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27.11.2017

Komplettbearbeitung in einer Stunde

CAD- und CAM-System von Open Mind bei Knarr

Die 1994 von Rainer Knarr gegründete Knarr Unternehmensgruppe aus Helmbrechts ist als Komplettanbieter für den Werkzeug- und Formenbau tätig, der sämtliche Normalien von Auswerfertechnik, Führungs- und Temperierelementen bis hin zu Qualitätsprodukten aus den Bereichen Endschalter, Zentrierungen, Schiebereinheiten, Kurzhubzylinder und Einfallkerne anbietet. Seit 2013 hat Knarr auch Formaufbauten und P-Platten in verschiedensten Abmessungen, Ausführungen und Materialien im Portfolio. Neben dem Standardprogramm spielt inzwischen auch die Komplettbearbeitung eine immer wichtigere Rolle. „Die Nachfrage im Bereich Formaufbauten mit kundenspezifischen Einarbeitungen steigt permanent“, berichtet Marco Mergner. Der Maschinenbautechniker und Feinwerkmechanikermeister ist als Abteilungsleiter für die CAD/CAM-Programmierung und Frästechnik der jungen Abteilung zuständig, die in kurzer Zeit beträchtlich gewachsen ist.

  • © Open Mind

    Die Zerspanungsspezialisten der Abteilung Formaufbauten demonstrierten beim „3. Knarr Präzisionstag“ wie sich diese Muster-Formplatte mit hyperMill Maxx Machining in einer Stunde komplettbearbeiten lässt. © Open Mind

  • © Open Mind

    Screenshot aus HyperMill für die Bearbeitung der Muster-Formplatte © Open Mind

  • © Open Mind

    Die Muster-Formplatte auf dem 5-Achs BAZ DMC 80 U duoBlock von DMG Mori: Als besondere Schwierigkeit enthält sie einen rechteckigen, konischen Durchbruch mit 1 mm-Eckenradius. © Open Mind

  • © Open Mind

    Die CAM-Programmierer bei Knarr nutzen hyperMill in voller Breite von Funktionen für die Arbeitsvorbereitung (Werkzeug-Datenbank, Laufzeitberechnung, Spannmittelverwaltung, Druckfunktionen etc.) über die Generierung der Werkzeugbahnen bis zur Maschinensimulation. © Open Mind

  • © Open Mind

    Die Knarr-Mitarbeiter Thomas Wunsiedler (links) und Marco Mergner (rechts) im Gespräch mit Nils Nabor, dem zuständigen Gebietsvertriebsleiter bei Open Mind. © Open Mind

  • © Open Mind

    Thomas Wunsiedler (links) und Marco Mergnerfreuen sich: „Mit hyperMill können wir NC-Programme von A wie automatische Nullpunkt-Ausgabe bis Z wie Zyklus zur Reinigung komplett und kollisionsgeprüft direkt in die Fertigung übergeben. Wir sparen uns wertvolle Zeit, die bisher für händisches Programmieren, Antasten, Messen oder Reinigen von Bauteilen aufgewendet werden musste.“ © Open Mind

  • © Open Mind

    Das sechsachsige Tieflochbohrfräszentrum Samag TFZ 2L-1000 eignet sich, um Spritzgussformaufbauten in einer Aufspannung vierseitig zu fräsen und Tieflochbohrungen samt Gewinde einzubringen. hyperMill bietet auch hierfür die Möglichkeit, das erforderliche NC-Programm auf einfache Weise zu generieren. © Open Mind

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Wichtiger Begleiter: ein leistungsstarkes CAM-System

Schon seit den 90er Jahren vertrauen Rainer Knarr und seine CAD/CAM-Spezialisten auf Open Mind Technologies aus Weßling bei München. Marco Mergner hierzu: „Ausschlaggebend war und ist die Leistungsfähigkeit im Technologiebereich der einzelnen Bearbeitungszyklen mit weitreichenden Möglichkeiten bezüglich Mehrseiten- und 5-Achs-Bearbeitung, Tieflochbohr-, Mess- und Automatisierungstechnik. Dazu kam die Bedienerfreundlichkeit des Systems und der gute Open Mind-Service.“

Heute hat Knarr eine zweistellige Anzahl an hyperMill-Lizenzen, die in verschiedenen Abteilungen zum Einsatz kommen. Seit 2015 nutzen die CAM-Programmierer auch das CAD-System hyperCAD-S, das auf einem eigenen 3D-CAD-Kernel von Open Mind basiert und dadurch perfekt mit hyperMill harmoniert. Nils Nabor, zuständiger Gebietsvertriebsleiter bei Open Mind, erklärt: „hyperCAD-S ist ein CAD-System speziell für CAM-Programmierer, das die Abläufe beim NC-Programmieren stark beschleunigt. Es hilft, viele Herausforderungen beim Arbeiten mit Netzen, Flächen und Volumen zur Erstellung passgenauer Bauteile und Werkzeuge zu meistern. Vollkommen unabhängig vom ursprünglichen, zur Konstruktion genutzten CAD-System können mit hyperCAD-S große importierte Datenmengen für die spätere NC-Programmierung aufbereitet werden.“

HyperCAD-S – ein CAD für CAM

CAM-Programmierer nehmen hyperCAD-S und das vollständig integrierte hyperMill als eine Einheit wahr, deren Funktionalitäten ineinander übergehen, wie Marco Mergner erklärt: „Mit hyperCAD-S und den darin integrierten Zeichen-, Flächen- und Solidfunktionen können alle eingangs notwendigen CAD-Aufgaben, die für eine einfache und effektive Programmierung notwendig sind, sicher erledigt werden. Bei der Aufbereitung der CAD-Daten zur späteren Fräsbearbeitung ist hyperCAD-S mit den Funktionen zur Zeichnungserstellung und der Nutzung sogenannter TAGs genau auf die Anforderungen von uns CAM-Programmieren ausgerichtet. Das ist wirklich außergewöhnlich und beschleunigt unsere Bearbeitung enorm.“ Das Generieren der Werkzeugwege erfolgt in hyperMill. „Hierzu stellt das CAM-System die gesamte Bearbeitungstechnologie zur Verfügung plus spezielle Funktionen wie zum Beispiel das Messen oder das Tieflochbohren. Das Gesamtsystem ist sehr benutzerfreundlich und leicht zu erlernen“, so Mergner weiter.

In der Abteilung Formaufbau-Fräsen beherrschen alle Mitarbeiter nicht nur die Maschinen, sondern auch das CAM-System hyperMill. Mit ihm werden sämtliche Formplatten programmiert, die anspruchsvolle Einarbeitungen und Freiformflächen enthalten können. Die Formplatten werden hierbei oft in zwei Aufspannungen komplett von sechs Seiten bearbeitet. Spezielle Bearbeitungen wie das Antasten des Rohteils, Tieflochbohren von Kühlkreisläufen, oder das Vermessen des Bauteils nach der Bearbeitung auf der Maschine können ebenso wie ein einfacher Bohr- oder Fräszyklus mit hyperMill programmiert und generiert werden. Da die Bauteile häufig gewisse Ähnlichkeiten aufweisen, nutzt das Team um Marco Mergner die in hyperMill enthaltenen Automatisierungsmöglichkeiten: „Mit der Feature- und Makrotechnologie können wir viele sich wiederholende Programmieraufgaben automatisieren und somit erheblich beschleunigen.“

HyperMill Maxx Machining verringert die Bearbeitungszeit erheblich

Auch das Performance-Paket hyperMill Maxx Machining bietet verschiedene innovative Technologien. Die Power-Strategien sorgen beim Schruppen, Schlichten und Bohren für eine hohe Effizienz: Die Schruppbearbeitung erfolgt in spiralförmigen und trochoidalen Werkzeugbewegungen. Durch die große axiale Zustelltiefe des Werkzeugs über die gesamte Schneidenlänge kommt es zu einem bis zu 75 Prozent schnelleren Materialabtrag als bei herkömmlichen Strategien, und die Werkzeuge erreichen deutlich längere Standzeiten.

Noch mehr Bearbeitungszeit lässt sich mit den Strategien 5-Achs-tangentiales Ebenenschlichten und 5-Achs-Tangentialbearbeitung des hyperMill Maxx Machining-Schlichtmoduls einsparen. Diese Schlichtbearbeitungen erlauben es, steile, ebene und beliebig krümmungsstetige Flächen mit konischen Tonnenfräsern zu fertigen. Auch kleine Eckradien lassen sich mit dem gleichen Werkzeug in einem Arbeitsgang fräsen. „Mit Kugel- oder Torusfräsern würden solche Operationen viel zu lange dauern und wären dadurch nicht mehr wirtschaftlich“, erklärt Marco Mergner. Auch die Funktion 5-Achs-helikales Bohren wird bei Knarr immer wieder vorteilhaft eingesetzt. „Damit lassen sich mit in Laufrichtung geneigten Fräsern ohne Vorbohrung unterschiedlichste Bohrungsdurchmesser auch in schwer zerspanbaren Werkstoffen erzeugen. So benötigen wir weniger Werkzeuge im Magazin und sparen Zeit.“

Zeitersparnis am praktischen Beispiel: eine Stunde statt zwölf

Wie vorteilhaft sich die 5-Achs-Tangentialbearbeitungs-Strategien mit konischen Tonnenfräsern auswirken, demonstrierten die Zerspanungsspezialisten der Abteilung Formaufbau-Fräsen unter anderem beim diesjährigen „3. Knarr Präzisionstag“ im April. Dazu konstruierten sie eine 96 mm dicke Formplatte mit einem rechteckigen, konischen Durchbruch, der einen 1 mm-Eckenradius aufweist. Für die Komplettbearbeitung auf einem 5-Achs-BAZ DMC 80 U duoBlock von DMG Mori nutzte Marco Mergner und sein Team alle drei Module des Performance-Pakets hyperMill Maxx Machining, um das passende NC-Programm zu generieren: Erst erzeugt ein Messerkopf mit dem 5-Achs-helikalen Bohren die Aussparung. Nach einem Schruppvorgang werden die Innenseiten sowie die gewölbten Außenflächen mit einem konischen Tonnenfräser geschlichtet. „Mit dem konischen Tonnenfräser und dem 5-Achs-tangentialen Ebenenschlichten können wir einen Zeilenabstand von 1-2 mm wählen und erzielen selbst im engen Eckradius sehr gute Oberflächen. Mit einem 2 mm-Kugelfräser müssten wir einen Abstand von 0,01 mm oder noch kleiner wählen, um eine halbwegs ordentliche Oberfläche zu bekommen“, erklärt Marco Mergner. So erreicht sein Frästeam eine enorme Zeitersparnis, wie er mit einer beispielhaften Simulation belegt: „Das Abzeilen mit dem Kugelfräser hätte im Idealfall zwölf Stunden gedauert. Mit der CAM-Strategie und dem konischen Tonnenfräser sind wir in nur einer Stunde fertig und erzielen top Oberflächen, auch in den Ecken.“

Diese Muster-Formplatte nutzt Marco Mergner auch, um weitere Stärken der CAM-Lösung HyperMill hervorzuheben. Als besonders vorteilhaft betrachtet er die Möglichkeit, ein wirklich komplettes und sicheres NC-Programm erstellen zu können, das schon mit dem automatischen Ausgeben des Nullpunkts und der Antastzyklen beginnt. „Damit sparen wir uns schon vor dem eigentlichen Zerspanen manuelle Arbeit“, erklärt Frästeamleiter Mergner.

Auch händisches Messen oder das Verlagern auf ein externes Messzentrum gehören hier teilweise der Vergangenheit an. Denn die Bauteile werden nach der Bearbeitung auf der Maschine direkt gemessen. Open Mind bietet für diese prozessinterne Qualitätskontrolle eine in hyperMill integrierte Messlösung mit mehreren Messzyklen an. Selbst einen Reinigungszyklus haben die Programmierer integriert. So kommt das Bauteil in rekordverdächtiger Zeit komplett fertig von der Maschine.

Unternehmensinformation

Knarr Vertriebs GmbH

Gunterstr. 31
DE 95233 Helmbrechts
Tel.: 09252 9993-0
Fax: 09252 9993-33

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