Bernecker Gesamtsystem: Systemkette für exakte Teile

Um die Herstellung von Werkzeugen für Blechteile einfacher und effizienter gestalten zu können, hat Bernecker nun ein Gesamtsystem aus 3D-CAD/CAM, Simulation und optischer Messtechnik entwickelt. Dieses soll die Anzahl der Fehlversuche im Prozess minimieren.

Der Autor: Theo Drechsel, Journalist, Unterschleißheim

Bisher war es oft ein langer Weg von Trial and Error, bis das Werkzeug bei komplizierten Blechteilen genau passte. Mit Blick darauf hat die Bernecker Group CAD/CAM, Simulation und optische Messtechnik miteinander kombiniert. Das Ergebnis ist eine erhebliche Reduzierung der Anzahl der Werkzeugversuche. So kommen die Werkzeugspezialisten wesentlich schneller und kostengünstiger zum richtigen Teil als bisher.

Zur fehlerfreien Entwicklung und Produktion abgestreckter Teile wurde beim Unternehmen eine Konstruktions-, Simulations- und Vermessungskette aufgebaut, die in dieser Form weltweit wohl einzigartig ist: „Ein Prozess-Loop von der 3D-Konstruktion im CAD/CAM-System Visicad über ein Stampack-Simulationsprogramm mit Rückfederungsberechnung, Kompensation derselben im VisicadAdvancedModelling bis zur schnellen optischen 3D-Vermessung mit einem hochauflösenden Digitalisierer, dem GOM Atos-System – und zurück“, berichtet Thilo Maisenbacher, Leiter der Konstruktion bei Bernecker in Mühlacker bei Pforzheim.

Komplette Digitalisierung

Die Größe der mit dem Atos-System messbaren Objekte reicht von wenigen Millimetern bis hin zu mehreren Metern, die Genauigkeit liegt bei kleineren Teilen im Hundertstelbereich. Nach der Digitalisierung können anhand der gewonnenen Daten Analysen gegen CAD-Daten oder 2D-Zeichnungen und Messberichte erstellt, Konstruktionen abgeleitet sowie Daten zum Fräsen, Erodieren oder Rapid Prototyping generiert werden. Dafür wird auf das Bauteil ein Streifenmuster projiziert, das mit zwei Kameras aufgenommen wird. Aus den Bildern wird eine Punktewolke berechnet, welche die Bauteiloberfläche exakt darstellt.

Der Vorteil der Methode ist, dass ein Bauteil flächenhaft beschrieben wird. Es sind nicht nur wenige einzelne Messpunkte wie bei der Koordinatenmesstechnik zu sehen. Der Anwender hat digital immer das ganze Bauteil im Blick und kann sofort erkennen, wo eventuell Probleme auftreten.

Die Möglichkeiten der schnellen Vermessung mit diesem System nutzt das Unternehmen seit Kurzem auch für die Werkzeugentwicklung. Zunächst wird das Werkzeug in 3D in Visi konstruiert, anschließend die Geometriedaten in das Stampack-System überspielt, um das Teil dort zu simulieren. Die ermittelte Rückfederung wird im CAD-Modell mit dem integrierten Advanced-Modelling-Modul kompensiert; mit diesem optimierten Stand gehen die Werkzeugspezialisten dann zum ersten Mal auf die Werkzeugmaschine.

Das so hergestellte Teil wird mit dem Atos 3D-Digitalisierer vermessen, das Ergebnis mit dem vorhandenen 3D-Modell verglichen und gegebenenfalls korrigiert. Über AdvancedModelling wird dann die eventuell noch vorhandene Rückfederung erneut korrigiert, dann das Werkzeug angepasst, das Bauteil produziert und auf dem 3D-Digitalisierer vermessen – dann kann das Werkzeug freigegeben werden.

Versuche in der Iterationsschleife reduzieren

Das 3D-CAD/CAM-System Visi und das Simulationssystem Stampack setzt Bernecker bereits seit mehreren Jahren zur schnellen und einfachen Konstruktion sowie Simulation der Werkzeuge ein. Beide Systeme zählen im Werkzeug- und Formenbau wohl zu den leistungsfähigsten und gleichzeitig mit am einfachsten zu bedienenden Lösungen auf dem Markt.

Sie können zudem mit den gängigen und vielen weniger häufig anzutreffenden Schnittstellen problemlos umgehen. So erlaubt das Gesamtsystem zum Beispiel die Verarbeitung sowohl von Netz- wie auch von Flächendaten. Die Netzdaten einer GOM-Messung lassen sich einfach in Visi übertragen und können dort problemlos weiterverarbeitet werden. Hier kann der Konstrukteur dann Schnitte legen. Umgekehrt können an der Messmaschine auch die Visi-Daten eingelesen und damit das Messprogramm schnell und quasi automatisch erstellt werden.

„Mit der Kombination aus 3D-CAD/CAM, Simulation und optischer Messtechnik ist es uns gelungen, die Anzahl der Versuche in der Iterationsschleife der Werkzeugentwicklung erheblich zu reduzieren und damit Zeit und Kosten zu sparen“, fasst Thilo Maisenbach zusammen. „Durchgängige Datenketten, wie wir sie realisieren, sind der Weg, den der Werkzeug- und Formenbau gehen muss, um vom Trial-and-Error-Prinzip zu einem zielgerichteten, zeit- und kostensparenden Prozess zu kommen.“ I

Euroblech, Halle 11, Stand C73 (Men at Work) bzw. E55 (GOM)