Produktdesign Baumaschinenlösungen in kürzest Zeit mittels integrierter Entwicklungsumgebung

Unter dem Motto „Technik die bewegt, Präzision die verbindet“ fertigt die Winkelbauer GmbH seit über 30 Jahren Anbaugeräte für Baumaschinen. In der Schmiede, in der vor über 100 Jahren

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Unter dem Motto „Technik die bewegt, Präzision die verbindet“ fertigt die Winkelbauer GmbH seit über 30 Jahren Anbaugeräte für Baumaschinen. In der Schmiede, in der vor über 100 Jahren alles begann, wurden Kundenwünsche mit einfachen Handskizzen festgehalten und am Amboss umgesetzt, heute ist eine wirtschaftliche Produktion für High-Tech-Anbieter wie Winkelbauer ohne modernste Fertigungslösungen nicht mehr denkbar. CoCreate mit OneSpace Designer Modeling hilft dabei.

Die 85 Mitarbeiter des Maschinenbaubetriebs Winkelbauer mit Firmensitz in Anger/Weiz in der Steiermark verarbeiten auf einer Produktionsfläche von 5.500 m² jährlich mehr als 2.500 Tonnen Stahl zu Anbaugeräten für Baumaschinen. Dabei spielt der Faktor Zeit für das Unternehmen eine wesentliche Rolle: 2006 betrug die durchschnittliche Lieferzeit 6 Werktage. Ein Service, den Kunden zu schätzen wissen.

Je kürzer die Lieferzeit, desto zufriedener der Kunde

Einen nicht unerheblichen Beitrag zu dieser überdurchschnittlich schnellen Lieferzeit leistet die Produktentwicklungs-Suite von CoCreate mit OneSpace Designer Modeling mit den Zusatzmodulen FE Analysis und Advanced Design sowie Model Manager für das Produktdatenmanagement, für die sich das Unternehmen auf Empfehlung des CoCreate-Partners TECHSOFT entschieden hatte. Darüber hinaus konnte durch Integration von Konstruktionsumgebung und PPS-System und die damit verbundene Automatisierung der Prozesse zwischen der Konstruktion und den nachgelagerten Abteilungen die Produktivität weiter erhöht werden.

„OneSpace Designer erlaubt den Konstrukteuren sehr effizientes Arbeiten. Erheblich beschleunigt wird die Konstruktion aber auch dank der vordefinierten Normteilbibliothek und der Möglichkeit, Konstruktionselemente einfach wiederzuverwenden. Das wäre ohne Produktdatenmanagement sicher nicht möglich“, meint Ing. Michael Winkelbauer, Geschäftsführer des Unternehmens. „Durch den Umstieg auf OneSpace Designer Modeling und Model Manager hat sich unsere Entwicklungszeit um rund 50 % reduziert.“

Minimale Kommunikation und Fehlervermeidung beschleunigen die Projekte

Zum Leistungsangebot des Unternehmens gehören nicht nur die Erstausrüstung von Baggern und Radladern mit Standardprodukten, sondern auch innovative Speziallösungen für besondere Anforderungen.

Bei der Entwicklung einer Hochlöffelausrüstung in Zusammenarbeit mit der Firma Simbürger reizten die Konstrukteure die Möglichkeiten der CoCreate-Umgebung voll aus. Michael Winkelbauer ist überzeugt, dass die Dauer dieses Projektes allein durch den Einsatz von 3D-Simulationen um etwa 1/3 verkürzt werden konnte, da der Abstimmungsaufwand minimiert werden konnte.

Magnolithe, ein Steinbruchbetreiber in St. Stefan ob Leoben, war auf der Suche nach einem handlichen und universellen Gerät zur Beladung seiner Muldenkipper. Dabei sollte ein Hochlöffelbagger mit rd. 30 Tonnen statt der üblichen Kombination von Bagger und Radlader zum Einsatz kommen. Hochlöffelbagger in geringeren Tonnagen als 60 Tonnen sind seit Jahren nicht mehr am Markt verfügbar.

Die Lösung, die Simbürger gemeinsam mit Winkelbauer vorschlug

Ein DAEWOO Solar 300 LC-V sollte umgebaut und der Hochlöffelstiel auf die speziellen Anforderungen von Magnolithe angepasst werden. Aufgrund der perfekten Hydraulikabstimmung, aber auch wegen der leichteren Ersatzteilversorgung, sollten für alle Arbeitsbewegungen ausschließlich die original DAEWOO Hydraulikzylinder zum Einsatz kommen. Im Zuge des Projekts sollten der original Monostiel umgebaut sowie ein kompletter Hochlöffelstiel und eine Klappschaufel realisiert werden.

Der gesamte Bagger wurde in OneSpace Designer Modeling modelliert, wobei die Originalteile nur schematisch übernommen wurden. Die Klappschaufel sollte einen Inhalt von 1,7 m3 bei einer Breite von 1800 mm erreichen. Bereits in der Konstruktionsphase wurden mit den Entscheidungsträgern bei Magnolithe und Simbürger fotorealistische 3D-Modelle zur exakten Abstimmung eingesetzt.

Dazu meint Michael Winkelbauer: „Die fotorealistische Darstellung ermöglicht uns die Abklärung aller Details bereits während der Entwicklung. Das führt zu Qualitätsverbesserung und erhöhter Produktivität, die in unseren Projekten direkt messbar sind. Mit Hilfe von Simulationen reduziert sich der Abstimmungsbedarf noch weiter, da der Kunde genau sieht, was ihn erwartet.“

In Advanced Design wurden die Abläufe des Baggers simuliert und Stiel und Klappschaufel auf die optimale Grabkurve angepasst. Nachdem alle Schwachpunkte behoben waren, wurde die Simulation für den Kunden aufgezeichnet. Andreas Jansenberger, Steinbruchleiter von Magnolithe war begeistert: „Nur Simbürger und Winkelbauer konnten uns einen Hochlöffelbagger in der von uns geforderten Größenordnung anbieten. Die Computersimulation der Ausrüstung ist beeindruckend. Man konnte sich das Endprodukt bereits in der Konstruktionsphase vorstellen.“

Erst analysieren, dann konstruieren

Durch die Modifikationen war eine Erhöhung des Gesamtgewichts unvermeidbar, trotzdem durfte die Standsicherheit nicht darunter leiden. Bei der Entwicklung von Stiel und Klappschaufel galt es daher das Gewicht so weit wie möglich zu reduzieren, ohne Festigkeitsverluste in Kauf nehmen zu müssen.

„Mit Hilfe von FE Analysis haben wir uns langsam an die Grenzen der Festigkeit herangetastet. Den Ausleger mit einem Ausgangsgewicht von 2.000 kg konnten wir so auf 1.800 kg reduzieren“, berichtet Ing. Bernd Pötscher, technischer Konstrukteur bei Winkelbauer. „Neben der Materialeinsparung hat sich auch die Bearbeitung in der Fertigung dadurch verkürzt, dünnere Bleche lassen sich einfach schneller bearbeiten.“

Das gesamte Projekt nahm inklusive Montage sechs Wochen in Anspruch. Drei Wochen in der Konstruktion, zwei Wochen für die Fertigung und eine Woche für die Endmontage und Abnahme.

Prozessautomatisierung zur durchgängigen Nutzung der Konstruktionsdaten

„70 % aller Teile werden bei uns direkt wiederverwendet oder nur leicht adaptiert. Schaufeln und Löffel unterscheiden sich oft nur durch ihr Volumen“, meint Bernd Pötscher. „Durch effiziente Suche und Verwendungsnachweise in Model Manager sowie die Integration von Model Manager und unserem PPS-System konnten wir unsere Prozesse in Richtung Fertigung weiter automatisieren, was Zeit und damit Kosten spart.“

Bei Winkelbauer wurde eine bidirektionale Kopplung zwischen dem PPS-System und der Entwicklungsumgebung realisiert. Verantwortlich für die Umsetzung der Integration war ebenfalls TECHSOFT, die Winkelbauer seit Jahren bei allen Fragen des CAD-Einsatzes betreuen.

„Früher mussten wir Artikel-Informationen gleich dreimal eingeben – einmal in OneSpace Designer, dann im PPS-System und am Ende für den Zeichnungskopf. Das war nicht wirklich effizient“, sagt Bernd Pötscher. „Durch die Integration sparen wir uns nicht nur die Hälfte der Zeit bei der Stücklistenbearbeitung – Missverständnisse aufgrund von Tippfehlern gehören ebenfalls der Vergangenheit an.“

3D-Einsatz ohne Grenzen

Die Ergebnisse der Konstruktion stehen heute bei Winkelbauer allen zur Verfügung, die sie benötigen. In der Fertigung werden 3D-Daten sowohl intern bei der Programmierung der Brenn- und Plasmaschneide-Maschinen sowie Abkantpressen, als auch extern für die Laserschneide-Anlagen des Fertigungspartners verwendet. Besonders positiv wirkt sich die Nutzung der 3D-Daten bei der Programmierung des Cloos-Schweißroboters aus. Schweißintensive Teile können offline programmiert werden. Die Fertigung von 3–4 Musterteilen, die für die fehlerfreie Programmierung im Teach-in-Verfahren erforderlich waren, entfällt. Jetzt kann direkt ohne Nachbesserung geschweißt werden.

CoCreate, Tel. +49(0)7031 9510

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