Koenig & Bauer macht Druck in der Fertigung

TopSolid erlaubt den Mitarbeitern in der NC-Programmierung ein effizienteres Arbeiten, so dass sie für die nächste Auftragsflut gewappnet sind.


Firma:

Koenig & Bauer

Addresse:

Friedrich-Koenig-Str. 4
D-97080 Würzburg, Germany

Webseite:

www.kba-print.de

Lizenzen:56 TopSolid’Cam
Sektor:

Internationaler Druckmaschinenhersteller

Die Wirtschaftskrise hat schon manches IT-Projekt gestoppt. Nicht so bei Koenig & Bauer Trotz Auftragseinbruch, Kurzarbeit und Stellenabbau hat der renommierte Druckmaschinenhersteller den geplanten Umstieg auf das CAM-System TopSolid’Cam fast termingerecht durchgezogen.

Koenig & Bauer hat ein schwieriges Jahr 2009 hinter sich. Allein in den ersten drei Quartalen musste der exportabhängige Druckmaschinenhersteller einen Auftragseinbruch von über 30 Prozent verkraften. Kapazitätsanpassungen und andere Maßnahmen zur Kostensenkung lassen trotzdem auf ein ausgeglichenes Jahresergebnis hoffen. Derzeit beschäftigt Koenig & Bauer konzernweit noch rund 7.000 Mitarbeiter. Muttergesellschaft der Gruppe ist die 1817 gegründete Koenig & Bauer AG (KBA) mit Werken in Würzburg, Frankenthal, Radebeul und Trennfeld. Zum engeren Kreis gehören außerdem die Maschinenfabrik KBA-Mödling AG in Österreich, die eigene Maschinen für den Druck von Banknoten und Komponenten für Bogendruckmaschinen herstellt, sowie eine Reihe weiterer Tochterfirmen im In- und Ausland.

Die KBA-Gruppe ist einer der größten Druckmaschinenhersteller der Welt und die Nummer eins im großformatigen Bogenoffsetdruck sowie im Verpackungs-, Zeitungs- und Blechdruck. Die breite Produktpalette des Unternehmens, die alle Bereiche vom Zeitungs- und Telefonbuchdruck über den Bogenoffset- und Akzidenz-Rollenoffsetdruck bis zum Digitaldruck abdeckt, erweist sich in der konjunkturellen Flaute als stabilisierend. So hat sich der Auftragseingang für die Bogenoffsetmaschinen schon im Sommer 2009 etwas erholt, während bei den kundenspezifischen und teureren Rotationsanlagen für Zeitungs- und Akzidenzdruckereien noch keine Besserung in Sicht ist. Die großen Rollenmaschinen werden vorwiegend im Würzburger Werk gefertigt, das auch über eine eigene Gießerei verfügt.

Die Mitarbeiter in Würzburg hatten in den letzten Monaten dennoch einiges zu tun: „Unser Teilespektrum ist deutlich größer und vielfältiger geworden, weil wir krisenbedingt Insourcing betrieben haben und heute Teile selber fertigen, die wir oder die anderen Standorte früher zugekauft haben. Sämtliche größeren Gussteile machen wir inzwischen hier im Hause“, erläutert Dr. Andreas Göttker, Bereichsleiter Fertigung und Gießerei bei KBA in Würzburg. Auf den neuen Portal-Bearbeitungszentren, die Ende 2008 in Betrieb genommen wurden, können große Gussteile wie Seitengestelle und Unterbauboxen mit hoher Präzision bearbeitet werden. Um eine bessere Kapazitätsauslastung zu erreichen, betätigt sich KBA außerdem als Lohnfertiger.

Implementierung von TopSolid’Cam

Neben ihrer täglichen Arbeit mussten sich die NC-Programmierer in Würzburg und ihre Kollegen in Frankenthal, Radebeul und Mödling – insgesamt rund 50 Anwender - mit den Funktionen des neuen Programmiersystems vertraut machen. KBA hatte im Mai 2006 entschieden, das alte Programmiersystem Bravo NCG durch TopSolid’Cam abzulösen. Ausschlaggebend für die Entscheidung gegen eine assoziativ mit dem Konstruktionssystem NX verknüpfte CAM-Lösung und für die Wahl der Missler-Software war unter anderem, dass sie eine bessere Unterstützung für die multifunktionalen Dreh-Bohr-Fräszentren von WFL Millturn Technologies bot, die bei KBA an allen Standorten im Einsatz sind - vor allem für die Zylinderfertigung. Bei der Entscheidung spielte aber auch der abgestimmte Support durch den Systemhersteller und seine regionalen Vertriebspartner eine wichtige Rolle.

Die Implementierung der neuen CAM-Lösung in Würzburg und Frankenthal übernahm Missler-Partner NCDATA. Um den Maschinenpark an beiden Standorten anbinden zu können, programmierten die Spezialisten des schweizerisch-deutschen Systemhauses ca. 40 Postprozessoren. Sie erzeugten die 3D-Modelle der Maschinen in TopSolid’Cam auf Basis entsprechender Herstellerdaten oder bauten sie in Ermangelung dieser selbständig neu auf und bildeten die Maschinenkinematik in den Modellen ab, was die Voraussetzung für eine zuverlässige Programmierung und Simulation der Verfahrwege ist. Außerdem haben sie die Werkzeugverwaltung von TDM über eine Schnittstelle an das neue CAM-System angebunden, so dass die Anwender bei Programmierung auf die Parameter der tatsächlich vorhandenen Werkzeuge und die Messwerte aus der Voreinstellung zugreifen können.

Die Parameter aus TDM werden in TopSolid’Cam auf zwei Arten genutzt, um die Werkzeuggeometrie zu erzeugen, wie NC-Programmierer Rainer Wiesner erläutert: „Wir haben zum einen Vorlagen erzeugt, die aus den Parametern dynamisch die Werkzeuge aufbauen. Das funktioniert gut bei rotierenden Bohr- und Fräswerkzeugen, die eine relativ einfache Struktur haben. Bei Drehwerkzeugen halten wir zwar die Parameter in TDM, erzeugen aber in TopSolid interaktiv ein 3D-Modell, damit wir für die Simulation eine korrekte Geometrie haben. Oder wir bekommen die Modelle von den Werkzeugherstellern.“ Die Schnittstelle zwischen TopSolid’Cam und TDM ist bidirektional, das heißt die CAM-Software meldet die verwendeten Werkzeuge an das Verwaltungssystem zurück, mit dem die Programmierer die Werkzeuglisten anlegen und pflegen.

Auswertung der Bohrinformationen

Eine wesentliche Anforderung an die neue CAM-Lösung war die Möglichkeit, zusammen mit der CAD-Geometrie bestimmte Fertigungsinformationen in TopSolid’Cam einzulesen und für die Automatisierung der NC-Bearbeitung heran zu ziehen. Wichtig ist das vor allem für die Fertigung der riesigen Seitengestelle, die zwischen 1.500 und 2.000 Bohrungen enthalten, von denen ein Großteil immer wieder vorkommt. Missler hat für KBA ein entsprechendes Zusatzprogramm geschrieben, das es erlaubt, die Bohrlisten aus NX in TopSolid’Cam auszuwerten und Informationen wie Bohrungstyp, Durchmesser, Bohrtiefe, Art der Bearbeitung oder Toleranz direkt an dem zugrunde liegenden 3D-Modell zu visualisieren. Basierend auf diesen Informationen können den Bohrungen dann automatisch vordefinierte Bearbeitungsmethoden zugewiesen werden.

Während die Programmierer früher die CAD-Geometrie in ihrer CAM-Anwendung nachbilden mussten, um ihre NC-Programme erzeugen zu können, lesen sie heute direkt die Parasolid-Daten ein und verknüpfen sie mit den Fertigungsinformationen aus NX. TopSolid verfügt über leistungsfähige CAD-Funktionen, um die Modelle fertigungsgerecht aufzubereiten, d. h. zum Beispiel eine Bohrung um Bruchteile eines Millimeters zu verschieben, weil sie nicht auf Mitte toleriert ist. „Man kann dumme Geometrie wieder ein bisschen intelligent machen, indem man beispielsweise zwei Flächen in Bezug zueinander setzt und das daraus resultierende Maß abändert“, erläutert Wiesner.

Noch nicht ganz zufrieden ist Dr. Göttker mit dem Änderungsprozess, das heißt mit der Möglichkeit, bestehende NC-Programme bei konstruktiven Änderungen mit wenig Aufwand zu aktualisieren bzw. anzupassen. Die Konstrukteure nutzen bei neuen Projekten oft bestehende Komponenten als Vorlage und wandeln sie nur ein wenig ab. Die Schwierigkeit besteht darin, diese Änderungen in Geometrie und Daten selektiv an TopSolid’Cam zu kommunizieren. Das System verfügt zwar über leistungsfähige Funktionen für den Geometrievergleich, so dass man beispielsweise erkennen kann, welche Bohrungen sich verschoben haben. Aber der Anwender kann die Änderungen nicht auf Knopfdruck in sein NC-Programm übernehmen, weil Bohrinformationen und Geometrie nicht immer korrekt zugeordnet werden können, so dass manuelle Nachprüfungen nötig sind. „Unser Wunsch ist es, auch die Bohrlisten abgleichen und selektiv ändern zu können, aber das ist noch nicht realisiert“, so Göttker.

Einen anderen Verbesserungswunsch von KBA hat Missler inzwischen umgesetzt: Die lange Liste von Bearbeitungsoperationen bei einem Seitengestell kann im Bearbeitungsmanager unterteilt und anders gruppiert werden. Das erleichtert die nachträgliche Aktualisierung und Optimierung der NC-Programme, wenn der Mann an der Maschine beispielsweise einen bestimmten Bohrparameter verändert und diese Änderung an die Kollegen in der CAM-Programmierung kommuniziert. Früher mussten die Programmierer dann immer mühsam das gesamte Programm durchsuchen, um alle Stellen zu finden, an denen der zu ändernde Parameter auftaucht.

Zufrieden mit der Projektabwicklung

Mit der Projektabwicklung durch NCDATA ist man bei KBA sehr zufrieden. Die ursprüngliche Planung sah vor, die verschiedenen Maschinengruppen in vier Phasen bis Ende 2009 auf die Programmierung mit TopSolid’Cam umzustellen. „Inzwischen haben wir alle Postprozessoren im Haus, auch wenn sie noch nicht alle getestet und im produktiven Einsatz sind“, erklärt Klaus Rüger, Leiter NC-Programmierung & Betriebsmittelkonstruktion bei KBA. „Die anderen Standorte hinken noch etwas hinterher, was aber in erster Linie mit den Schwankungen bei Auslastung und Beschäftigung zusammenhängt. Die Anwender sind jedoch alle geschult und programmieren bereits tagtäglich mit dem neuen CAM-System.“

Allein in Würzburg hat NCDATA im Laufe der letzten drei Jahre 20 Mitarbeiter umgeschult, darunter auch zwei Maschinenbediener, die als „Springer“ bei Kapazitätsspitzen in der Programmierung aushelfen. Zwei Poweruser der ersten Stunde kümmern sich heute um Methodenprogrammierung, Ausbildung und Support: „Wir haben die Erfahrung gemacht, dass sich die Anwender erst mal an das System gewöhnen müssen, bevor man sie weiter schulen kann. Die Aufbauschulungen machen wir intern als eine Art training on the job, weil wir dabei besser auf die individuellen Fragen und Probleme der Anwender eingehen können“, sagt Wiesner, einer der beiden Poweruser.

Je nachdem wie aufgeschlossen der Mitarbeiter und wie kompliziert die zu programmierende Maschine ist, dauert es etwa drei bis vier Monate, bis er das neue CAM-System perfekt beherrscht, wie Wiesner weiter ausführt: „Der Funktionsumfang der Software ist so umfassend, dass jemand, der nicht ständig mit dem System arbeitet, sich nach einer mehrmonatigen Pause wieder neu einarbeiten muss. Das macht es nicht gerade einfach für unsere Springer, die nur bei Kapazitätsengpässen in die Programmierung wechseln. Zum Glück geht die Einarbeitung dank der einfachen Bedienung recht schnell, insbesondere wenn man die Maschinen und die zu programmierenden Teile kennt.“

Mehr Sicherheit bei der Programmierung

Aus Sicht der Anwender ist die wesentliche Stärke des neuen CAM-Systems die grafisch-visuelle Unterstützung bei der Programmierung. Sie sehen nicht nur ihr Bauteil bzw. die Rohteilgeometrie, sondern die gesamte Maschinenumgebung einschließlich der Aufspannung und Werkzeuge als 3D-Modelle. Nach jedem Bearbeitungsschritt können sie das Rohteilmodell aktualisieren, um zu prüfen, wo noch wie viel Material steht. „Die Bearbeitung am Volumenmodell durchzuführen, ist vor allem dann ein großer Vorteil, wenn wir fremde Teile programmieren müssen, die bei uns in Lohnfertigung hergestellt werden“, sagt Rüger. „Die Akzeptanz für das neue CAM-System ist deshalb sehr gut. Ich glaube, dass keiner unserer Mitarbeitern mehr zu der alten Lösung zurück möchte.“

„Gerade bei komplexen Teilen hat man die Form schneller erfasst und fühlt sich bei der Bearbeitung sicherer, weil man die einzelnen Bearbeitungsschritte sieht“, ergänzt Wiesner und fährt fort: „Das Vertrauen in die Programme, die wir mit TopSolid’Cam erstellen, muss natürlich noch wachsen. Je länger man mit dem System arbeitet, desto sicherer wird man.“

Der Nutzen der neuen CAM-Lösung macht sich bei KBA inzwischen bemerkbar, auch wenn er sich noch nicht genau quantifizieren lässt. „Wir sparen schon allein dadurch Zeit, dass wir die Geometrie nicht neu erzeugen müssen, um das Teil programmieren zu können“, sagt Rüger. „Gerade bei komplexen Teilen sind wir durch die Automatismen und Methoden auch bei der Programmierung schneller. Leider verlieren wir bei Änderungen noch Zeit, weil wir noch nicht den optimalen Weg gefunden haben..“

Dank der professionellen Unterstützung durch NCDATA hat KBA den Systemwechsel in der CAM-Programmierung nahezu in der vorgesehenen Zeit bewältigt und arbeitet heute an allen Standorten produktiv mit dem neuen CAM-System. Dr. Andreas Göttker ist zuversichtlich, dass die Produktivität der Anwender weiter zunehmen wird, wenn sich ihr System-Know-how festigt und es gelingt, die Änderungsabläufe noch stärker zu automatisieren bzw.  softwareseitig effektiver zu unterstützen.