SolidWorks bei Kern: Höchste Präzision ist angesagt

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1 Kundenberichte CIDEON Software SolidWorks bei Kern: Höchste Präzision ist angesagt

2 2 Impressum Herausgeber: Peterstraße Görlitz, Germany Fon +49 (0) info@cideon-software.de Web Fotos: Kern Micro- und Feinwerktechnik GmbH & Co KG, CIDEON Stand: August 2011

3 3 3 SolidWorks bei Kern: Höchste Präzision ist angesagt Die Kern Micro- und Feinwerktechnik GmbH & Co. KG Machbarkeit: Es gab schlicht keine Maschine, welche die baut Bearbeitungszentren höchster Genauigkeit bis geforderten Genauigkeiten hätte produzieren können. Statt hin zu 1 μm am Werkstück. Das ist nur zu schaffen, den Auftrag abzulehnen, baute Kern selbst eine entspre- wenn Maschine, Werkzeuge und Umgebung genau chende Maschine. Damit war der Grundstein gelegt für darauf ausgelegt sind. Für die Konstruktion dieser den Erfolg des Unternehmens im Bereich der Höchst- oder Highend-Maschinen nutzt Kern seit 2005 SolidWorks, Ultrapräzision. welches über eine Schnittstelle von CIDEON direkt mit dem SAP-System gekoppelt ist. Weltweit im Einsatz Jeder Techniker weiß, was 1 μm ist, eben der tausendste Bereits 1987 gründete der Unternehmer die Kern Micro- Teil eines Millimeters. Jeder Fachmann weiß aber auch, wie technik in Murnau. Anfang der 90er Jahre wurden beide schwierig es ist, 1 μm Genauigkeit in der Fertigung wirklich Unternehmen zur Kern Micro- und Feinwerktechnik ver- hinzubekommen. Am ehesten traut man das noch Schleif- schmolzen und 2007 zog der Maschinenbau in ein neues verfahren zu, ggf. mit anschließender Feinstbearbeitung. Werk in Eschenlohe um. Heute beschäftigt das Unternehmen 140 Mitarbeiter in beiden Werken. Sie produzieren Kern Micro- und Feinwerktechnik in Eschenlohe, Ober- rund 50 bis 60 Maschinen pro Jahr aufgeteilt in die Bau- bayern, schafft das beim Fräsen! Die Kern Pyramid Nano reihen Evo, Triton und Pyramid Nano. Diese werden in dürfte mit die genaueste Serienfräsmaschine der Welt sein, die ganze Welt verkauft, in den USA sogar über eine eige- wenn nicht die genaueste überhaupt. ne Werksniederlassung. Unsere Kunden kommen unter anderem aus der Uhrenindustrie, der Medizintechnik, der Die Geschichte von Kern beginnt 1962 in München, wo Fernmeldetechnik, aus dem Bereich der Hartbearbeitung, Kurt Kern sein Unternehmen für Feinwerktechnik gründete. aus der Schneidplattenindustrie, aus der Automobilindu- Schon der Gründer erwarb sich den Ruf eines Auftragfer- strie, nennt Entwicklungsleiter Dr. Dennis Janitza, einige tigers höchster Präzision. Sein Sohn Günter stieß 1981 Einsatzbereiche. bei einer Anfrage von IBM an die damaligen Grenzen der Kunden, wie etwa IWC, Zeiss, die Fraunhofer Institute und viele andere mehr, brauchen die extrem hohen Genauigkeiten an ihren Werkstücken und sind bereit, dafür das nötige Umfeld zu schaffen. Dazu gehören neben der Maschine auch die nötigen Werkzeuge und eine entsprechende Fertigungsumgebung. Hier wiederum spielt die Temperaturstabilität eine große Rolle. Natürlich ist es auch unabdingbar, Messsysteme zu haben, die diesem Genauigkeitsbereich gewachsen sind und auch das CAM-System muss so exakte Bahnen erzeugen, dass Kern Pyramid Nano, das vermutlich genaueste Serienbearbeitungszen- Interpolationsfehler nicht am Werkstück zu sehen sind. trum weltweit. Was bei einer Maschine mit einem Hundertstel Genauig-

4 4 keit vielleicht nicht auffällt, wird hier gnadenlos auf das Die Software-Pakete im Überblick Werkstück übertragen. SolidWorks, das darf man wohl sagen, ist heute eines der Von CAD nach ERP klassischen CAD-Systeme für alle Belange des Maschinenbaus. Die Software basiert auf einem parametrischen Kern hat in früheren Jahren mit einem CAD-System kons- 3D-Kern, Parasolid, und erlaubt es, Teile und Baugruppen truiert, welches primär für den Formen- und Werkzeugbau voll parametrisch zu konstruieren und somit ein intelligen- geeignet war. Im Jahr 2005, sind wir dann hier auf Solid- tes Produktmodell zu erzeugen. Das hilft später wieder Works umgestiegen, erklärt Dr. Janitza. für vielfältige Auswertungen und Weiterverwendungen der Modelle, bis hin zur Konfiguration. In 2009 führte Kern ein ERP-System von SAP ein. Der Systemlieferant war CIDEON. Da dieser Anbieter auch die SAP PLM Integration für SolidWorks exklusiv für SAP entwickelt, haben die Konstrukteure bei Kern genau geprüft, ob ihre Anforderungen bezüglich PDM nicht auch mit dieser Direktschnittstelle zu erfüllen wären. Mit der Lösung von CIDEON wurde unser Lastenheft zu 97 Prozent erfüllt, so Dr. Janitza, für die restlichen 3 Prozent haben wir andere Lösungen gefunden. SolidWorks-Arbeitsplatz bei Kern, ausgeführt als 2-Schirm-Lösung. Neben soliden Grundfunktionen bietet SolidWorks eine Vielzahl von Zusatzmodulen an, etwa für Blechkonstruktionen Schweißkonstruktionen Gussformkonstruktionen Konstruktionen flexibler und starrer Rohrsysteme Das 5-Achs-Zentrum Kern Triton verbindet Oberflächengüte und Genauigkeit in idealer Weise mit Produktivität. Konstruktionen von elektrischen Kabeln, Kabelbäumen und Leitungsführungen Integration von ECAD und MCAD Damit war die Entscheidung in Eschenlohe gefallen und Bewegungssimulation etwa drei Monate nach der SAP-Einführung, im April 2009, Bauteilberechnungen und einiges mehr wurde auch die Kopplung von SolidWorks an das ERPSystem aktiv geschaltet. Dazu Dr. Janitza: Dabei kam es Dazu kommen noch Pakete externer Anbieter, die entspre- uns sehr zustatten, dass unsere PLM Betreuer von CIDEON chend zertifiziert sind. auch beste Kenntnisse des ERP-Systems hatten, das hat uns sehr viel geholfen. Nun zur CAD-ERP-Kopplung: Die SAP PLM Integration für CAD ermöglicht die Verwaltung aller im CAD-System

5 3 5 Komfortables Arbeiten mit SAP aus SolidWorks heraus der gewohnten Arbeitsumgebung des Konstrukteurs Automatisierte, statusgesteuerte TIFF und PDF-Generierung für Zeichnungen möglich Einfache Installation, Aktivierung als SolidWorks Zusatzanwendung Flexible Konfigurierbarkeit und Möglichkeiten zur Sprachanpassung Vollständige Konstruktion in SolidWorks Kern Bearbeitungszentrum als 3D-Modell. Wenn es um die Konstruktion und Entwicklung geht mechanisch und elektrisch machen wir alles selbst hier im konstruierten Bauteile in SAP. Der Zugriff auf die CAD-Daten Haus, wie Dr. Janitza betont. Dazu gehören auch Design ist durch Versionierung und Statusverwaltung so koordi- und Ergonomie, im Zweifelsfall holt man sich einen freien niert, dass gleichzeitiges Arbeiten mehrerer Benutzer an Designer in die Entwicklungsabteilung, der dann mit hilft. einer Baugruppe ohne Datenverluste und Inkonsistenzen Konstruktion und Design werden vollständig in SolidWorks möglich ist. erstellt, wobei klar das Konzept gilt: form follows function. Die Konvertierungslösung CIDEON Conversion Engine für Die Arbeit der Entwickler beginnt stets mit der Definition SAP erlaubt es zusätzlich, CAD Modelle, Zeichnungen, der Funktionen einer Maschine. 3D-Views und allgemeine Konstruktionsdokumente in ein Neutralformat umzuwandeln und für eine Abspeicherung in SAP zu sorgen. Hierauf kann dann unternehmensweit zugegriffen werden, soweit erlaubt. Die wichtigsten Vorteile im Überblick: CAD Direktintegration in SAP PLM SAP PLM Integrationen für CAD von CIDEON Software Von der Konstruktion über Fertigung bis zum Service sind alle Informationen in einem System Vermeidung doppelter Datenerfassung und Sicherstellung durchgängiger Freigabeabläufe im gesamten Unternehmen SAP PLM Integration für SolidWorks vermeidet doppelte Datenerfassung und sorgt für Durchgängige Bereitstellung von aktuellen Zeichnungen, sichere Freigabeabläufe. Diese CIDEON-Lösung er- Modellen und View-Files für andere Abteilungen, wie z.b. möglicht den Zugriff auf aktuelle CAD-Daten für andere die Arbeitsvorbereitung Abteilungen und sorgt für komfortables Arbeiten mit K eine Kosten für ein zusätzliches Produktdatenmanagement System (PDM), da volle Integration in SAP SAP aus SolidWorks heraus. Sie bildet das SolidWorks-Datenmodell in SAP PLM ab.

6 6 Hierbei wird kein CAD-System benötigt, ggf. aber die PDM- gespeichert. Dort kommt es dann zu den Verknüpfungen Funktionalität, um erstens Informationen einzuholen und mit den Materialien. Verwendungsnachweise und SAP- zweitens die Funktionsdefinitionen abzuspeichern. Stücklisten werden automatisch durch das System erstellt. Die Zeichnungsköpfe werden ebenfalls automatisch mit Im zweiten Schritt werden Konzepte für die Funktionser- SAP-Daten gefüllt. Einer der Punkte, der bei einer direk- füllung erarbeitet. Hier kann das CAD-System schon Hilfs- ten Kopplung von CAD und ERP oft diskutiert worden ist, dienste leisten. Die Ergebnisse halten die Entwickler meist betrifft das Ein- und Auschecken großer Baugruppen. Dr. an ihren Arbeitsplätzen. Janitza berichtet, dass dies hier gut gelöst sei, selbst bei ganzen Maschinen ist das in rund 2 Minuten erledigt. Dazu Nach der Konzeptauswahl beginnt die eigentliche Konst- trägt auch die komfortable Hardware-Situation bei: 64-bit ruktion hier wird genutzt, was SolidWorks zu bieten hat. Workstations mit 8 GB Arbeitsspeicher sind die Basis. Ein darauf folgender Design-Review betrachtet sowohl die Im Grunde ist mit dem hier geschilderten Ablauf die Arbeit Funktionserfüllung, die Korrektheit der Konstruktion, wie der Entwickler zu Ende. Die 3DModelle finden zur Zeit noch auch den Bereich Design und Ergonomie, sagt Entwick- Verwendung in der Qualitätssicherung. In der Montage hat lungsleiter, Dr. Janitza. man bisher noch rein mit Zeichnungen gearbeitet (PDF), im Augenblick erfolgt aber gerade die Installation des ersten CAD-fähigen Rechners, so dass die Monteure künftig auch auf 3DModelle Zugriff haben. Was die Zukunftsaspekte angeht, so bereiten Dr. Janitza und seine Kollegen das Thema Konstruktionskonfiguration vor und streben ferner an, immer mehr zu einer papierlosen Fertigung zu gelangen. Man darf gespannt sein, was den Konstrukteuren der vermutlich genauesten Bearbeitungszentren der Welt noch Dr. Dennis Janitza, Entwicklungsleiter bei Kern, zeigt ein hochgenaues alles einfällt. Bearbeitungszentrum in der Montage. 1 μm wie macht man das? Die Konstruktion wird vollständig in 3D angelegt, so dass das 3D-Modell später die Referenz darstellt, für alle nach- Maschinentechnisch sieht Kern folgende Maßnahmen vor: folgenden Schritte. alle Achsen werden hydrostatisch ausgeführt. Sie laufen Für alle einfachen Berechnungen nutzt Kern die in Solid- somit in einem Ölfilm, wodurch Reibung und Anfahref- Works enthaltenen Berechnungsmöglichkeiten. Wenn es fekte entfallen um komplexe mechanische und thermische Analysen geht, werden externe Dienstleister beauftragt. gezieltes Temperaturmanagement alle Maschinen haben ein zentrales Kühlaggregat, welches hilft, die Temperaturen in engen Grenzen zu halten (+/- 0,25ºK) Während der Konstruktion werden sämtliche 3D-Daten, wie auch die Zeichnungen und alle Zusatzdokumente in SAP reibungslose Antriebe bei denen die Mutter der Gewindespindel ebenfalls hydrostatisch ausgeführt ist.

7 3 7 direktes Messsystem mit einem Auflösungsvermögen von 0,005 μm spezielle, auf höchste Präzision abgestimmte Hauptspindeln spezieller Werkstoff, Kern Amorith, für die Maschinenbasis (Steifigkeit, Stabilität, Dämpfung) 100 Prozent Kontrolle jeder Achse bevor sie verbaut wird. Auf einen Blick: Unternehmen: Kern Micro- und Feinwerktechnik GmbH & Co. KG, Eschenlohe, Deutschland Herausforderung: Schaffung einer integrierten Produktdatenverwaltung Lösung: SAP PLM Integration für SolidWorks von CIDEON Vorteil: Strenge Anforderungen an die Nachvollziehbarkeit aller Produktentwicklungsprozesse werden erfüllt. CIDEON SAP PLM Integration für Leistungen: SolidWorks, Implementierung, Anpassungen

8 Peterstraße Görlitz Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Hansaallee Düsseldorf Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Wilthener Straße Bautzen Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Max-Lang-Straße Leinfelden-Echterdingen Tel.: +49 (0) Fax +49 (0) info@cideon-software.de