Elektro- und Fluidtechnik aus einem Guss

Die Dörries Scharmann Technologie GmbH (DST) hat die Migration auf die neue EPLAN Plattform dazu genutzt, auch die Fluidtechnik zu integrieren. Nun arbeitet die Elektrokonstruktion noch enger mit den Kollegen in der Hydraulik- und Pneumatikkonstruktion zusammen - beide nutzen dieselbe Plattform. Das bietet viele Vorteile, und auf der ECAD-Ebene profitiert man von der noch direkteren Kommunikation mit dem Dienstleister für den Schaltschrankbau. Ein Flugzeughersteller wünscht ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung komplexer Flugzeug-Strukturbauteile, ein Hersteller von Windkraftgetrieben möchte drei Tonnen schwere Turbinenteile mit hoher Genauigkeit und flexibler bearbeiten als bisher. Dies sind zwei typische Aufträge für die Ingenieure der Dörries Scharmann Technologie GmbH (DST) in Mönchengladbach. Denn DST mit seinen Marken Dörries, Droop + Rein, Scharmann, Berthiez und Mecof hat sich auf die Entwicklung und Fertigung von Werkzeugmaschinen konzentriert, die besondere Anforderungen an Präzision und Geschwindigkeit erfüllen. Auch in Bezug auf die Größe sind manche DST-Maschinen Spitzenklasse: In Mönchengladbach wurden schon Großbearbeitungszentren für 25 Meter lange Werkstücke gefertigt. Ein aktuelles Beispiel: Zurzeit hat das Unternehmen unter anderem ein System mit sieben High-Performance-Bearbeitungszentren (BAZ) vom Typ ECOSPEED F für den koreanischen Flugzeugbauer KAI Korea Aerospace Industries Ltd in den Auftragsbüchern. Die Fräs-BAZ sind für das Bearbeiten von Tragflächen-Strukturelementen – so genannten „Wing Ribs“ – des Airbus A 350 XWB bestimmt. Dabei kommt die nach Angaben von DST mit Abstand produktivste Lösung zur Hochleistungszerspanung von Aluminium-Strukturbauteilen zum Einsatz: der parallelkinematische Bearbeitungskopf Sprint Z3, mit dem alle ECOSPEED-Maschinen ausgestattet sind. Die hohe Leistung dieser Maschinen wird schon durch die Leistung der Hauptspindel deutlich: Sie ist mit Antrieben bis 120 kW ausgestattet und arbeitet mit Drehzahlen bis 30.000 min-1. Reibungslose Migration von EPLAN 5 auf die neue Plattform
Die Elektrokonstruktion von DST plante sorgfältig die Migration von EPLAN 5.70 auf EPLAN Electric P8 und informierte sich umfassend, welche der neuen Zusatzfunktionen sinnvoll seien. Dipl.-Ing Christian Nientimp, Funktionsleiter Elektro-Hardware bei DST und verantwortlich für die Implementierung der neuen Plattform: „Weil wir auf jeden Fall die Produktivität unserer Abteilung erhalten wollten, haben wir uns entschlossen, zunächst die Basisfunktionen zu nutzen und dann schrittweise zusätzliche Funktionen einzuführen. Dass die Migration ohne Einbußen in der Produktivität möglich gewesen ist, ist nicht zuletzt auch auf die weitreichende Erfahrung derjenigen Mitarbeiter in der Elektrokonstruktion zurückzuführen, die maßgeblich die Migration vorangetrieben haben und über ein umfangreiches Wissen hinsichtlich früherer EPLAN Versionen verfügen.“ Die Strategie ging auf: „Der Übergang von EPLAN 5.70 auf P8 hat sehr gut funktioniert. Dabei kam uns zugute, dass wir zeitgleich mit der Migration eine neue Steuerungsgeneration eingeführt haben.“ Integration der Fluidtechnik
DST nutzt aber nicht nur in der Elektrotechnik ein neues CAE-System, sondern auch in der Fluidtechnik – und zwar auf einheitlicher Datenbasis. Denn die EPLAN Plattform bietet die Möglichkeit, Elektro- und Fluidtechnik auf einer Konstruktionsebene zu bearbeiten. Das bietet handfeste Vorteile. Christian Nientimp: „Zuvor arbeitete die Fluidkonstruktion, die bei DST in der mechanischen Konstruktion angesiedelt ist, mit einem anderen CAD-Tool. Das hatte bei den sehr umfangreichen elektrohydraulischen und –pneumatischen Konstruktionsanteilen zur Folge, dass die Datenbasis der beiden Konstruktionsabteilungen nicht einheitlich war. Ein automatischer Datenabgleich war demnach nicht möglich. Trotz der guten und intensiven Zusammenarbeit der Abteilungen konnten Inkonsistenzen nie ganz ausgeschlossen werden, was zu Mehrarbeit geführt hat. Ein Zeitverlust war unvermeidbar.“ „Der Informationsgehalt der Pläne ist deutlich höher“
Nicht nur der Zeitgewinn wird bei DST als positiv angesehen, sondern auch die deutlich exakteren Konstruktionsdaten: Viele Abmessungen und Parametrierungen sind jetzt im System hinterlegt und stehen sowohl den Elektro- als auch den Fluidkonstrukteuren zur Verfügung. Darüber hinaus können beide Gewerke sicher sein, dass sie immer den aktuellen Zeichnungsstand verwenden, da beide auf einheitlicher Datenbasis arbeiten. All das hat Folgen für die tägliche Praxis in der Konstruktion. Christian Nientimp: „Der Informationsgehalt der Pläne ist deutlich höher.“ Und falls doch einmal ein Fehler auftreten sollte, wird er zumeist von der Diagnose-Funktion entdeckt, die die EPLAN Plattform bietet. Einfache Verbindung zwischen Elektro- und Fluidtechnik
Die Fluidtechnik nimmt in der Konstruktion bei DST einen nicht zu unterschätzenden Anteil ein. Viele Maschinen sind mit hydrostatischen Lagerungen oder mit hydraulischem Spannfutter ausgestattet. Druckluft benötigt man für das Abblasen von Spänen, für den Betrieb pneumatischer Achsen (z.B. in Werkzeugwechslern) und als Sperrluft in Messsystemen. Da nahezu alle Funktionen elektrisch angesteuert werden, macht die Integration von Elektro- und Fluidtechnik Sinn, und die beiden Fluidtechnik-Konstrukteure arbeiten seit der Einführung von EPLAN Fluid nochmals intensiver mit den acht Kollegen in der Elektrokonstruktion zusammen. Die Bezüge zwischen beiden Gewerken sind in den Zeichnungen stets sichtbar: In den Plänen werden die Normbezeichnungen der Hydraulik und Pneumatik ebenso hinterlegt wie die Elektrokennbuchstaben. Damit sind auch die Querverweise in beide Richtungen sofort transparent. Mehr Daten – besser genutzt
Die Elektrokonstrukteure erstellen grundsätzlich zwei Arten von Plänen: die Funktionspläne, die z. B. die SPS-Ein- und Ausgänge darstellen, und die ortsgebundenen Installationspläne mit den elektrischen Anschlussplänen, die als Arbeitspläne für die Werkstatt erstellt werden. Der komplette Elektro-Plan einer Maschine hat inklusive der Kabelpläne etwa 700-800 Seiten. Davon entfallen 80 bis 100 Seiten auf die Fluidtechnik. Auch die Datenbasis, auf deren Grundlage die Konstrukteure arbeiten, ist reichhaltiger. Denn EPLAN Electric P8 erlaubt die freie Parametrierung von Listen für Projektierungsdaten. Diese Möglichkeit nutzt DST nicht nur für Preis- und Bestelldaten, sondern auch für produktbezogene Daten wie Abmessung, Gewicht, Abstände, Verlustleistungen und Stromaufnahme. Das hilft den Konstrukteuren bei der Produktauswahl. Direkte Verbindung zum Schaltschrankbau
Voraussetzung dafür ist natürlich, dass die Artikeldatenbank stets auf dem aktuellen Stand gehalten wird. Diese Aufgabe nimmt man bei DST sehr ernst: Die Daten von neuen Produkten werden sofort eingepflegt. Das schafft eine gute Basis für die automatische Erzeugung von Stücklisten, die direkt an den externen Schaltschrankbauer Siemens WKC in Chemnitz übergeben werden. Da Siemens auch mit der EPLAN Plattform arbeitet und zudem deren drittes System – EPLAN Cabinet - nutzt, vereinfacht sich die Kooperation in der Schaltschrankplanung und –fertigung deutlich. Christian Nientimp: „Früher nutzten wir Zusatz-Applikationen für Geräte- und Preislisten, die von EPLAN bereitgestellt wurden. Jetzt können wir die Stücklisten aus dem ECAD-System unmittelbar erzeugen und an den Schaltschrankbau übergeben. Damit ist ein durchgängiger Informationsfluss gewährleistet, und weil die Komponentenpreise von Siemens in unserem System hinterlegt sind, kennen wir die Kosten des Schaltschranks, sobald die Konstruktion beendet ist. Das ermöglicht uns auch eine schnelle und genaue Kalkulation von Projekten.“ Positiv wird auch vermerkt, dass sich die Verbindung von Projekten und Teilprojekten auf der neuen Plattform einfacher gestalten lässt. Auch der Aufbauplan lässt sich präziser planen, da die Einbauräume und Freiräume in EPLAN Electric P8 hinterlegt sind. Konsequente Modularisierung
Angesichts des hohen Engineering-Anteils und der Tatsache, dass die DST-Maschinen in der Regel individuell nach Kundenanforderung entwickelt bzw. an diese Anforderungen angepasst werden, ist eine Modularisierung der Konstruktion wichtig. Christian Nientimp: „Wir bereiten zurzeit die Strukturierung der Makros vor, mit denen wir künftig arbeiten werden, und planen sehr sorgfältig deren optimale Granulierung. Dabei streben wir eine gemeinsame Basis für alle Produktbereiche und Maschinengrößen an.“ Unternehmensweite Nutzung per „Viewing“-Funktion
Die EPLAN Plattform wird bei DST nicht nur in der Konstruktion eingesetzt. Christian Nientimp: „Wir haben unternehmensweit rund 100 Arbeitsplätze mit einer Viewing-Funktion ausgerüstet, die auch intensiv genutzt wird – sowohl im Vertrieb als auch in der Software-Entwicklung und bei der Montage und Inbetriebnahme.“ Ebenso kommt das System bei Bestellungen zum Einsatz. Hier profitiert man davon, dass in P8 sehr viele produktbezogene Informationen gespeichert: „Die Kollegen sparen dann Zeit, weil sie keine Datenblätter durchsuchen müssen. Und da unsere Makro-Bibliothek noch wachsen wird, wird dieser Zeitspareffekt in Zukunft noch größer.“ Somit fühlt man sich gut vorbereitet auf kommende Anforderungen, da man die CAD-Technik auf den neuesten Stand gebracht und eine intensivere Zusammenarbeit der Konstrukteure über die Gewerke hinweg eingeleitet hat.