Technologiedaten sukzessive in die Werkzeugdatenbank ToolDirector VM von Coscom aufzunehmen. Der Werkzeugsatz umfasst durchschnittlich zwischen 200 und 300 verschiedener Werkzeuge, ein komplexes Komplettwerkzeug besteht hierbei aus bis zu 40 Einzelkomponenten. Mithilfe der zentralen Werkzeugdatenbank wird die Werkzeugverwaltung so organisiert, dass die Mitarbeiter mit wenigen Klicks reproduzierbare Werkzeugsätze erhalten. Das Interesse für eine Werkzeugdatenbank entstand auch durch den Bedarf an Werkzeugdaten für die Maschinensimulation. Durch den Einsatz der Werkzeugverwaltung stehen Zaigler alle Werkzeugdaten auch im gesamten CAM- und Simulations-Prozess zentral zur Verfügung. Zaigler greift durch die schnittstellenfreie Vernetzung zwischen Werkzeugverwaltung und CAM-System bereits in der Programmierung auf alle Werkzeuge und deren Technologiedaten zurück. Die anschließende Simulation wird durch die Werkzeugdaten aussagekräftiger, der AV-Prozess wesentlich beschleunigt und die Bearbeitung im Vorfeld der Produktion virtuell abgesichert.

Standardsimulation meist ausreichend

Die Maschinensimulation, besonders die Kollisionsüberprüfung bei komplexen Bauteilen, ist für den Mittelständler ebenfalls ein sehr wichtiges Thema. Schon Die in ProfiCam VM integrierte Standardsimulation reicht den Programmierern meist aus, so Matthias Purucker: „Bei einfachen 2D-Programmierungen kann man die Verfahrwege direkt in ProfiCam sehen, das ist z.B. sehr nützlich, um die Bearbeitungen auf einem Bohrwerk schnell zu simulieren.“ Für einige komplexe Bearbeitungszentren, wie z.B. von DMG, SHW und Alzmetall, setzt Zaigler Maschinenbau auf die Maschinensimulation ProfiKinematik VM von Coscom, um die Bearbeitung vollständig im virtuellen Raum des digitalen Maschinenmodells zu simulieren, und zwar inklusive Materialabtrag, Kollisionsprüfung und Bearbeitungsdauer.

„Auf die Maschine, fertig, los!"

Stefan Zaigler beschreibt den Effekt von Virtual Machining: „Auf die Maschine, fertig, los! Durch Virtual Machining haben sich unsere Rüst- und Einfahrzeiten drastisch reduziert, weil das Bauteil bereits mit einem kollisionsgeprüften NC-Programm auf die Maschine geht. So können wir schon im Vorfeld die Bearbeitungszeiten sehr präzise ermitteln und die Maschinenbelegung damit sehr effizient planen.“ Dabei steht für Zaigler weniger die Verringerung des Personaleinsatzes im Vordergrund, sondern vielmehr die Verlängerung der produktiven Maschinenlaufzeit durch die hauptzeitparallele Programmierung. „Wir haben die externe Programmierung personell stetig ausgebaut. Allein drei Mitarbeiter beschäftigen sich nur mit der NC-Programmierung, und zwar für 25 Maschinen.“

Merkliche Outputsteigerung

Durch hauptzeitparallele Programmierung konnte Zaigler in den letzten Jahren einen kontinuierlich steigenden Output erzielen. Hinzu kommt, dass das moderne Postprozessor-Konzept Coscom Profi NC-Joker, NC-Programme in sehr guter Qualität liefert. „Bevor wir Joker eingesetzt haben, hatten wir eine andere Software, um NC-Sätze zu generieren. Doch es war immer noch nötig, rund 30% der Programme manuell an der Maschine nachzubearbeiten. Mit Profi NC-Joker erhalten wir nun 95% lauffähige Programme. Coscom ist hier technologisch ein sehr guter und verlässlicher Partner, das hat sich immer wieder auch bei der Anpassung für neue Maschinen gezeigt. Die Techniker kennen sich nicht nur mit Software aus, sondern optimierten mit Ihrem Fertigungs-Know-how vor Ort Schritt für Schritt maschinenindividuell die NC-Satzausgabe.“ resümiert Stefan Zaigler.

Immer gut gefahren mit den Coscom-Lösungen

Seit 1986 hat das Unternehmen rund 10.000 NC-Programme erstellt, die mittlerweile ebenfalls in der durchgängigen Coscom Prozess-Lösung digital organisiert und artikelbezogen im CAM-Datenmanagement FactoryDirector VM verwaltet werden. Aufgrund der positiven Erfahrung mit der Werkzeugverwaltung baut Zaigler Maschinenbau den FactoryDirector VM sukzessive zu einem zentralen Dokumenten-Management-System für die Organisation aller Fertigungsdaten, wie z.B. Artikel-Stammdaten, NC-Programmverwaltung, Spannskizzen, uvm. aus. Stefan Zaigler prognostiziert: „Auch hier werden wir zukünftig durch eine zentrale Knopfdruck-Lösung für die Fertigungsdatenbereitstellung noch schneller, um unser Know-how zu sichern und allen Beteiligten digitalisiert bereitzustellen, und damit die Effizienz im Fertigungsprozess weiter zu erhöhen.“

Vision: Durchgängig digitale Vernetzung

Mit der geplanten Koppelung der Fertigungs-IT mit dem ERP-System Alf 2000 setzt der Unternehmer seine Vision einer durchgängigen digitalen Vernetzung von Geschäfts- und Fertigungsprozessen - vom ERP bis an die Maschine - Schritt für Schritt gemeinsam mit Coscom in die Realität um. „Coscom ist unser verlässlicher Partner, wenn es um die Prozessoptimierung unserer Produktion geht. Coscom wächst mit unseren Anforderungen, wir profitieren von praxisorientierten Coscom-Lösungen. Deshalb sind wir seit 1986 Coscom Kunde. Denn unterschiedliche Branchen beliefern zu können bedeutet für uns einfach mehr Sicherheit, mehrere Standbeine sowie eine Konjunktur- und Branchenunabhängigkeit. Die neue beschleunigte 3D NC-Programmierung war auf alle Fälle ein Marktöffner und hat unsere Position gefestigt.“ berichtet Stefan Zaigler. Die Möglichkeiten, die sich durch die durchgängigen CAM-Prozesse eröffneten, verschafften dem Mittelständler aus Kulmbach den Zugang zu neuen Märkten und Kundengruppen.

gm

CAD + CAM

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