Rohrschneidmaschinen haben früher hauptsächlich runde und rechteckige Rohre bearbeitet. Der Maschinenhersteller lieferte für jede Art von Profil oder Format Schnittlösungen, die auf vordefinierten Bearbeitungsparametern basierten. Wurde ein neues Profil gefordert, musste es aufwendig in die Standardbibliothek der Maschine eingepflegt werden – was Zeit und Geld kostete. Wollten Anwender diese Zeit sparen oder waren sie zur Eingliederung nicht in der Lage, hatten sie keine andere Wahl, als die vom Maschinenlieferanten angebotene, vordefinierte Bearbeitungsmethode zu akzeptieren. Damit waren jedoch vor allem Lohnfertiger stark eingeschränkt, neue Kunden zu gewinnen – und mitunter auch, bestehende Kunden zu halten.

Alte, teure Einschränkungen

Viele dieser Rohr-/Profilmaschinen der ersten Generation sind noch immer im Einsatz – sie werden jedoch zunehmend durch Faserlaserschneidmaschinen ersetzt, die flexibler sind und kostengünstiger arbeiten. Laut Christoph Lenhard, Leiter des deutschen Büros von Lantek, IT-Experte für die Blechfertigung, war die Software der älteren Maschinen vor allem auf die besonderen Anforderungen der Automobilindustrie zugeschnitten. Dort wird ein Teil einmal programmiert und dann x-fach geschnitten.

In den vergangenen fünf, sechs Jahren haben Lohnfertiger jedoch zunehmend in Faserlaserschneidmaschinen investiert, die mit jeder Art von Software arbeiten können. „Kleine Fertigungsbetriebe haben jetzt Zugriff auf Rohrschneidmaschinen, mit denen sie ihren Kunden viel mehr Dienstleistungen anbieten können“, so Lenhard. „Da sie nicht immer wieder die gleichen Teile produzieren, müssen sie jedoch bei der Programmierung der Teile möglichst flexibel – und brauchen dafür ein Softwareprogramm, das sie beim Importieren, Verschachteln und Schneiden der Komponenten agil unterstützt.“

Dreidimensionales Ergebnis im Blick

Auftragsfertiger können heute Softwareprogramme nutzen, die speziell für die Rohrbearbeitung entwickelt wurden, zum Beispiel das 3D-CAD/CAM-Programm „Flex3d“ von Lantek. Es unterstützt alle Rohrquerschnitte wie auch die Bauformen der verwendeten Maschine. Idee von Lantek war es, ein Modul zu entwickeln, das 3D-Modelle unterstützt, dabei aber nicht auf 2D-Laserschneidmachinen limitiert ist. Denn, so Lenhard, „Flachbettlaser sehen das Rohr nicht als dreidimensionalen Körper“. Das führt zu Abweichungen der Schnitt- von den Konstruktionsparametern, weil bei der Übersetzung Informationen verlorengehen, und hat ungenaue Schnitte zur Folge. Ein Softwaresystem, das speziell für die Rohrbearbeitung entwickelt wurde, hat von Anfang an das dreidimensionale Ergebnis im Blick und ist in der Lage, die Konstruktions- und Schnittparameter während der gesamten Bearbeitung zu bewahren. Variieren Fertigungsanforderungen stark, liest die Software den gesamten Auftrag auf der Grundlage der vom Bediener eingegebenen Parameter.

Mit dem „Toolpath Smart Designer“ (TSD), dem Bearbeitungs- und Konstruktionswerkzeug der Software, kann der Programmierer zudem verschiedene Bearbeitungsmethoden für Form- und Hohlprofile sowie Sonderprofile erstellen. TSD arbeitet mit importierten 3D-Konstruktionsdateien aus den gängigen Programmen wie „Solidworks“, „Solid Edge“ oder „Autodesk Inventor“. Außerdem können Konstruktionen in 3D-Formaten wie Step oder Iges importiert beziehungsweise komplett innerhalb der Software konstruiert werden. „Von Maschine zu Maschine gibt es unterschiedliche Varianten von Fixierungen, Auflagentypen und Spannfutter – all diese individuellen Ausprägungen können im Softwaresystem konfiguriert werden“, sagt Lenhard. „Und wenn das Teil bereits konstruiert und verschachtelt ist, kann der Bediener weitere Profile unter Beachtung der Maschinenausprägung schnell hinzufügen.“

Effizient verschachteln

Programmieren kann der Anwender auch vollständige oder partielle Fasen- oder Schweißkantenvorbereitungen für die Rohrenden. Zudem ist es möglich, jede Art von Kontur zu schneiden, die aus der Durchdringung einer beliebigen Geometrie durch eine oder beide Flächen an jedem Punkt des Rohres in jedem Winkel auf der Oberfläche entsteht. Darüber hinaus lassen sich Schnittreihenfolge und -richtung direkt am Rohrteil ändern. Die Konturen auf den verschiedenen Flächen von Profilrohren können in einer speziellen Sequenz geschnitten werden – so stellen Löcher keine Herausforderung dar. Vordefinierte Bearbeitungsstrategien lassen sich auf alle Löcher anwenden, je nach ihrer Position im Profil.

Nicht zuletzt ist es dem Bediener möglich, mehrere Profile und Teile auf demselben Rohrmaterial zu verschachteln. Bei Teilen für die Automobilindustrie etwa kann aus einem Rohr eine Komponente für einen Schalldämpfer, eine für einen Auspuff und eine für etwas ganz anderes entstehen, die alle den gleichen Durchmesser oder Querschnitt haben. Für die Fertigung aus dem gleichen Rohrmaterial können alle zusammengeführt, verschachtelt und gemeinsam geschnitten werden. Die Daten lassen sich jederzeit im Anweisungsbaum überwachen und ändern.

Flexibilität für rasante Veränderungen

Damit die Software mit den permanenten Verbesserungen der Technologien Schritt halten kann, muss ihre Weiterentwicklung eng mit den Rohrmaschinenherstellern abgestimmt werden. Diese Zusammenarbeit gehört seit mehr als 35 Jahren zur Unternehmenskultur von Lantek. „Dem Bediener gibt die Software mit ihren vielfältigen Möglichkeiten die Entscheidungsfreiheit in die Hand, selbst zu definieren, auf welche Art und Weise er jedes einzelne Profil schneiden möchte“, betont dazu Lenhard. So wurden vor den Möglichkeiten von TSD ein C-Kanal-Profil oder eine U-Form in drei Arbeitsschritten geschnitten: einer für die linke Seite, einer für die rechte und einer für den Verbindungssteg. Heute kann mit TSD die Fertigung des Teils in einem Schritt konstruiert werden, anschließend wird es vom linken Flansch über den Steg bis zum rechten Flansch geschnitten, wodurch die Notwendigkeit entfällt, das Teil mehrfach zu drehen, um die Teilsegmente zu schneiden.

Verbessert hat TSD auch die Fähigkeit zum Schneiden großer Rohre für Bauanwendungen, so Lenhard. Wo bisher üblicherweise Profile mit Rohrplasma- und -Autogenschneidmaschinen geschnitten wurden, verleiht die neue Möglichkeit den Konstrukteuren und Programmierern eine größere Flexibilität, die schweren Teile in einer kontinuierlichen Bewegung zu bearbeiten.

Erweitertes Bearbeitungsspektrum

Außerdem lassen sich Flachstähle schneiden, was erforderlich ist, wenn etwa Kopf- und Fußplatten an Doppel-T-Träger geschweißt werden müssen. Bislang waren Rohrschneidmaschinen hauptsächlich auf die Bearbeitung quadratischer oder runder Rohre beschränkt, jetzt können sie auch C-Profile bearbeiten sowie Funktionen für Stahlbauprofile und selbst Formprofile nutzen, unterstreicht Lenhard. „Wenn man eine 3D-Konstruktion in eine Flachbettlaserschneid-Software importiert, wickelt diese zunächst die Kontur ab. Mit einer speziellen Software für Rohre und Profile ist das nicht mehr notwendig. Anderen Softwarelösungen fehlt schlichtweg die 3D-Fähigkeit für die Rohrfertigung, sodass die Programmierer die Datei mit einem separaten CAD-System bearbeiten müssen. Das bedeutet auch, die Kontur ist in diese Software eingebettet, die Datei kann nicht geöffnet werden, und die gesamte Programmierung geschieht in dieser geschlossenen Umgebung, was den Betrieb auf dieses eine CAD-System beschränkt. Ein unabhängiges Softwareprogramm hingegen ist weder eingeschränkt noch einschränkend.“ Denn ganz gleich, welche Größe das Rohr hat – ein erfolgreicher Schnitt hängt von der Möglichkeit des Bearbeiters ab, die Schneidvorgänge zu kontrollieren.

Orchestrierung verschiedener Aufträge

Das „Modul Flex3d Tubes“ ist in die Lantek-Verwaltungssysteme „Integra ERP“ und „Manager MES“ integriert. Dadurch ermöglicht es einem Lohnfertiger umfassend, verfügbares Material, Lagerbestände und Fertigungsaufträge im Blick zu halten und zu planen. Denn Flexibilität ist bei der Bearbeitung von Rohren und Profilen entscheidend. Einschränkungen bei den Maschinen- oder den Schneidkapazitäten können zum Auftragsverlust bei einzelnen Kunden führen, von denen viele selbst mit schwankender Nachfrage zu kämpfen haben. Ganz gleich, ob es sich um eine große Charge eines einzigen Rohrs handelt oder um eine kleine Charge verschiedener Rohrtypen – die Fähigkeit, jede Art von Auftrag programmieren und effizient verfolgen zu können, ist entscheidend für die Optimierung der Schneidleistung eines Betriebes. Und letztlich auch für seinen wirtschaftlichen Erfolg.

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