Jedes Treppenprojekt ist anders: Treppenloch, Geschosshöhe, Form des Treppenlaufs und Tragkonstruktion ändern sich von Auftrag zu Auftrag. Trotzdem entstehen Fehler nur selten im 3D-Modell. Sie verstecken sich in den Übergängen: in der Zeichnung, die zur Stückliste wird, in der Liste, die zum Maschinenprogramm wird, in der Änderung in letzter Minute, die zwar in der Arbeitsvorbereitung ankommt, aber nicht am Bearbeitungszentrum.
Deshalb entscheidet der Treppen-CAD/CAM-Workflow genauso über das Ergebnis wie die Maschine selbst.
Beginnt jeder Arbeitsschritt bei null, genügt ein Auftritt außerhalb des Sollmaßes oder eine versetzte Bohrung für den Zuganker, und aus einer Wange wird ein Teil, das neu gefertigt werden muss. Entsteht dagegen alles aus einem einzigen 3D-Modell, folgen Zuschnittliste und CNC-Programme jeder Änderung.
In diesem Artikel sehen wir uns an, wo sich Fehler einschleichen und welche Schritte Sie automatisieren können.
Wo entstehen Fehler und Nacharbeit in der Fertigung von Holztreppen?
Eine Treppe ist keine Sammlung unabhängiger Teile: Jedes Maß hängt von einem anderen ab, und ein Fehler an einem Bauteil setzt sich wie eine Kettenreaktion in allen angrenzenden Teilen fort.
Solange die Schritte manuell ablaufen, sind die kritischen Punkte fast immer dieselben:
- von Hand übertragene Varianten: Eine vom Kunden gewünschte Änderung muss in jeder Ansicht und an jedem Bauteil nachgezogen werden;
- abgeschriebene Maße: Die Maße wandern von der Zeichnung in die Zuschnittliste und von dort ins Programm, und jede Übertragung kann zum Fehler werden;
- an der Maschine geschriebene Programme: Der Bediener baut Taschen und Bohrungen direkt an der Maschine nach und interpretiert dabei die Zeichnung;
- keine Prüfung vor der Bearbeitung: Der Fehler zeigt sich erst bei der Probemontage oder, schlimmer noch, auf der Baustelle.
Die Kosten beschränken sich nicht auf das Teil, das neu gefertigt werden muss. Bei einer Massivholztreppe bedeutet das: verschwendetes Edelholz, erneutes Rüsten und ein Liefertermin, der sich verschiebt.
Um Fehler im Treppenbau zu vermeiden, reicht es also nicht, sorgfältiger zu arbeiten: Sie müssen die Schritte beseitigen, in denen dieselbe Information ein zweites Mal erfasst wird.
Wie richten Sie einen CAD/CAM-Workflow für Treppen ein?
Das Prinzip ist einfach: Wer den Treppenbau digitalisieren will, arbeitet mit einem einzigen Modell, aus dem sich alle Fertigungsunterlagen ableiten. In einem gut eingerichteten CAD/CAM-Workflow für Treppen tippt niemand von Hand ab, was die Software bereits weiß.
Nach diesem Ansatz haben wir PowerSTAIRS entwickelt, unsere CAD/CAM-Software für die Planung und Fertigung von Treppen.
Sehen wir uns die drei Phasen an.
Vom Aufmaß zur 3D-Treppenplanung
Ausgangspunkt sind die Maße aus dem Aufmaß: Geschosshöhe, Abmessungen des Treppenlochs, Antritt und Austritt. In einem parametrischen Workflow dienen diese Maße nicht dazu, die Treppe zu zeichnen, sondern sie zu konfigurieren.
Mit PowerSTAIRS wählen Sie ein Modell aus Ihrer individuellen Bibliothek, geben die Abmessungen ein und erhalten das 3D-Modell der Holztreppe samt Grundriss. Die Software verarbeitet Tragkonstruktionen aus Holz, Metall und Glas sowie übereinanderliegende Treppenläufe und berechnet die minimale lichte Durchgangshöhe.
Der Vorteil: Das 3D-Modell, das Sie dem Kunden zeigen, ist dasselbe, das in die Fertigung geht. Ändert sich ein Maß, ändert sich auch das Modell und mit ihm alles, was daraus abgeleitet wird.
Von der Bauteilgeometrie zur Zuschnittliste der Treppe
Aus dem 3D-Modell leitet die Software die Geometrie jedes einzelnen Bauteils ab: Wangen, Trittstufen, Setzstufen, Pfosten, Handläufe. PowerSTAIRS exportiert für jedes Teil eine eigene DXF-Datei, erstellt die Zuschnittliste und ermöglicht den Ausdruck jedes Bauteils im Maßstab 1:1. Aus demselben Projekt erhalten Sie außerdem eine Kostenschätzung.
Genau hier entfällt das Abschreiben: Die Zuschnittliste der Treppe wird nicht mit Blick auf die Zeichnung ausgefüllt, sondern aus denselben Maßen des Modells erzeugt. Wünscht der Kunde eine tiefere Stufe, wird die Liste aus dem aktualisierten Modell neu generiert, ohne dass jemand daran denken muss, sie zu korrigieren.
Vom CNC-Programm zur Simulation
Der letzte Schritt ist der, in dem ein Fehler am teuersten wird: das Programm für das Bearbeitungszentrum. Für den CNC-Treppenbau erzeugt PowerSTAIRS die CNC-Programme automatisch und liefert eine 3D-Simulation der Bearbeitungen. So prüfen Sie Taschen, Bohrungen und Schrägschnitte, bevor das Werkstück auf dem Maschinentisch liegt.
Mit dem Plugin PowerSIM reicht die Prüfung bis zur Maschine: Sie simulieren die Bearbeitungen auf Ihrer eigenen CNC-Maschine und erkennen mit dem Modul Kollisionskontrolle mögliche Kollisionen zwischen Werkzeugen und Maschinenteilen. Bei langen Wangen und Massivholzteilen ist das die Kontrolle, die verhindert, dass ein Problem erst mitten in der Bearbeitung auffällt.
Zwischen Programm und Maschine bleibt ein Glied, das Sie nicht unterschätzen sollten: der CNC-Postprozessor, der die Werkzeugwege in die Sprache der Steuerung übersetzt. Ist er nicht auf die tatsächliche Konfiguration der Maschine abgestimmt, kann selbst ein korrektes Programm ein fehlerhaftes Teil erzeugen.
Treppenfertigung automatisieren: Welche Schritte kommen infrage?
Die Treppenfertigung zu automatisieren heißt nicht, den Techniker aus dem Prozess zu nehmen. Es heißt, ihm die wiederkehrenden Schritte abzunehmen, in denen dieselbe Information erneut erfasst wird und sich der Fehler unbemerkt einschleicht.
In dem beschriebenen Workflow lassen sich vier Punkte automatisieren:
- Erzeugung des Maschinencodes: Mit dem Modul Stairs Importer, das sich in PowerSTAIRS integrieren lässt, erfolgt der Schritt vom Treppenprojekt zum Maschinencode automatisch. Die Projektdateien werden in EasyWOOD importiert, unsere CAD/CAM-Software für die Holzbearbeitung, die die Programme für das Bearbeitungszentrum erzeugt;
- Zuweisung der Bearbeitungen: Das automatische CAM weist dem Projekt die Bearbeitungen nach festgelegten Regeln zu und verarbeitet die DXF-Dateien automatisch, sodass wiederkehrende Bohrungen und Taschen nicht jedes Mal neu angelegt werden müssen;
- Kennzeichnung der Teile: Eine Treppe besteht aus vielen ähnlichen Bauteilen, etwa Tritt- und Setzstufen, die sich nur in wenigen Details unterscheiden. Mit XLabel drucken Sie die Etiketten vom Tablet oder vom Maschinen-PC aus und behalten jedes Teil in der Fertigung im Blick;
- Fertigungskontrolle: Mit dem MES XFactory überwachen, verfolgen und dokumentieren Sie den Fertigungsprozess. So ist die Fertigung jedes Auftrags lückenlos rückverfolgbar.
Dem Techniker bleibt die wichtigste Aufgabe: die erste Konfiguration einzurichten und freizugeben. Einmal geprüft, wird sie zur Grundlage für die folgenden Aufträge.
