Ob Strukturen für Weltraumsonden und ‑satelliten, Prototypen für die Automotive-Industrie oder hochgenaue Komponenten für den allgemeinen Maschinenbau – die Zerspaner bei Laro sind bekannt dafür, auch sehr komplexe Projekte hochpräzise und vor allem sehr verlässlich und termintreu umzusetzen. Die Voraussetzung dafür ist, dass Prozesse und Maschinen exakt wie geplant laufen. Und für diese Sicherheit sorgen die Zerspaner mit Tebis – damit lassen sich die Bearbeitungen mit hoher Prozesssicherheit und Prozessstabilität und vor allem auch mit valide vorhersagbarem Ergebnis gestalten.
Allein der Materialwert der Rohlinge kann sich schon mal im sechsstelligen Bereich bewegen. Deshalb ist – übrigens nicht nur bei so wertvollen Rohlingen – bei Laro, einem Tochterunternehmen der Langer Group, eine sichere und zudem höchst präzise Bearbeitung eine wichtige Säule der Unternehmensphilosophie.
Bei Losgröße 1 ist Prozesssicherheit und Prozessstabilität unerlässlich
„Wir arbeiten meist in Losgröße 1. Da haben wir nur einen Versuch – und der muss passen“, betont Ralf Eberhard, Geschäftsführer des Zerspanungsspezialisten im württembergischen Illmensee. „Deshalb haben wir unseren Maschinenpark und vor allem unsere Prozesse und Abläufe entsprechend auf hohe Prozesssicherheit und Prozessstabilität ausgerichtet.“
Im Profil
Laro NC-Technik GmbH
Laro ist ein Tochterunternehmen der Langer Group. Der Zerspanungsspezialist fertigt in seiner klimatisierten Halle dünnwandige Freiformkomponenten, Werkzeuge, Modelle und Lehren als Prototypen, Einzelstücke, Klein- und Mittelserien. All das mit hoher Prozesssicherheit und Prozessstabilität.
Das Spektrum der Werkstoffe reicht von Aluminium über Stahl, Titan, verschiedene hart-zähe Legierungen, GFK und CFK bis hin zu unterschiedlichsten Verbundstoffen. Die Auftraggeber kommen aus den unterschiedlichsten Branchen – von Luft- und Raumfahrt über Automotive bis hin zum anspruchsvollen allgemeinen Maschinenbau und der Medizintechnik reicht hier das Spektrum.
Einen hohen Anteil der Werkstücke fertigt Laro auch für die Langer Group. Als Systemlieferant übernimmt Laro außerdem auch Konstruktions- und Montageaufgaben.
Die technischen Möglichkeiten sind das Eine. „Wichtig sind aber auch gut ausgebildete Mitarbeiter, die Ideen haben und um die Ecke denken können“, betont der Geschäftsführer. „Sieverfügen über langjährige Erfahrung und über fundiertes Praxiswissen, so dass sie unsere technischen Möglichkeiten auch ausreizen können.“
Werkstoffspektrum reicht vom Kunststoff bis zur hartzähen Legierung
Die Zerspaner bearbeiten unterschiedlichste Materialien von Kunststoffen über CFK und andere Verbundwerkstoffe über Aluminium und andere nicht-Eisen-Metalle bis zu Werkzeugstählen, Edelstählen, Titan und hartzähen Legierungen. Ebenso groß ist das Spektrum bei den geforderten Bearbeitungsqualitäten – von geschruppten Teilen bis zu Class-A-Oberflächen ist alles dabei.
Entsprechend ausgerichtet ist der Maschinenpark. Leistungsfähige und sehr präzise Portalfräsmaschinen und Bearbeitungszentren ermöglichen die Bearbeitung von Werkstücken mit Gewichten in einer Spannbereite von 500 g – bei Kunststoffteilen auch noch weniger – bis hin zu 20 t. Die maximale Länge liegt derzeit bei 6 m, die Beschaffung einer weiteren Großmaschine, die die möglichen Werkstückgrößen zusätzlich erweitert, ist bereits in die Wege geleitet. Dabei ist der Zerspanungsgrad oft sehr hoch – speziell bei Werkstücken für die Luft- und Raumfahrt, etwa bei Satelliten- und Sondenbauteilen, ist das Volumen der Späne nicht selten deutlich größer als das des aus dem Rohling herausgearbeiteten Werkstücks.
Konstant temperierte Fertigungshalle ermöglicht hohe Präzision
Die Werkstücke, die in der konstant auf 21,5 °C temperierten Fertigungshalle entstehen, stellen besondere Ansprüche an die Zerspaner. In der Regel sind es komplizierte und komplexe Werkstücke, aber auch Teile, die nur mit großem Aufwand herstellbar sind. Nicht selten sind es Projekte, an denen sich andere Unternehmen bereits vergeblich versucht haben. Die Experten bei Laro stehen im Ruf, auch „unmögliche“ Werkstücke mit höchster Präzision zu fertigen.
Eine wichtige Rolle spielt im Unternehmen die Qualitätssicherung. Neben dem Messen auf der Maschine und den eigenen leistungsfähigen Messmaschinen können die Zerspaner auch auf die Möglichkeiten der Langer Group zugreifen. Hier lassen sich auch groß dimensionierte Werkstücke bis 8 m Länge exakt messen. Das eröffnet Möglichkeiten für die Fertigung von sehr komplexen und dabei auch sehr genauen Werkstücken.
Tebis gibt Sicherheit in der Bewertung – von Anfang an
„Nun, auch wir können nicht alles“, erklärt Eberhard. „Aber wir sind in der Lage, für einen potenziellen Auftraggeber sehr schnell und zutreffend zu bewerten, was machbar ist und wo die Grenzen sind.“ Die hohe Sicherheit schöpfen die Zerspanungsspezialisten aus ihrem CAM-Programm – bei Laro setzen die Verantwortlichen insbesondere bei den größeren Maschinen aus gutem Grund bereits seit mehr als zwei Jahrzehnten auf Tebis. Neben der guten Bedienbarkeit und der intuitiven Oberfläche spielt insbesondere die Tiefe der Informationen im System eine große Rolle. Insbesondere dann, wenn es um Prozesssicherheit, Prozessstabilität und die Vorhersage der Bearbeitungen und ihrer Ergebnisse geht.
Das sorgt für „nahezu absolute Sicherheit in der Bearbeitung“, wie Eberhard betont – auch bei mannlosem Betrieb. So können die Zerspaner die verfügbaren Spindelzeiten optimal nutzen und sind doch sehr umfassend und systematisch gegen unerwartete Ereignisse in der Bearbeitung abgesichert.
CAM-System erhöht Prozesssicherheit und Prozessstabilität
Zwar sind auch früher schon Maschinen insbesondere mit großen Werkstücken übers Wochenende gelaufen. „Und am Montagmorgen war es dann immer spannend, ob alles passt“, erinnert sich Eberhard. „Wenn es aber um wichtige, wertvolle und zeitkritische Werkstücke geht, darf es insbesondere in der Zerspanung diese Unsicherheit nicht geben. Mit Tebis haben wir heute die Möglichkeit, bereits im Vorfeld alles abzusichern. Und auch die Maschinen, die mit Palettenwechsler automatisiert sind, profitieren von diesem Plus an Sicherheit. Darüber hinaus lebt und wächst das System mit unseren Bedürfnissen und Ansprüchen.“
Im Fokus
Echter digitaler Zwilling
Die Experte von Tebis scannen und vermessen die Maschinen beim Anwender vor Ort und bilden sie eins zu eins in der Tebis Programmierumgebung ab. Das virtuelle Modell umfasst Maschinengeometrie, Zusatzaggregate und Kinematik, darüber hinaus Endschalter, dynamische Parameter zu Achsen und Antrieben und vieles mehr. Jedes virtuelle Maschinenmodell nehmen die Spezialisten von Tebis einzeln vor Ort ab. Die Werkzeugbibliothek bildet zudem die realen Werkzeuge mit ihren geometrischen und technologischen Eigenschaften ab. Die Experten ordnen jedem Werkzeug zu jedem relevanten Material erprobte und optimierte Schnittwerte wie passende Vorschübe und Drehzahlen zu. Berechnete NC-Programme enthalten damit die jeweils optimierten Schnittwerte. Mit detailgetreuen digitalen Zwillingen können Anwender genauer und effizienter in der Fertigung arbeiten und darüber hinaus bereits vor einer Bearbeitung valide Aussagen beispielsweise zur Machbarkeit eines komplexen Werkstücks treffen.
Ein Schlüssel zur prozesssicheren und prozessstabilen Bearbeitung auf den Maschinen ist die detaillierte und mit der Realität übereinstimmende Simulation. „Jede relevante Bearbeitung prüfen wir zunächst in Tebis am digitalen Zwilling“, erläutert Eberhard. „Damit solche Simulationen der Bearbeitung in der realen Welt entsprechen, müssen die Daten sehr sorgfältig gepflegt sein. Nur so lassen sich beispielsweise valide Aussagen zur Kollisionsfreiheit einer Bearbeitung treffen.“
Exakter virtueller Zwilling sorgt für valide Simulation
Um die Realität eins zu eins in der virtuellen Welt abzubilden, haben Experten des Softwarehauses aus Martinsried die Maschinen bei Laro sorgfältig und exakt vermessen. Alle Zerspanungswerkzeuge sind akribisch erfasst. Und die Spannmittel von der selbst gebauten Vorrichtung bis zum Vakuumspannsystem für verzugfreies Fixieren filigraner Teile sind ebenso in den detaillierten Bibliotheken hinterlegt. So entsteht ein echter digitaler Zwilling, der eine akkurate Kollisionskontrolle ermöglicht.
„So können wir sicher sein, dass ‚Luft‘ tatsächlich Luft ist“, betont Eberhard. „Wir arbeiten im Normalfall mit einem Sicherheitsabstand von 10 mm – für uns ist Prozesssicherheit ein sehr wichtiger Faktor. Die exakte Simulation ermöglich es uns bei besonders herausfordernden Geometrien aber auch, diesen Sicherheitsabstand zu unterschreiten. In der Gewissheit, dass wir trotzdem auf der sicheren Seite sind.“
Bei Laro sind zahlreiche Tebis-Module im Einsatz
Laro setzt alle für die Fräsbearbeitung relevanten Module ein – von 2+3‑Achs-Fräsen über 5‑Achs-Simultan- und 2,5‑D-Bearbeitung bis hin zu den ausgereiften Schnittstellen. Die Bearbeitungen sind sehr stark standardisiert – wesentliche Strategien mit optimalen Bearbeitungsparametern sind in Schablonen hinterlegt.
„In diesen Schablonen und in den Bibliotheken steckt unsere gesammelte Erfahrung aus vielen unterschiedlichen Projekten“, erklärt Eberhard. „Je detaillierter dort alle relevanten Werte und die Strategien hinterlegt sind, desto besser funktioniert die automatisierte Programmierung.“
Die Abfolgen sind automatisiert, und einfachere Teile lassen sich damit sehr gut abdecken. Bei komplexeren Werkstücken ist aber nach wie vor das Know-how und die Erfahrung der versierten Programmierer gefordert, um automatisch erstellte Bearbeitungen zu optimieren.
In den Schablonen sind alle wesentlichen Daten bereits hinterlegt
„Die Schablonen beispielsweise für ein kubisches Bauteil umfassen die grundsätzlichen Elemente der Bearbeitung“, führt Eberhard aus. „Die Strategien sind hinterlegt, die Abläufe im Groben festgeschrieben. Alles Wichtige ist bereits vorhanden – von den Aufmaßen bis zu den passenden Prozessfolgen.“
Diese Art der automatisierten Programmierung über Schablonen nimmt den Programmierern bei Laro viel Arbeit ab. „Eine komplett automatisierte Programmierung ist angesichts der Komplexität unserer Werkstücke eine Utopie“, schränkt der Geschäftsführer ein. „Für einzelne Teilefamilien haben wir deshalb unterschiedliche Schablonen angelegt, die die wesentlichen Eigenschaften einer solchen Klasse abbilden. Auf diese Weise sind sie eine gute und solide Ausgangsbasis, die unserer CAM-Experten dann gezielt abgestimmt auf das konkrete Werkstück anpassen, verfeinern und optimieren können. Das spart viel Zeit, minimiert Fehlerquellen und reduziert den Aufwand beträchtlich.“
Umfassende Bibliotheken sorgen für Prozesssicherheit und Prozessstabilität
In der Bearbeitung sind die umfassenden Bibliotheken eine wertvolle Unterstützung. Bei Laro sind die Strategien und die Bearbeitungen weitgehend vereinheitlicht. Alle Werkzeuge sind optimiert und mit allen Daten hinterlegt. Das gilt auch für die gebauten Werkzeuge und Sonderwerkzeuge. Auch deren Parameter – von den Einzelkomponenten über die Geometriedaten bis zu den werkstoffbezogenen Schnittwerten – sind detailliert in die Bibliotheken eingepflegt, so dass ein sofortiger Einsatz möglich ist. Und wenn aus einem Sonderwerkzeug schließlich ein Standardwerkzeug werden soll, ist die gesamte Vorarbeit bereits geleistet.
„Eine weitere Variable neben Werkzeugen und Werkstoffen ist die Wahl der individuellen Maschine, auf der wir bearbeiten“, ergänzt Eberhard. „Tebis passt dabei die Schnittdaten der Werkzeuge automatisch an die Möglichkeiten der ausgewählten Maschine an. So kommen wir unabhängig von der Spindel zum optimalen Ergebnis.“ Zudem sorgt dieses Vorgehen auch für eine hohe Flexibilität, wenn die Verantwortlichen etwa aufgrund eiliger Aufträge oder einer Störung kurzfristig umdisponieren müssen.
Dabei schafft Tebis auch hier zusätzliche Sicherheit. Das Programm erkennt etwa schon im Vorfeld, wenn eine Bearbeitung über die Endschalter einer spezifischen Maschine hinausreicht oder eine Spindel etwa für eine Bohrung mit großem Durchmesser nicht geeignet ist. Das sorgt für eine hohe Prozesssicherheit und Prozessstabilität. Die Verantwortlichen können dann beispielsweise eine andere, geeignete Maschine zur Bearbeitung auswählen. So kann rechtzeitig geplant werden, und die Bearbeitungen sind von Vornherein abgesichert.
Prozesssicherheit und Prozessstabilität als Basis für kontinuierliche Verbesserungen
Bei Laro sind die einmal festgelegten Strategien und Parameter übrigens keineswegs tabu: „Unsere Bibliotheken und Prozesse leben und werden im Sinn eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses ständig weiterentwickelt“, berichtet Eberhard. „Unser Teamleiter CAM ist hierzu im ständigen Dialog mit den Programmierern und den Maschinenbedienern. Wenn es neue Technologien oder Strategien gibt, prüft er das mit seinen Leuten. So können wir sehr schnell darauf reagieren, bei Bedarf entsprechende Versuche fahren und Sinnvolles unkompliziert übernehmen. Neuerungen passen wir erst in Tebis an – erst dann erfolgt die Freigabe für die Bearbeitung auf der Maschine.“
Für die Maschinenbediener hat diese Art der Bearbeitung einige Umstellungen gebracht. „Die Last der Verantwortung, dass die Programme etwa noch regelmäßig auf der Maschine angepasst werden müssen, ist von ihren Schultern genommen“, betont der Geschäftsführer. „Die Programme kommen auf die Maschine, der Mitarbeiter drückt den Startknopf – das war’s. Um die Routine der Bearbeitung selbst muss er sich nicht mehr kümmern, er kann seine Aufmerksamkeit beispielsweise vermehrt auf die Optimierung der Prozesse richten. Da kommt dann auch die hohe Qualifikation der Mitarbeiter sinnvoll und zielgerichtet zum Tragen. Und auch der Poti der Maschine bleibt konsequent bei 100 Prozent. Darauf sind die Programme ausgelegt, und sie sind mit allen kritischen Parametern in der Simulation auf Herz und Nieren geprüft.“
Der Mitarbeiter kann sich aufs Wesentliche konzentrieren
Damit hat der Mitarbeiter an der Maschine Kopf und Hände frei für andere Aufgaben, etwa für das Rüsten neuer Werkstücke parallel zur Bearbeitung. Dafür steht ihm übrigens ein Tebis-Viewer an der Maschine zur Verfügung. Hier sieht der Werker unter anderem die Teile in 3D. Das gibt zusätzliche Sicherheit, etwa in Bezug auf die Aufspannung – so läuft auch das Rüsten schnell, präzise und verwechslungssicher ab. Tebis ist an dieser Stelle zudem ebenfalls offen dafür, an Optimierungen zu arbeiten und so die Effizienz und die Qualität der Bearbeitungen und die Prozesssicherheit und Prozessstabilität der gesamten Fertigungskette weiter zu verbessern.
Und das ist von großem Nutzen. So wissen beispielsweise die Mitarbeiter in der Werkstatt aus Erfahrung, ob etwa ein dünnes Bauteil auf ihrer spezifischen Maschine besser unterbaut werden sollte, um Vibrationen zu vermeiden.
Können der Mitarbeiter fließt mit ein
„So etwas wird ins System übernommen“, ergänzt Eberhard. „Damit stellen wir aktiv sicher, dass das Wissen und Können unserer hochqualifizierten Mitarbeiter in unsere Standards einfließen kann und wir so eine immer bessere, eine optimale Bearbeitung erreichen.“
Mein Standpunkt
Als Partner berechenbar sein
Gerade in einer Zeit, in der der Zeitdruck immer größer wird, sind verlässliche Aussagen zu Machbarkeit und zur Terminschiene für den Auftraggeber Gold wert. Hier bietet Laro ein hohes Maß an Verlässlichkeit – nicht zuletzt dank der validen Simulation mit Tebis. Mit kompetenter und tatkräftiger Unterstützung der Experten aus dem Softwarehauses sorgen die Mitarbeiter bei Laro dafür, dass der virtuelle Zwilling ihrer Produktion stets der realen Welt entspricht. Denn nur mit einem derart akkuraten Modell und mit der ausgefeilten Simulationstechnik von Tebis entstehen die notwendige hohe Prozesssicherheit und Prozessstabilität. So bekommt der Anwender Ergebnisse, die der Realität exakt entsprechen. So ist Laro ein verlässlicher, ein berechenbarer Partner, der auch bei „unmöglichen“ Werkstücken hält, was er verspricht. Richard Pergler
Die hervorragende Aufbereitung der Programme und die Offenheit von Tebis ermöglichen den Zerspanern eine hohe Flexibilität. Insbesondere auch dann, wenn beispielsweise eine eilige Reparatur oder ein „Feuerwehrauftrag“ die Prioritäten in der Bearbeitung auf den Kopf stellt. So können Bearbeitungen sogar bereits beginnen, wenn die Programme noch gar nicht fertig sind und erst nach und nach auf der Maschine eingespielt werden. Dieses Vorgehen vermeidet unnötigen Zeitverlust – und das bei nach wie vor sehr hoher Sicherheit.
Tebis ermöglicht eine fundierte Beratung der Auftraggeber
Tebis kann seine Vorteile aber nicht erst zur eigentlichen Bearbeitung ausspielen. Das Bearbeitungs-Know-how, das standardisiert im System steckt, ermöglicht den Zerspanern zudem bereits im Vorfeld mit relativ geringem Aufwand eine sehr fundierte technische Beratung ihrer (potenziellen) Auftraggeber.
„Wenn ich ein Angebot abgebe, haben wir die Machbarkeit und die Bearbeitung bereits komplett in Tebis vorgeprüft“, betont Eberhard. „Ein potenzieller Auftraggeber kann also sicher sein, dass er bei uns sein Werkstück im gesteckten Zeitrahmen und mit der geforderten Qualität bekommt. Da können wir uns auf Tebis verlassen. Und wir kommen dank unserer Erfahrung und der Möglichkeiten des CAM-Systems bei unseren Auftraggebern heute deutlich früher in den Prozess und haben so bessere Möglichkeiten, mitzugestalten.“
Die CAM-Experten bei Laro schöpfen die Möglichkeiten, die Tebis bietet, schon sehr gut aus. Das jedoch geht nicht von allein: „Die Möglichkeiten, die Tebis bietet, sind sehr mächtig und vielfältig“, führt Eberhard aus. „Neben der grundlegenden Tebis-Schulung und den Erfahrungen aus der täglichen Arbeit bilden sich unsere Programmierer regelmäßig in Schulungen weiter. So können wir das Optimale aus Tebis herausholen. Wir sind mit dem Softwarepaket, aber auch mit unseren Ansprechpartnern in Betreuung, Service und Schulung bei Tebis sehr zufrieden. Wir fühlen uns bei Tebis ernstgenommen und gut aufgehoben – es ist eine Partnerschaft auf Augenhöhe.“