Die Hände des Staplers

CAD CAM

Konstruktion – Anbaugeräte für Gabelstapler sind genau an den Einsatzzweck angepasst, mit teils hochkomplexer Kinematik und Hydraulik. Bei deren Konstruktion erhält ein Hersteller Unterstützung von Inneos Entwicklungssoftware Creo. von Ralf Steck, freier Fachjournalist

17. September 2015

Heute können Gabelstapler weit mehr als nur eine einzelne Europalette aufnehmen und transportieren. Die passenden »Hände« für optimales Handling liefert zum Beispiel die Kaup GmbH & Co. KG aus Aschaffenburg. Das Sortiment geht über die üblichen zwei Zinken hinaus: Kaup bietet zum Beispiel hydraulisch verstellbare Gabeln an, oder Spezialgabelsysteme, die vier Paletten nebeneinander und zwei Paletten hintereinander in einem Arbeitsgang transportieren können.

Die Kaup-Anbaugeräte vereinigen unterschiedliche Kinematiken und hydraulische Antriebe für Papierrollen, Drahtcoils, Motorboote, Waschmaschinen Zementsäcke oder Windradflügel. Manche Anbaugeräte können Boxen auskippen, andere das Transportgut drehen oder von der Gabel schieben. Es geht aber auch stationär wie bei Handhabungsanlagen für Blechpakete, die die »schöne« Seite nach oben ausrichten, oder Hebevorrichtungen für Container, die sich mit hydraulischen Antrieben an die jeweilige Größe anpassen lassen.

Solch komplexe Technik bedarf einer leistungsfähigen Konstruktionssoftware. Schon 1994 hat Kaup die ersten 3D-CAD-Arbeitsplätze eingeführt und zwar Pro/Engineer 11, das Vorgängersystem des heutigen Creo Parametric von Inneo. Schon 1998 setzte das Unternehmen Creo in allen Abteilungen ein. In diesem Stadium wurde auch Pro/Manufacturing als CAM-Modul eingeführt, um die CAD-Daten nahtlos zur Fertigungsvorbereitung zu nutzen. Heute läuft Creo Parametric 2.0 auf 34 Arbeitsplätzen.

Umfangreiche Baugruppen

Einer der Gründe für die Entscheidung pro Creo war schon zu Beginn das Modul für große Baugruppen Advanced Assembly Extension (AAX). Kaup arbeitet sehr viel mit Varianten bestehender Geräte. Inzwischen existieren 90 Austauschbaugruppen, die sich zu kundenindividuellen Anbaugeräten zusammenstellen lassen. Der Variantenreichtum ist groß: 18.662 Familientabellen ermöglichen 98.974 Varianten, manch einzelne Tabelle enthält mehr als 1.700 davon.

Konstrukteur und CAD-Administrator Peter Schlott erläutert: »Wir haben eine breite Palette von Standardanbaugeräten, die auch schon in einer Vielzahl von Varianten, Breiten und Größen zu bestellen sind. Hinzu kommen die Sonderkonstruktionen, die wir für spezielle Anforderungen konstruieren. Bei etwa 900 Konstruktionsaufträgen pro Jahr ist es eine große Erleichterung, wenn man Automatismen nutzen kann, die das Konstruieren erleichtern.«

Das gilt vor allem, wenn die Kinematik umfangreich ist wie bei einer Variante mit Platten, die durch eine Scherenmechanik nach vorn fahren und sich Zementsäcke so ohne Palette von der Gabel auf einen LKW schieben lassen. Diese Mechaniken werden mit Creo Mechanism animiert und mit Creo Simulate berechnet. »Wir können sehr schnell die Kräfte in den Gelenken ermitteln und deren Verlauf«, sagt Schlott. »Da zeigt sich schnell, in welcher Stellung die höchsten Belastungen auftreten. Diese Punkte ließen sich dann mit Creo Simulate optimieren.«

Valentin Sterzel, Konstruktions- und Entwicklungsleiter bei Kaup, schildert eine weitere Maßnahme: »Zur Verbesserung der Sicht des Fahrers, beschlossen wir im letzten Jahr die Anzahl der Hydraulikschläuche in unseren Geräten zu reduzieren. Die Alternative sind feste Rohrleitungen, die allerdings schwieriger zu konstruieren und zu fertigen sind. Wir entschlossen uns für die Anschaffung des Creo-Piping-Moduls und einer NC-gesteuerten Rohrbiegemaschine.«

Vorher kamen Rohrleitungen nur an Stellen zum Einsatz, die von Varianten nicht betroffen waren und in größeren Stückzahlen benötigt wurden. »Das hat sich völlig geändert«, sagt Peter Schlott. »Wir können heute prinzipiell einzelne Leitungen fertigen. Creo Piping ermöglicht es uns, die Leitungen im 3D-Modell entlang von Kanten und Flächen zu führen. Der Fahrer muss eine gute Sicht nach vorn haben, und es ist schwierig genug, das Anbaugerät so zu bauen, dass der Fahrer Straße und Gabel vor sich gut sehen kann. Hier lassen sich Rohrleitungen so führen, dass sie nicht stören.«

Die Software der Maschine liest die Koordinatensätze aus Creo Piping ein und verarbeitet sie direkt zu einem NC-Programm. Dabei simuliert sie auch die Fertigung und warnt, wenn sich die gewünschte Geometrie nicht biegen lässt. »Die Version in Creo 2.0 ist insgesamt komfortabel zu bedienen und wir nutzen das Modul inzwischen sehr gerne und viel«, bemerkt Schlott. »In einem Jahr haben wir über 21.000 Rohrvarianten gebogen und fertigen inzwischen 90 Prozent unserer Rohrleitungen selbst.«

Auch bei der Blechbearbeitung brachte die Konstruktionssoftware von Inneo für Kaup eine durchweg positive Entwicklung. »Das Handling des Systems hat sich durch das Sheetmetal-Modul massiv verbessert.«

Im CAM-Bereich arbeiten die Kaup-Spezialisten mit der Creo Production Machining Extension und einer Erweiterung, die das Programmieren eigener Postprozessoren ermöglicht. »Wir haben 16 Postprozessoren für unsere 60 NC-Maschinen und können die CAD-Modelle direkt zur Offline-Programmierung nutzen«, sagt Sterzel. »Das ist ein wichtiger Schritt in Richtung unseres Ziels, Zeichnungen komplett überflüssig zu machen. Schon heute nutzen wir Zeichnungen überwiegend nur noch zum Prüfen.«

Seit dem Jahr 2006 sind die CAD-Arbeitsplätze bei Kaup direkt an SAP gekoppelt, bei der Übertragung werden Tiff- und eDrawing-Versionen des Teils automatisch erzeugt, die eine Vorschau in 2D und 3D auch an Arbeitsplätzen ermöglichen, die nicht über eine CAD-Lizenz verfügen.

Fruchtbare Zusammenarbeit

Der Kontakt zu Inneo ist laut Valentin Sterzel schon immer offen und gut gewesen. »Wir arbeiten intensiv zusammen und erhalten jederzeit Unterstützung, wenn es einmal Probleme gibt.« Wenn neue Versionen oder Module eingeführt werden, schickt Kaup einige Key-User zur Schulung zu Inneo. In regelmäßigen Treffen der Konstrukteure werden Informationen, Tipps und Tricks informell ausgetauscht. »Dabei entstehen viele Ideen für die Anpassung und Weiterentwicklung unserer Entwicklungsumgebung, darunter viele unserer über 100 Makros. Bei der Einführung von Creo Piping hat Inneo eine spezielle Schulung durchgeführt, die uns einen schnellen Start ermöglichte.«

Peter Schlott ergänzt: »Wir besuchen viele Veranstaltungen von Inneo, zum Beispiel die Keyshot World. Wir nutzen Keyshot für Visualisierungen und konnten wertvolle Anregungen mitnehmen. Auch sonst ist Inneo ein wichtiger Faktor bei der Optimierung unserer Entwicklungsumgebung. Wir haben schon heute ausgezeichnet integrierte Prozesse, und an diesem Erfolg hat unser Partner einen großen Anteil.« mk

Erschienen in Ausgabe: 07/2015