Digitale Prozesskette geschlossen

Hier bot Zoller mit seiner Toolmanagement-Software von Anfang an die „digitale Aussicht“ und eine ausbaufähige Lösung Heute ist im Versuchsteileservice bei Stihl das zentrale Werkzeugdaten-Management Realität und die digitale Prozesskette beim Werkzeughandling geschlossen

Das Bauteilespektrum im Stihl-Versuchsteileservice ist sehr vielfältig und umfasst nahezu alle Bauteile, die später das fertige Produkt ausmachen. So werden neben sämtlichen Rapid Prototyping Technologien auch formgebende und zerspanende Prozesse zur schnellen und effizienten Versorgung der Entwicklung mit Prototypen eingesetzt. Diese Randbedingungen erfordern in der internen NC-Bearbeitung kurze Durchlauf- und Reaktionszeiten, große Werkstoffvielfalt und stark variierende Stückzahlen zwischen 1 und 100. Dementsprechend ist die gesamte Prozesskette durch die hohe Mitarbeiter- und Maschinenflexibilität darauf ausgerichtet, schnell einzelne Prototypen in hoher Qualität zu fertigen. Die Erneuerung des Fräsmaschinenparks im Versuchsteileservice bei Stihl von 3- auf 5-Achs-Simultanbearbeitung ermöglichte eine erhebliche Steigerung in der Bearbeitungseffizienz und eine signifikante Ausweitung des Bauteilportfolios. Damit verbunden war die Erweiterung der Bearbeitungswerkzeuge,

denn plötzlich standen an den Maschinen 30 bis 60 Magazinplätze zur Verfügung, wodurch das Toolmanagement in den Fokus rückte. „Bei den 3-Achs-Maschinen war die Werkzeugvielfalt noch überschaubar, und die Bediener konnten schnell untereinander erfragen, bei wem sich welches Werkzeug befindet. Mit den neuen Maschinenkapazitäten und der stärkeren Fokussierung auf die CAM-Programmierung mussten die Werkzeuge klar definiert, digital erfasst und lokal eindeutig zugewiesen werden“, beschreibt Patrick Pfeffer, Stihl Projektleiter bei der Einführung des Toolmanagementsystems, die Ausgangslage.

Integration und Ausbaufähigkeit

Mit der anschließenden Investition in ein Einstell- und Messgerät von Zoller stand die Fragestellung nach der Integration und Ausbaufähigkeit des Sytems im Mittelpunkt: Wie können Messgerät und Software optimal in die bestehende NC-Fertigung bei Stihl eingebunden werden, welche Schnittstellen zu Maschinen, CAM- oder Simulationssystemen sind erforderlich? „Hier hat Zoller für unsere Werkstattumgebung im Vergleich einfach am besten abgeschnitten und durch flexibles Software-Customizing überzeugt“, so Christoph von Hiller, Gruppenleiter im Prototypenbau bei Stihl. „Mit einer zentralen Werkzeugdatenbank,

Software-Schnittstellen und modularer Software bot Zoller einen digitalen Ausblick und klare Entwicklungsmöglichkeiten – auch im Hinblick auf das Toolmanagement.“
Die oberste Priorität für die Auswahl des Einstell- und Messgeräts hatte der direkte Datenaustausch mit den Maschinen. Denn im Prototypenbau sind etwa 450 montierte Standardwerkzeuge und knapp 1000 Einzelkomponenten im Einsatz. Diese stehen 220 Magazinplätzen in fünf Fräsmaschinen und einem Dreh-Fräszentrum zur Verfügung. Das Zoller-Einstell- und Messgerät venturion kommuniziert via Siemens-MMT mit den Maschinen und transferiert die Mess- und Spezifikationsdaten der Werkzeuge mittels Postprozessoren. Gleichzeitig wird die Magazinplatzbelegung abgerufen und der CAM-Programmierung zur Verfügung gestellt.

 

Auf einen Blick

Positives Fazit
Für die Stihl-Mitarbeiter stellt das Toolmanagementsystem die „Kommunikationsebene“, den Werkzeugdaten-Informationspool, dar. „Zoller-TMS bietet eine Oberfläche, die individuell konfigurierbar ist, so dass alle damit arbeiten können“, fasst Pfeffer zusammen. Alle an der Prozesskette beteiligten Mitarbeiter kommunizieren heute über die zentrale Datenbank. Dazu kommt: „Durch die Bündelung des kompletten Fertigungs-Know-hows in einer Datenbank kann diese auch für das Wissensmanagement in der NC-Bearbeitung des Versuchsteileservice genutzt werden. Letztlich ermöglicht uns das Management mit Zoller-TMS, den Fokus voll und ganz auf unsere Kernaufgabe, die Programmierung und die 5-Achs-Bearbeitung, zu legen“, so Hiller.

Vor der Erweiterung des Fräsmaschinenparks war im Versuchsteileservice bei Stihl kein Werkzeugplanungs- und Verwaltungstool im Einsatz. Die eingesetzten Werkzeuge wurden im CAM-System für den jeweiligen Einsatz aufwändig konstruiert, Fertigungsvorrichtungen weder dokumentiert noch inventarisiert, die Lagerplätze nicht verwaltet, und die Magazinplatzbelegungen waren ausschließlich den Maschinenbedienern ersichtlich. Das komplette Prozesswissen, angefangen bei den werkzeugspezifischen Technologiedaten bis hin zu bauteilbezogenen Erkenntnissen,

wurde vom jeweiligen Mitarbeiter dezentral abgelegt.

Zentrale Datenbank

Mit der Einführung des neuen Fräsmaschinenparks entstand der Wunsch, sowohl die komplette Ausstattung als auch alle fertigungsrelevanten Informationen in einer zentralen Datenbank zu bündeln: Einzelkomponenten, Komplettwerkzeuge, Technologiedaten, Vorrichtungen und Spannmittel, Maschinen,  Aufträge und die Kapazitätsplanung. Der Auftrag an Zoller war somit klar definiert: Ein übergreifendes Toolmanagementsystem, welches die digitalen Werkzeugdaten vom Import der Herstellerdaten über die Konfiguration der Werkzeuge bis hin zur Bereitstellung im Programmiersystem PTC Creo und der Simulationssoftware NC-Simul per Mausklick abbildet.

Die Grundsatzüberlegungen und die Strukturierung der eigenen Fertigungsumgebung kann allerdings kein Toolmanagementsystem abnehmen. Daher war der erste Schritt für Stihl die Entwicklung einer selbstsprechenden Nomenklatur zur eindeutigen Identifikation aller Komponenten sowie die Kennzeichnung von montierten Werkzeugen. Gleichzeitig mussten die Lagerflächen strukturiert und jeder einzelne Lagerplatz eindeutig gekennzeichnet werden.

Softwaremodule zur Werkzeugverwaltung

Die Vielfalt der bei Stihl zu bearbeitenden Werkstoffe bedingt eine große Werkzeugvielfalt. Eine entsprechende Übersicht wurde erstellt, die Einzelkomponenten und Komplettwerkzeuge wurden mit dem TMS-Softwaremodul „Technologiedaten- und Sachmerkmale“ sowohl geometrisch als auch prozesstechnisch eindeutig beschrieben und zentral katalogisiert. Dadurch ist in der TMS-Datenbank per Mausklick sichtbar, für welche

Einsatzbereiche beziehungsweise Materialien ein Werkzeug zur Verfügung steht. Heute ist das Zoller-Toolmanagementsystem als Datenbank im Versuchsteileservice bei Stihl etabliert. Gearbeitet wird mit den entsprechenden Softwaremodulen zur Werkzeugverwaltung, inklusive Lagerverwaltung und Artikelstatistik. Ein großer Vorteil ist die Integration des Einstell- und Messgeräts. So sind nicht nur die Werkzeugverwaltungsdaten, sondern auch die Messdaten in der zentralen Datenbank verfügbar – inklusive der Schnittstellen zu Maschinen und  zum CAM- und Simulationssystem.

Die durchgängige digitale Prozesskette ist nun bei Stihl Realität. Der Werkzeugdatenimport ins Zoller-TMS erfolgt über die ToolsUnited-Plattform, die für einige Werkzeughersteller umfassende Informationen bis hin zu den Technologiedaten bereitstellt. Das Toolmanagementsystem schafft damit die digitale Durchgängigkeit von den Herstellerdaten zum CAM-System PTC Creo und dem Simulationsprogramm NC Simul sowie zu den Bearbeitungsmaschinen.

Die Werkzeugstrategie ist aufgegangen: Nach zwei Jahren hat Stihl einen Bestand von über 2000 gepflegten Artikeln und 800 montierten Werkzeugen, die gezielt gefiltert und analysiert werden können. Das Ergebnis rechnet sich: Die Artikelvielfalt ist auf weniger als die Hälfte und die

Anzahl der montierten Werkzeuge um mehr als ein Drittel reduziert worden. Auch die Bildung von Einzelkomponenten- und Standardwerkzeug-Pools sowie die Umstellung auf einen Werkzeughersteller mit optimalem Support steigert die Bearbeitungseffizienz.

Die Tragweite des Projekts wurde erst im Verlauf deutlich. Die Einführung des Zoller-Toolmanagements bedeutete für den Versuchsteileservice bei Stihl den richtigen Schritt in eine zukunftsausgerichtete, digitale Prozesskette. „Die Werkzeuge sind jetzt gut und überschaubar organisiert. Der Suchaufwand wurde deutlich reduziert, was eine enorme Effizienzsteigerung und eine hohe Fehlerreduzierung bedeutet“, beschreibt Pfeffer den Nutzen.

Kontakt:

• Andreas Stihl AG & Co. KG, www.stihl.de
• E. Zoller GmbH & Co. KG Einstell- und Messgeräte, www.zoller.info