Anwenderbericht. Sirona Dental Systems GmbH. Virtuelle Abschrift. Mehr Sicherheit im CAM-Prozess durch Maschinensimulation. mit Kollisionskontrolle

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1 Anwenderbericht Sirona Dental Systems GmbH Virtuelle Abschrift Mehr Sicherheit im CAM-Prozess durch Maschinensimulation mit Kollisionskontrolle Erhebliche Verkürzung der Programmierzeit komplexer Teile von einem Monat auf drei Tage Reduzierung von Nebenzeiten durch Einsatz der Werkzeugverwaltung Tooldirector Durchgängige Transparenz in der Fertigung durch Ausbau zum Komplettsystem mit CAM-Datenmanagement Anwenderbericht aus:

2 Virtuelle Abschrift Ein riesiges Teilespektrum und eine hohe Fertigungstiefe mit vielen Technologien bedingen eine Softwarearchitektur mit hoher Detailgenauigkeit. Abbilden muss sie die CAD/CAM-Prozesskette rund um die Maschine durchgängig und schnittstellenfrei. VON MICHAEL HOBOHM Wer heute zum Zahnarzt geht, sollte nach Kameras Ausschau halten. Nicht, um einer Beobachtung zu entgehen, sondern um in den Genuss moderner Behandlungsmethoden zu gelangen. Denn heutzutage nimmt ein gut ausgestatteter Zahnarzt die Zähne digital mit einer 3D-Kamera auf, die er einfach auf den Zähnen aufsetzt der unangenehme Biss in klebrige Abformmasse entfällt so komplett. Aus den Bildern generiert er dann mittels Hightech-Software ein 3D-Modell, designt die passende Zahnrestauration am Computer und schickt die digitalen Daten an eine angeschlossene Schleifmaschine. Während der Arzt nun ein Beratungsgespräch führt oder einen weiteren Zahn behandelt, fertigt die Maschine schon die vollkeramische Zahnrestauration. Damit ist der Zahnersatz fertig und einsetzbar. Der Patient braucht somit kein Provisorium und muss nach der kurzen Behandlung nicht wiederkommen ein Komfort für den Patienten, der dem Zahnarzt die Wertschöpfung im eigenen Haus garantiert. Technologieführerschaft bei Dental Produkten Als weltweit einziger Komplettanbieter von Dentaltechnik fertigt Sirona Dental Systems, Bensheim, solche Hightech-Produkte. Die im Fallbeispiel eingesetzte 3D-Kamera mag eine Cerec Bluecam gewesen sein, die Schleifmaschine war vielleicht eine Cerec MC XL, und bei dem Behandlungsstuhl, auf dem der Patient saß, handelte es sich möglicherweise um den Teneo oder den brandneuen Sinius. Sollte der Zahnarzt auch noch ein Implantat gesetzt haben, so hat er vorher ein 3D-Röntgenbild mit dem digitalen Volumentomografen Galileos angefertigt, um genau zu sehen, wie das Implantat im Kiefer verankert werden muss. Dann hat er die Daten aus Cerec mit den Röntgendaten aus Galileos verknüpft und Implantat und keramische Restauration genau aufeinander abgestimmt. Als Aushängeschilder der Produktbereiche dentale CAD CAM Systeme, Behandlungseinheiten, bildgebende Systeme und Instrumente sind es Produkte wie Cerec, Sinius, Galileos oder Siropure, mit denen Sirona die weltweite Technologieführerschaft für Dentaltechnologien immer neu Anwender Sirona Dental Systems GmbH Bensheim Tel Fax Hersteller Coscom Computer GmbH Ebersberg Tel Fax Als weltweit einziges ölfrei arbeitendes Instrument zur Zahnbehandlung ist der Siropure ein Paradebeispiel für die Technologieführerschaft von Sirona bei Dentalprodukten begründet. Der Innovationskraft des Sortiments steht dabei die Produktvielfalt in nichts nach.»speziell im Bereich Instrumente hat diese Vielfalt ein riesiges Teilespektrum zur Folge, das wir komplett selbst entwickeln und mit einer Fertigungstiefe von 90 Prozent abdecken«, berichtet Klaus Essbach, verantwortlich für DV-CNC- Betreuung bei Sirona.»Gleichzeitig sind wir als Lohnfertiger für die drei anderen Produktbereiche tätig und entwickeln und fertigen im Rahmen von OEM-Verträgen Instrumente für andere Firmen. Am Ende kommen wir so auf Tausende von Einzelteilen, die wir in Losgrößen von 150 bis 4000 aus einer breiten Werkstoffpalette herstellen.«breite Aufstellung bei Verfahren und Fertigungsmitteln Das Sortiment ist allerdings nicht nur sehr vielgestaltig, die Produkte unterliegen auch immer kürzeren Entwicklungszyklen. Für den Bereich Instrumente bedeutet das: immer schneller, immer flexibler sein zu müssen. Nicht zuletzt, weil die Bauteile

3 2 In der Werkzeugverwaltung lassen sich Werkzeuge bis aufs Detail zusammenstellen; die schnittstellenfreie Verbindung zum CAM- und zum Lagerverwaltungssystem garantiert einen vollständigen Datenaustausch; auch ein Fertigungsdatenmanagement kann modular auf den Tooldirector aufgesetzt werden 3 Profikinematik ermöglicht neben der Materialabtragsberechnung auch eine umfassende Maschinenraumsimulation mit Kollisionsbetrachtung. Von der Maschine über das Werkzeug bis hin zum Spannmittel werden dabei alle Komponenten einbezogen laufend komplexer werden. Während sie früher oft aus Einzelteilen aufgebaut wurden, fertigt man sie heute komplett von der Stange. Natürlich führt das auch zu Verschiebungen bei den Fertigungsmitteln und -verfahren. So sind 5-Achs-BAZ und Dreh-Fräs-Zentren für die Komplettbearbeitung ebenso auf dem Vormarsch wie mehrachsige Langdreher. Zugleich hält die Instrumentenfertigung mit der verstärkten Verfahrensintegration auch eine große Verfahrensbreite aufrecht.»so fertigen wir unsere Verzahnungen selbst, härten sicherheitsrelevante Teile oder schleifen Werkzeuge«, erklärt Essbach.»Selbstverständlich ist auch hier vieles im Fluss. So versuchen wir gerade in unserer Entgraterei, den Anteil manueller Arbeitsschritte zu verringern, indem wir mit den 3- und 5-Achs- Modulen von Coscom gratfrei fertigen.«ein erster, unvermittelter Hinweis, mit welcher Detailtreue und Tiefe sich ein modulares Softwarepaket von Coscom auf die Sirona- Fertigung auswirkt. Weitere sollen folgen... Gesucht war ein Komplettsystem rund um die Werkzeugmaschine Seinen Auslöser fand die Zusammenarbeit der Unternehmen aus Bensheim und Ebersberg zunächst an anderer Stelle.»Unsere große Produktvielfalt und hohe Fertigungstiefe bedingen auch den Umlauf Tausender Werkzeuge, viele davon sind Kleinstwerkzeuge «, geht Essbach darauf ein.»um sie zu verwalten, hatten wir schon vor Coscom ein Toolmanagement im Haus, das 4 Wie bei diesem filigranen Bauteil für eine neue Sirona-Turbine dient Proficam häufig der Bewertung der Funktionstüchtigkeit und Machbarkeit von Bauteilen sowie der Analyse ihrer wirtschaftlichen Fertigung Factbox Nutzen der Coscom CAM-Prozesskette bei Sirona: erhebliche Verkürzung der Programmierzeit komplexer Teile von einem Monat auf drei Tage mehr Sicherheit im CAM- Prozess durch Maschinensimulation mit Kollisionskontrolle Reduzierung von Nebenzeiten durch Einsatz der Werkzeugverwaltung Tooldirector durchgängige Transparenz, Dokumentation in der gesamten Fertigung und Know-how-Sicherung durch Ausbau zum Komplettsystem mit CAM-Datenmanagement

4 aber ebenso unzeitgemäß geworden war wie das damalige CAM-System.«Während letzteres nur eine Postprozessorausgabe ermöglichte, nicht aber eine Kollisionsbetrachtung oder Maschinensimulation, ließ sich die Werkzeugverwaltung nur umständlich bedienen und lieferte dem Programmierer gar Werkzeuge, die im Haus so nicht vorhanden waren.»als der Anbieter die Toolmanagement-Software auch noch abkündigte, war die Zeit reif für ein neues System«, sagt Essbach.»Mit dem Schwerpunkt auf der Werkzeugverwaltung und dem CAM-System zielte eine umfassende Recherche dann auf ein Komplettsystem rund um die Fertigung. Wie sich zeigte, bietet ein solches Paket nur Coscom.«Die beiden Unternehmen kamen daher fast zwangsläufig ins Gespräch. Dabei war klar, dass der Leistungsumfang des Softwarepakets den gesamten Bereich um die Werkzeugmaschine abdecken musste. Angefangen bei der Datenübernahme aus Pro E waren das die NC-Programmierung und die Simulation bis hin zum Toolmanagement und zur Lagerverwaltung.»Dass wir zum CAM-System und Toolmanagement gleich eine Lagerverwaltung hinzugekauft haben, hat einen einfachen Grund«, so Essbach.»Früher waren Informationen zu den Werkzeugen oft mitarbeitergebunden und damit nicht immer verfügbar. Neben der direkten Anbindung an das CAM-System, die eine bestandsgerechte Programmierung ermöglicht, wollten wir daher alle Informationen zentral ablegen, um auch die Lagerbestände transparent kontrollieren und optimieren zu können.«nachdem der Leistungsumfang feststand, wurden 2007 Proficam (Module 3- bis 5-Achs-Drehen, Millturn) und Tool- Director als durchgängige Softwarearchitektur installiert.»beide Module wurden als Highend-Varianten ausgelegt«, betont Horst Wirtz, Vertrieb Coscom.»Für Proficam bedeutet das zum Beispiel die Arbeit mit der Simulation Profikinematik und damit die Möglichkeit zur weitreichenden Materialabtrags- und Maschinenraumsimulation mit Kollisionsüberwachung. Aus dem Tooldirector wiederum wurde so neben der Werkzeugverwaltung auch eine umfassende Spann- und Messmittelverwaltung verfügbar.«funktionstüchtigkeit, Machbarkeit, Wirtschaftlichkeit am PC prüfen Dreh- und Angelpunkt des gesamten Coscom-Systems ist heute ein Werkzeugmess- und voreinstellplatz in der Instrumentenfertigung. Von der einen Seite der Prozesskette werden die CAD/CAM-Daten eingespeist, von der gegenüberliegenden Seite fließen die Maschinen-, Werkzeug-, Spann- und Messmitteldaten ein. Wie dabei das CAM-System, die Werkzeug- und Lagerverwaltung tagtäglich zusammenspielen, zeigt die Fertigung eines Bauteils für eine neue Turbine (Bilder 3 und 4). In den Turbinenkopf eingebaut, soll es bei der Zahnbehandlung das gleichmäßige Versprühen eines Sprays garantieren. Hergestellt wird das filigrane Teil auf einer 2-spindligen Benzinger TNI, wo es von 10er-Rundmaterial komplett runtergearbeitet wird. Nach dem Drehen der Außen- und Innendurchmesser sowie dem Setzen von sechs Bohrungen die größte mit 0,35 mm Durchmesser wird auf der zweiten Spindel dann eine komplexe Geometrie gefräst.»ohne CAM-System könnte man diese Bearbeitung nie wirtschaftlich programmieren«, betont René Meyer, CNC-Programmierer bei Sirona.»Allein die Berechnung der Fräsradien wäre ein extremer Aufwand. Ich dagegen arbeite mit einem 3D-CAD-Modell, das 5 Stolzes Ergebnis: Durchgängige Prozesskette in der Fertigung dank partnerschaftlicher Zusammenarbeit. Klaus Essbach, Gruppenleiter Sirona (Mitte), Horst Wirtz, Vertriebsbeauftragter Coscom (rechts) und André Geßner, Marketingverantwortlicher Coscom (links) mir die Entwicklung liefert. Dieses Modell lade ich ins System, lege Rohmaterial drüber und hole mir über den Tooldirector die nötigen Werkzeuge hinzu. Passt alles zusammen, lasse ich mir automatisch eine Drehkontur erzeugen, analysiere den Bearbeitungsablauf und programmiere ihn.«eine Riesenersparnis bringe dabei das automatische Erzeugen der Drehkontur, ein großer Vorteil sei vor allem die direkte Auswahl der Werkzeuge und Spannmittel, mit der die Bearbeitungssituation stets realistisch zu bewerten sei. Zugleich bringt die Simulation mehr Sicherheit in den Programmierprozess, denn Meyer prüft mit der Maschinensimulation Profikinematik zugleich die Funktionstüchtigkeit des Bauteils, die Machbarkeit oder Wirtschaftlichkeit der Fertigung. Mit der 3D-Simulation können aber auch die Testzeiten an der Maschine massiv verkürzt werden, indem etwa spezielle Spannbacken schon im Vorfeld der Fertigung angefertigt werden. Schließlich bereitet der Programmierer auch die einzelnen Arbeitsschritte des Maschinenbedieners vor. So legt er im Tooldirector Werkzeuglisten an, weist Spannmittel aus und führt die Messmittel für die Qualitätskontrolle auf. Am Voreinstellplatz wird daraus ein komplettes Paket geschnürt, mit dem sich der Mitarbeiter um nichts mehr kümmern muss. Er kann sofort mit dem Rüsten beginnen.

5 Das Potenzial des Systems ist noch lange nicht ausgeschöpft Während Sirona das Coscom-System inzwischen umfassend nutzt, ist man gleichzeitig mittendrin, durch neue Module weitere Potenziale zu erschließen.»so haben die Bensheimer die Arbeit in Proficam zwar mit eher konventionellen Technologien zum Bohren, Drehen, Fräsen begonnen, inzwischen hat man aufgrund der komplexeren Teile aber auch das Modul zum 5-Achs- Simultan-Fräsen in das modulare System eingebunden«, gibt Wirtz ein Beispiel.»Diese Entwicklung spiegelt sich in den Plänen zur Aufstockung unseres Maschinenparks wider«, ergänzt Essbach.»So planen wir beispielsweise den Kauf eines hochkomplexen Zentrums zur 5-Achs-Simultanbearbeitung, für das wir gleich in einen Coscom-Postprozessor mit Maschinensimulation investieren werden.«ein großer Coup freilich ist die projektierte Umsetzung eines umfassenden Fertigungsdatenmanagements.»Modular auf der Werkzeug- und Betriebsmittelorganisation aufsitzend, wird so künftig alles, was in Coscom abgelegt ist, direkt an der Maschine abrufbar sein«, umreißt André Geßner, Marketing-Verantwortlicher von Coscom, das neue Projekt. Als zentrales Element der Prozesskette soll auch das Werkzeugvoreinstellgerät schon bald neu justiert werden.»wir verwenden ein Zoller-Gerät, für das der Hersteller eine Coscom-Integration anbietet«, präzisiert Essbach.»Das Voreinstellgerät wird so direkt auf die Datenbank zugreifen.«damit nicht genug, soll auch das bislang nicht angebundene SAP-System mit einem Bestell-Bestandsmodul von Coscom unterfüttert werden. Und schließlich nennt Essbach noch einen der dicksten Brocken:»Wir werden alle wichtigen Maschinen an das System anbinden. Dieser Aufwand lohnt sich, denn so erhalten wir ein durchgängiges Komplettsystem, das zentral alle detaillierten Daten liefert, die wir für unsere komplexe Fertigung brauchen.«dr. Michael Hobohm ist Redakteur der WB Werkstatt+Betrieb beim Carl Hanser Verlag in München COSCOM - Leading in VirtualMachining

6 Ansprechpartner COSCOM weltweit Zentrale Deutschland COSCOM Computer GmbH Anzinger Str. 5 D Ebersberg Telefon: +49 (0) Telefax: +49 (0) info@coscom.de Geschäftsstelle Süd-West Mollenbachstr. 37 D Leonberg Telefon: +49 (0) Telefax: +49 (0) Geschäftsstelle West Schleefstr. 4 D Dortmund Telefon: +49 (0) Telefax: +49 (0) Geschäftsstelle Nord Woltorfer Str. 77c D Peine Telefon: +49 (0) Telefax: +49 (0) Software für die Fertigung Zentrale Österreich COSCOM Ges.m.b.H. Europaring F15, Campus 21 A-2345 Brunn am Gebirge Telefon: +43 (0) Telefax: +43 (0) info@coscom.at Zentrale Schweiz COSCOM GmbH Industriepark Logistikcenter 1 CH-6246 Altishofen Telefon: +41 (0) Telefax: +41 (0) info@coscom.ch Zentrale Frankreich COSCOM France S.a.r.L 8, rue des Lilas - BP F Mundolsheim CEDEX Telefon: +33 (0) Telefax: +33 (0) info@coscom.fr Zentrale Nordamerika COSCOM Corp Kincey Avenue, Suite 142, Huntersville, NC Telefax: info@coscom-us.us Zentrale Tschechien COSCOM Computer s.r.o. Chlumecká 1539/7 CZ Praha-Kyje Telefon: Telefax: info@coscom.cz Zentrale Polen COSCOM Polska Sp. z o.o. ul. Budowlanych Tychy Telefon: +48 (0) Telefax: +48 (0) info@coscom.de