Benutzer:Shop-Floor-Manager/Werkzeugverwaltung

Die Werkzeugverwaltung wird in der zerspanenden Fertigung benötigt um die Informationen über die vorhandenen Werkzeuge einheitlich zu organisieren und im Umfeld zu integrieren. Im Unterschied zu einer allgemeinen Lösung für die Verwaltung der Betriebsmittel, beinhaltet eine Werkzeugverwaltung spezialisierte technische Datenfelder, Grafiken und Parameter, die für den zweckdienlichen Einsatz im Fertigungsprozess erforderlich sind.

Die Werkzeugverwaltung umfasst mindestens die Dokumentation der Werkzeuge, soweit dies für einen reibungsfreien und nachvollziehbaren Fertigungsprozess benötigt wird. Zusätzlich werden meist auch NC-Programme, Spannmittel, Messmittel und Instruktionen zur Dokumentation des Arbeitsgangs mit dem System verwaltet. Es stehen Funktionen zur Verfügung um die Daten zu pflegen, zu verarbeiten, zu drucken und mit anderen Anwendungen auszutauschen.

Die Logistik befasst sich mit der Planung, dem Bestand und dem Aufenthaltsort der Werkzeuge. Sie umfasst einerseits die Lagerhaltung und den Einkauf der Einzelteile mit entsprechender Auswertung des Verbrauchs. Andersetis können damit die Bewegungen der zusammengebauten Komplett-Werkzeuge innerhalb des Unternehmes geplant und koordiniert werden.

Werkzeugdaten Integration

Integration der Werkzeugdaten

Speziell in der CNC-Fertigung sind am Fertigungsprozess mehrere Personen beteiligt, die für ihre jeweilige Aufgabe Werkzeugdaten benötigen. Zur Vermeidung von Fehlern, Verzögerungen und mehrfacher Datenerfassung ist es daher ein Bedürfnis, diese systematisch zu verwalten. In handwerklichen Betrieben genügen dafür Tabellen und lokale Anwendungen. Bei einer strukturierten Fertigungsorganisation wird dafür eine spezialisierte Werkzeugverwaltung eingesetzt, die im Umfeld integriert werden kann.

Bei der Integration ist darauf zu achten, dass in den umliegenden Anwendungen nur Daten erfasst werden, die nicht an anderer Stelle benötigt werden. Alle mehrfach verwendeten Informationen müssen von der Werkzeugverwaltung über entsprechende Schnittstellen an die umliegenden Anwendungen übergeben werden, damit diese stets dem aktuellen Stand entsprechen. Es ist daher wichtig, eine klare Abgrenzung der Herkunft aller Daten vorzunehmen und dabei zwischen Stammdaten und Bewegungsdaten zu unterscheiden.

ERP

Integration mit dem PPS-System

Im PPS- System werden die Arbeitspläne gespeichert, die jeden Arbeitsgang beschreiben und auf die benötigten Ressourcen wie Zeichnungen, NC-Programme, Lehren, Werkzeuge und Vorrichtungen verwiesen. Die Werkzeugverwaltung übernimmt die detaillierte Dokumentation und Verwaltung der Daten des Teilbereichs, welcher die Planungssysteme nicht ausreichend abbilden können. Die Werkzeugverwaltung ist auf die spezifische Anwendung und auf die Anwender in der Werkstattumgebung ausgerichtet.

Zusätzlich zur Werkzeugverwaltung als Dokumentation kann die Logistik der Werkzeuge mit der Funktionalität der Werkzeugverwaltung abgedeckt werden. Dann werden die Bestellanforderungen für den Einkauf und die Lagerbewegungen für die Kostenrechnung periodisch ans PPS übergeben.

CAM

Integration mit dem CAM System

Mit dem CAM System werden die Bearbeitungsbefehle (NC-Programm) für die CNC-Maschinen erstellt. Geometrie, Bezeichnung und Schnittwerte der benötigten Komplett-Werkzeuge werden direkt aus der Werkzeugverwaltung übernommen. Dadurch ist sicher gestellt, dass alle verwendeten Werkzeuge dokumentiert sind und mit der Realität in der Werkstatt übereinstimmen.

Alle in einem NC-Programm verwendeten Werkzeuge werden aus dem CAM System automatisch als Werkzeugliste in der Werkzeugverwaltung gespeichert. Dadurch ist bei der Vorbereitung des Arbeitsgangs bekannt, wie welche Werkzeuge gerüstet und eingesetzt werden müssen.

MES

Bei kleinen Losgrössen und vielen CNC-Maschinen kann für die Planung und die Verteilung der Arbeiten in der Fertigung zusätzlich eine MES-Lösung eingesetzt werden.

Einkauf

Werkstattsteuerung

Werkzeugverwaltung Stammdaten

Aufbau eines Komplett-Werkzeugs

Die Daten der Werkzeugverwaltung gliedern sich in Stammdaten und Bewegungsdaten. Die Stammdaten beschreiben nachhaltige Eigenschaften und Vorschriften für Menschen (Spezifikationen und Arbeitsanweisungen) und Maschinen (Instruktionen). Die Bewegungsdaten beschreiben jene Eigenschaften von Betriebsmitteln, die sich im zeitlichen Verlauf ändern (z.B. Menge an einem Ort).

Die Stammdaten beschreiben somit ein theoretisches Werkzeug (ohne sich um die Verfügbarkeit oder den Zustand der realen Exemplare zu kümmern), wogegen mit den Bewegungsdaten die Aspekte der Logistik abgedeckt werden, welche sich um die Verfügbarkeit von Exemplaren kümmert, aber bezüglich deren Eigenschaften auf die Stammdaten verweist.

Aufbau der Werkzeuge

Im Unterschied zu einem Handwerkzeug (z.B. Hammer) besteht ein Werkzeug in der CNC-Fertigung (z.B. Messerkopf) meist aus mehreren Einzelteilen. Der korrekte Zusammenbau der einzelnen Komponenten zu einem solchen Komplett-Werkzeug ist Voraussetzung für einen fehlerfreien Fertigungsprozess. Für eine CNC-Bearbeitung (Arbeitsgang) sind jeweils mehrere Komplett-Werkzeuge erforderlich, die in einer Werkzeugliste dokumentiert werden. Jede Komponente, jedes Komplett-Werkzeuge und jede Werkzeugliste hat eine Identifikation, unter welcher die zugehörige Spezifikation gefunden wird.

Komponenten (Werkzeuge)

Datei:FSJ-02-Schema.jpg

Schema zu Sachmerkmalen

Die Komponenten sind Einzelteile, welche zu Komplett-Werkzeugen kombiniert werden. Komponenten werden als Einheit eingekauft und in der Werkzeugausgabe gelagert. Es wird unterschieden zwischen schneidenden Komponenten (z.B. Wendeschneidplatte) und nicht schneidenden Komponenten (z.B. Spannzange, Aufnahme mit Steilkegel). Schneidende Komponenten werden beim Einsatz verschlissen und müssen daher periodisch ersetzt und eingekauft werden. Nicht schneidende Komponenten sind bei normalem Gebrauch unbeschränkt einsetzbar. Sie werden meist zusammen mit einer neuen Werkzeugmaschine beschafft. Spannmittel werden wie nicht schneidende Komponenten behandelt.

• Die Kopfdaten sind für alle Komponenten einheitlich gegliedert und beinhalten die Bezeichnung, die Bestellnummer, eine eindeutige Artikel-Nr. und optional die PPS Betriebsmittelnummer. Jede Komponente ist einem Werkzeug-Typ zugeteilt, welcher Art und Menge der beschreibenden Datenfelder bestimmt. Zudem ist sie einer Klasse zugeteilt, die vom Anwender definiert und in einer Baumstruktur gegliedert wird, damit die Werkzeuge ohne Angabe von Nummern einfach gesucht werden können.

• Die beschreibenden Daten (geometrische Werte) sind für jeden Werkzeugtyp unterschiedlich. Die Felder sind in der Sachmerkmal-Leiste festgelegt. Die Bedeutung geometrischer Datenfelder ist in schematischen Bildern festgehalten. Die DIN 4000 enthält einen Vorschlag für Sachmerkmale und Bilder, der auch für den Datenaustausch mit Werkzeugherstellern verwendet werden kann.

  

  DXF Zeichnung nach BMG Standard

• Unterschiedliche Grafiken für verschiedene Aufgaben sind entweder direkt in der Datenbank gespeichert, oder der Komponente über Dateiverknüpfung zugeordnet. Dabei sind vier Typen von Grafiken zu unterscheiden:

1. 2D Zeichnungen im DXF Format nach BMG Standard für die geometrische Information.
2. pdf Dateien von den Werkzeugherstellern als Datenblatt mit Schnittwerten und Explosionszeichnung.
3. 3D Daten (z.B. STEP) für die Simulation, bei Verwendung eins CAM Systems für Drehmaschinen.
4. Fotos als anschauliche aber wenig aussagekräftige Grafik.

• Geeignete Schnittwerte (Vorschub und Schnittgeschwindigkeit) sind bei schneidenden Komponenten eine hilfreiche Ergänzung, sofern sie aktiv verwendet werden können (Suchkriterium, Vererbung an Komplett-Werkzeuge und CAM Systeme).

Komplett-Werkzeuge

Werkzeugblatt mit Stückliste

Die Komplett-Werkzeuge sind aus mehreren Komponenten aufgebaut. Auf der einen Seite befindet sich eine Komponente die zur Maschinenaufnahme (Spindel, Revolver) passt, auf der Seite des Werkstücks befindet sich eine schneidende Komponente (z.B. Bohrer oder Wendeplatte). Dazwischen werden unterschiedliche Komponenten (z.B. Verlängerung, Spannzange) verwendet um die gewünschte Geometrie des Komplett-Werkzeugs zu erreichen. Die verbindliche Dokumentation der Komplett-Werkzeuge stellt sicher, dass die beim Erstellen des NC-Programms verwendete Geometrie mit jener des realen Werkzeugs in der Werkstatt übereinstimmt.

• Die Kopfdaten umfassen die Bezeichnung, die eindeutige Ident-Nr. und die Zuteilung zu einer Klasse, die vom Anwender definiert und in einer Baumstruktur gegliedert wird, damit die Werkzeuge einfach gesucht werden können.

• Die Geometrischen Felder errechnen sich direkt aus den Werten der verwendeten Komponenten. Bei einstellbaren Werkzeugen (z.B. Ausbohrwerkzeuge) sind die Werte entsprechenden angepasst.

• Die Stückliste führt auf, welche Komponente in welcher Zahl und Reihenfolge zusammen-gebaut werden müssen. Dabei können Angaben enthalten sein, die für den Zusammenbau des spezifischen Komplett-Werkzeugs wichtig sind (z.B. Einstelldurchmesser + 0.03 / -0.01 mm).

• Die Schnittwerte sind eine hilfreiche Ergänzung, sofern sie aktive als Suchkriterium verwendet und ins CAM System übergeben werden können. Die Schnittwerte des Komplett-Werkzeugs sind abhängig vom Werkstoff und der Bearbeitungssituation.

• Die Sollwerte für die Voreinstellung dienen als Vorgabe beim Ausmessen des Werkzeugs auf einem entsprechenden Gerät. Typisch sind Identifikation, Bezeichnung, Länge, Durchmesser und Angaben zum Messverfahren. Werte, die nur in Zusammenhang mit dem NC-Programm bestimmt sind (z.B. T-Nummer oder Einbaulage), werden bei der Werkzeugliste und nicht beim Komplett-Werkzeug gespeichert.

Werkzeuglisten / Arbeitsgang

Rüstliste für Werkzeuge

In der Werkzeugliste sind alle Komplett-Werkzeuge aufgeführt, die für einen Arbeitsgang benötigt werden. Sie wird als Rüstliste ausgedruckt und dient der Kommissionierung und Bereitstellung der Komplett-Werkzeuge. Meist sind auch Anweisungen und Informationen darin enthalten, die nicht in direktem Zusammenhang mit den Werkzeugen stehen (z.B. Spannmittel, Aufspann-Pläne, NC-Programm, Spanndruck usw.), damit alle Unterlagen gemeinsam verwaltet dokumentiert sind.

• Die Kopfdaten umfassen die Bezeichnung, die eindeutige Identifikation und die Zuteilung zur Maschine, für welchen die Liste gültig ist. Als Identifikation wird die Kombination aus "Teilenummer + Arbeitsgang" verwendet. Statt der Teilenummer kann die Zeichnungsnummer verwendet werden. Falls derselbe Arbeitsgang auf unterschiedlichen Maschinen ausgeführt werden kann, aber dazu andere Werkzeugen notwendig sind, ist für eine eindeutige Identifikation zusätzlich die Maschine anzugeben.

• Die Liste der Werkzeuge enthält alle für den Arbeitsgang benötigten Komplett-Werkzeuge, zusammen mit dem Platz in der Maschine (T-Nummer, Revolver), an dem es vom NC-Programm erwartet wird. In dieser Liste werden zusätzliche Angaben eingetragen, die Anforderungen an das Komplett-Werkzeug enthalten, die spezifisch für diesen Arbeitsgang gültig sind (z.B. minimale Schneidenlänge). Die Komplett-Werkzeuge sind meist in der Reihenfolge aufgeführt, wie sie im NC-Programm verwendet werden.

• Die Druckausgabe (Rüstliste) dient dem Kommissionieren der Komponenten und dem Zusammenbau der Komplett-Werkzeuge in der Werkzeugausgabe. Sie enthölt die benötigten Komponenten mit Lagerort und die wichtigen geometrischen Angaben und Toleranzen des Komplett-Werkzeugs.

Parameter Tabellen

Neben den eigentlichen Werkzeugdaten werden Tabellen benötigt, die das Arbeiten erleichtern und vereinheitlichen. Nur wenn aus vorbereiteten Möglichkeiten ausewählt werden kann ist eine fehlerfreie Erfassung der Daten zu erwarten.

• Eine vorgegebene Liste der Werkstoffe erleichtert es, die Schnittwerte richtig und wiederverwendbar zu erfassen. Dabei sind unterschiedliche Qualitäten (z.B. Härte) und mehrere gängige Bezeichnungen der Werkstoffe (z.B. Stahlnummer, DIN Norm) aufzuführen. Die im Unternehmen üblichen Werkstoffe müssen besonders einfacht ausgewählt werden können.

• Mit der Auswahl einer Fügebedingung wird bei jeder Komponente festgelegt, welche Anforderung eine nächste Komponente erfüllen muss, damit sie angefügt werden kann. So kann an eine Weldonaufnahme mit Grösse 10mm nur eine Komponente mit 10mm Weldonschaft angefügt werden. Die Verwendung derartiger Fügebedingungen vereinfacht beim Definieren von Komplett-Werkzeugen das Suchen passender Komponenten und es vermeidet Fehler.

• Die Klassifikation gliedert die Menge Aller Werkzeuge in technischer Hinsicht. Bei gegebener Aufgabe dient sie dem Auffinden geeigneter Werkzeuge. Die

• Die Benutzergruppen und Benutzerrechte

• Standorte
• Kostenstellen

Werkzeugverwaltung Funktionen

Datenpflege

Suchen, Kopieren, Ändern