Alma: 30 Jahre CAD/CAM-Software im Dienst der Blechbearbeitung und der Produktionsoptimierung

Von der Schachtelung bis zur Offline-Programmierung von Robotern – stets innovativ

1979 beschließen Forscher in Angewandter Mathematik der Universität Grenoble, eine Organisation ins Leben zu rufen, die eine fruchtbare Verbindung zwischen Universität und Industrie herstellt, und gründen Alma in Form einer Arbeitnehmergenossenschaft (SCOP).

Das Unternehmen Alma befasst sich mit Fragen der Optimierung von Industrieprozessen und entwickelt RIMBAUD1, die erste Industriesoftware für das automatische Schachteln von beliebigen Formen. Die Firma Petit Bateau setzt als Erste diese Software für das Zuschneiden von Kinderbekleidung ein.

Die nächste Etappe wird zusammen mit der Werft Chantiers de l'Atlantique in Saint-Nazaire beim Bau des Kreuzfahrtschiffes Sovereign of the Seas erreicht. Alma erweitert nun sein Angebot und bietet eine komplette CAM-Software für die Steuerung von Blechschneidmaschinen (Zeichnen der Teile, Schachteln, Werkzeugwege und NC-Programm) an.

Das Unternehmen entwickelt sich in einem Nischenbereich, der Herstellung von CAD/CAM-Software für Schneidtechnik und Blechbearbeitung, und startet gleichzeitig weitere IT-Tätigkeiten.

Mit der Übernahme des Unternehmens Aleph Technologies, das ebenfalls aus der akademischen Forschung hervorgegangen ist, erweitert Alma 1996 seinen Einsatzbereich auf die Offline-Programmierung von Robotern. Beim Lichtbogenschweißen sowie beim 3D-Schneiden erfolgt die Programmierung am Computer, ohne dass der Roboter blockiert wird wie beim Teachen.

Von diesem Zeitpunkt an bietet Alma ein komplettes CAD/CAM-Softwarepaket für Blechbearbeitung und Maschinenschweißen an. Mit der Anwender-Software der Reihe act/ werden alle technologischen Verfahren der Blechbearbeitung abgedeckt: 2D-Laser-, Plasma-, Autogen-, Wasserstrahl-Schneiden, Stanzen/Nibbeln, Konturfräsen, 3D-Schneiden, Rohrschneiden, Scheren, Biegen/Blechabwicklung, Lichtbogenschweißen…

Parallel zur Anwender-Software vermarktet Alma einige seiner Algorithmen (Schachteln, Berechnung von Werkzeugwegen mit Umgehung von Hindernissen) als Software-Komponenten für andere Softwarehäuser und Schneidmaschinenhersteller (Blechbearbeitung, Schiffbau, Textilindustrie, Kartonagen…). Daraus gewinnt das Unternehmen wertvolles technisches Know-how für die Entwicklung seiner Anwender-Software.

Internationale Entwicklung: zuerst in Europa, dann weltweit

Um die Fixkosten für die Entwicklung von Software rentabel zu verteilen, ist die Steigerung des Absatzes entscheidend. Alma entwickelt sich zunächst in Europa (Benelux, Italien, Deutschland…) mit Vertriebspartnern, dann mit Tochtergesellschaften. 1990 wird die Tochtergesellschaft Alma Italia und 1999 die deutsche Tochtergesellschaft Alma GmbH gegründet.

In Asien und in Amerika (Japan, Korea, Indien, Kanada …) werden ab 2000 mehrere Vertriebsvereinbarungen unterzeichnet und neue Vertriebstöchter gegründet: Alma China 2007 und Alma do Brasil 2009.

Parallel dazu trifft Alma zahlreiche Vereinbarungen mit Herstellern von Schneidmaschinen, die ihren Kunden Alma-Software zur Verfügung stellen möchten.

Positionierung als Marktführer in Frankreich mit der Mehrheitsbeteiligung an Sapex

2002 verkünden Alma und Sapex, die beiden ältesten Akteure auf dem französischen Markt für CAD/CAM-Software in der Blechbearbeitung (Sapex ist 1971 gegründet worden), ihre Annäherung durch eine Beteiligung von ALMA am Kapital von Sapex Profor in Höhe von 70 %.

Mit seinen hoch angesehenen Optimierungswerkzeugen und seinem anerkannten Know-how in der Einrichtung von Anwendungen mit hohem Automatisierungsgrad ist Alma auf CAM-Software für Maschinen zum Schneiden mittels Konturverfolgung spezialisiert. Mit Sapex wird dieser Bereich um ein fundiertes Know-how in Feinblechbearbeitung, Stanzen/Nibbeln und Biegen/Blechabwicklung erweitert.

Die Alma-Gruppe wird Marktführer in Frankreich für CAD/CAM-Software in der Blechbearbeitung. Die Tochtergesellschaft Sapex, seit 2007 Alma Sapex, fusioniert im April 2009 endgültig mit der Muttergesellschaft.

Alma - unumgänglicher Akteur in Deutschland

Alma ist in Deutschland seit 1990 präsent. Acht Jahre lang hatte Alma hier einen Exklusivvertreter. Dann wollte Alma einen direkten Zugang zum deutschen Markt schaffen, um mehr Kundennähe zu erzielen und selbst besser wahrgenommen zu werden. So wurde 1999 die Tochtergesellschaft Alma GmbH gegründet. Sie hat ihren Sitz in Blaubeuren bei Ulm und ist heute in ganz Deutschland sowie in Österreich, in der deutschsprachigen Schweiz und in den Niederlanden aktiv. Darüber hinaus hat sie mehrere Partnerschaften mit Maschinenherstellern, Integratoren von Robotern und Integratoren von Softwaresystemen in einigen benachbarten Ländern (Niederlande, Slowakei, Slowenien) begründet.

Alma vertreibt in Deutschland seine gesamte CAD/CAM-Softwarereihe mit Schwerpunkt auf Anwendungen für Schneiden mittels Konturverfolgung und für Roboterschweißen. Viele Kunden sind mit gemischten Konfigurationen ausgerüstet, die 2D- und 3D-Datenformate umfassen. Das Spezialgebiet von Alma GmbH sind große integrierte Projekte, die spezifische Anpassungen und einen hohen Automatisierungsgrad erfordern. Die Alma-Software ist insbesondere bei den Herstellern von Transportmitteln und deren Subunternehmern verbreitet. In einigen Industriezweigen ist sie zum unumgänglichen Maßstab geworden, wie im Schiffbau, wo Alma fast alle Werften ausstattet.

30 Jahre Innovation und technische Exzellenz im Dienst der Industrie

Dank der wissenschaftlichen Unternehmenskultur, des technischen Know-how und der engen Zusammenarbeit mit dem Maschinenbau entwickelt Alma innovative Lösungen zur maximalen Nutzung der Maschinenkapazität, geleitet von den technologischen Entwicklungen im Bereich der Blechbearbeitung und der Informatik.

Immer die Hand am Puls der technologischen Entwicklung der Maschinen, um den technologischen Vorsprung zu halten

Alma hat bei seiner Software für das Schachteln und für die Programmierung von Schneidmaschinen mit NC-Steuerung neu entwickelte Schneidtechnologien stets unmittelbar begleitet: Wasserstrahlschneiden bereits 1987, Schneiden von evolutiven Schrägkanten und Steuerung von Sondermaschinen im Schiffbau (ein Sektor, in dem Alma unbestrittener Marktführer in Europa ist), Markieren von Teilen mit verschiedenen Verfahren (Tintenstrahl etc.), kombinierte Technologien (Stanzen + Plasmaschneiden, Laserschneiden oder Scheren) und in jüngerer Vergangenheit 3D-Schneiden und Rohrschneiden…
Alma hat sich jedoch nicht damit begnügt, die technologische Entwicklung der Maschinen zu verfolgen. Das Unternehmen hat darüber hinaus innovative Lösungen zur maximalen Nutzung der Maschinenkapazität und sogar deren Vergrößerung entwickelt und umgesetzt.
Hier einige Beispiele für die von Alma erfundenen bzw. verbesserten Programmiermethoden:

• kontinuierlicher Schnitt ohne Ausfahren, von Alma 1987 für das Plasmaschneiden entwickelt; dadurch wurde ein Produktivitätsgewinn bei den Maschinen in Höhe von 15 % erreicht (Dauer des Schneidens und Einsparung von Verbrauchsmaterial)
• echte Mehrbrennerverschachtelung beim Brennschneiden; dadurch wurde der Verschnitt minimiert, indem man den Mindestabstand zwischen den Brennern berechnete (der geringer ist als die Höhe der Teile, die ineinander passen können) und die Anzahl der Brenner und ihren Abstand untereinander variierte
• Programmierung von evolutiven Schrägkanten für Plasmaschneiden; wird verstärkt im Schiffbau eingesetzt
• gemeinsamer „Schokoladentafel“-Schnitt im Bereich 2D-Laserschneiden
• Berücksichtigung der effektiven Schnittdicke beim 3D-Schneiden (Schnitte, die nicht normal zur Fläche sind, Aufmaß)
• Ortung von Kollisionen und Berechnung der Werkzeugwege mit Umgehung von Hindernissen in der Robotik und beim 5-Achsen-Schneiden

etc.

Aufgrund der wachsenden Komplexität der Maschinen in der Blechbearbeitung (kombinierte Maschinen Stanzen / Plasmaschneiden, Laserschneiden oder Scheren, Biegen, Blechmagazine, Vorrichtungen für die Entnahme der Werkstücke etc.) muss das Softwarehaus eng mit dem Maschinenbau zusammenarbeiten und stets sehr schnell reagieren, damit diese technischen Elemente in seinen Produkten mitbedacht werden können. So ist Alma ständig damit befasst, die Besonderheiten aller Technologien in den Bereichen Blechbearbeitung, Schneiden und Roboterschweißen zu berücksichtigen.

Alma ist es darüber hinaus gelungen, seine Technologie und sein Know-how auf Nischenmärkte außerhalb der Blechbearbeitung zu übertragen. Es hat zum Beispiel seine CAM-Software an die Technologie des Holzfräsens angepasst und eine 3D-Schachtelungssoftware für das Schneiden im Raum von verschiedenen Materialien (Schaumstoff, Polystyrol, Marmor, Holz...) entwickelt.

Neue Perspektiven für Alma-Software dank der Entwicklung der Kapazitäten in Informatik und NC-Steuerung

Mit der Entwicklung in der Informationstechnologie konnte innerhalb von dreißig Jahren die Rechenkapazität von CAD/CAM-Software und damit die Effizienz der Algorithmen zur Optimierung (automatisches Schachteln, Berechnung von Werkzeugwegen…) beträchtlich gesteigert werden. Dadurch konnte Alma immer komplexere und immer leistungsfähigere Algorithmen entwickeln und generell anwenden (Reduzierung von Verschnitt und der Maschinenzykluszeit).

Gleichzeitig ist bei der Unterstützung von CAM-Software in Mechanik und Blechbearbeitung das Betriebssystem Windows nach und nach an die Stelle der Mehrprozess-Betriebssysteme VMS oder Unix getreten. Vor zwanzig Jahren war Alma ein Hersteller von Anwendungen auf vielen Plattformen. 1999 hat sich das Unternehmen mit der Einführung seiner Software-Reihe act/cut endgültig für Windows entschieden. Dadurch wurde zwar auch eine Kostenreduzierung in Entwicklung und Support erreicht, aber es konnte vor allem Software entwickelt werden, die ergonomisch verbessert und bei der Eingabe der Parameter einfacher zu handhaben ist.

Die Kapazität der NC-Steuerungen hat lange Zeit die Möglichkeiten von CAM–Software eingeschränkt (bei geringem Speicherplatz kann man nur kurze, d.h. einfache Programme erstellen, oder man muss mit Unterprogrammen arbeiten). Aber durch die generelle Anwendung von PCs in den NC-Steuerungen kann man nun ohne Einschränkung programmieren und sich dabei tatsächlich auf die Produktivitätsoptimierung der Maschinen konzentrieren. Ferner ist die Übertragung von Programmen durch Ethernet-Verbindungen zwischen den Programmier-PCs und den meisten Maschinen vereinfacht worden. Lochstreifen gehören längst der Vergangenheit an!

Mit den Technologien zur Modellierung von 3D-Simulationen konnte Software zur Offline-Programmierung für Roboterschweißen und 3D-Schneiden entwickelt werden. Alma nimmt mit der bereits 1994 eingeführten Software act/weld in diesem Bereich eine Vorreiterrolle ein und ist der einzige Hersteller von CAD/CAM-Software für die Blechbearbeitung, der alle Einsatzbereiche abdeckt und eine Lösung für das Programmieren von Robotern (Lichtbogenschweißen, 3D-Schneiden, Entgraten, Polieren…) anbietet.

Aus der Entwicklung von Software zur Offline-Programmierung ergab sich eine neue Anforderung, nämlich das Kalibrieren von Roboterzellen und Teileprogrammen, damit die virtuellen Modelle des Roboters und des Werkstücks der Realität in der Produktion entsprechen. Da diese Funktionalität schwierig in der Handhabung ist, wird Software für Roboter überwiegend lediglich als Werkzeug zur Simulation eingesetzt, zum Beispiel, um die Installation einer Roboterzelle zu simulieren. Jedoch hat die Zuverlässigkeit der von Alma entwickelten Kalibrierungswerkzeuge und -methoden die Software zur Offline-Programmierung zu echten Programmierwerkzeugen gemacht, mit denen signifikante Produktivitätsgewinne durch maximalen Einsatz von Robotern erzielt werden.

Angesichts ihrer Komplexität könnte man manche Maschinen gar nicht ohne CAM-Software steuern. Dies trifft zum Beispiel auf die Maschinen für das Rohrschneiden des italienischen Herstellers Tube Tech Machinery zu (mit dem Alma eng zusammenarbeitet), dessen Maschinen mit bis zu zwanzig Achsen ausgestattet sind.

Produktivitätsgewinn durch immer höheren Automatisierungsgrad und offene Auslegung der Software

Nur einige Pioniere unter den Unternehmen hatten in den 1980er Jahren erkannt, dass sie mit einer CAM-Software für Blechbearbeitung Geld sparen könnten (Zeiteinsparung beim Programmieren, Materialeinsparung, Verkürzung der Maschinenzykluszeit…). So hatte die Werft Chantiers de l’Atlantique in Saint-Nazaire 1987 die jährliche Einsparung durch den Einsatz der Alma-Software für Schachteln, RIMBAUD, auf umgerechnet 300.000 Euro veranschlagt. Heute werden alle Schneid- und Stanzmaschinen mit einer CAM-Software programmiert. Die Kostensenkungen, die im Laufe der Zeit mit der wachsenden Verbreitung der Software einhergingen, haben in großem Umfang zur Steigerung der Rentabilität dieser Software für die Industrie beigetragen.

Die Beschäftigung mit der Automatisierung seiner Software hatte bei Alma stets eine zentrale Bedeutung. Damit sollte Zeit beim Programmieren eingespart werden und gleichzeitig dem Nutzer die Möglichkeit gegeben werden, in besonderen Situationen selbst zu entscheiden. Ein Beispiel dafür ist die Einrichtung eines vollständig automatisierten Programmiersystems für Laserschneidmaschinen, die 1988 in der Abteilung Reisebusse von Renault Véhicules Industriels in Annonay (Ardèche) erfolgte. Einige Jahre später haben im Bereich Stanzen/Nibbeln die Firmen HCF Frimair (heute: Lennox) und France Transfo der Gruppe Schneider ebenfalls von Installationen mit hohem Automatisierungsgrad profitiert.

Das Streben nach Produktivitätsgewinnen hat zusammen mit der Standardisierung von Tools die Integration von CAM-Software in die IT-Systeme der Industrie gefördert. Aufgrund der Entwicklung der Formate beim Datenaustausch, insbesondere bei den 3D-Geometriedaten, ist der Import von Geometrien aus einer CAM-Software beim 2D- oder 3D-Schneiden, bei Biegen/Blechabwicklung und bei der Offline-Programmierung von Schweißrobotern heute allgemein üblich. Und es ist unumgänglich geworden, die CAM-Software zur Vermeidung von mehrfacher Datenerfassung und Fehleingaben mit einem PPS- oder ERP-System zu verbinden und damit Produktivitätsgewinne zu erreichen.

Die offene Auslegung seiner CAM-Software ist für Alma wichtig, und das Unternehmen profitiert von seinen zahlreichen, mehr oder weniger komplexen PPS¬-ERP/CAM-Integrationen, die bei Kunden mit vielen verschiedenen Datenverwaltungssystemen im Einsatz stehen. Dadurch verfügt Alma über eine umfangreiche Erfahrung in diesem Feld.

Kurs auf die 2010er Jahre: Festigung der Pionierposition und Eröffnung neuer Perspektiven

Als Entwickler und Anbieter von Software, die in einem hoch spezialisierten Sektor zum Einsatz kommt, wird Alma in den kommenden Jahren seine Strategie weiterverfolgen, mit der das Unternehmen zu einem führenden Akteur auf seinem Markt geworden ist:

• Spezialist in der Produktionsoptimierung und in CAD/CAM-Software für Blechbearbeitung, Schneiden und Robotik bleiben und sich gleichzeitig in damit verbundenen technologischen Nischenbereichen weiterentwickeln, wie der Programmierung von Maschinen zum Holzfräsen und der Optimierung des Schneidens im Raum
• die Automatisierung seiner Software, besonders im Bereich der Robotertechnik, noch weiter vorantreiben, um die Zeit für das Programmieren zu verkürzen oder sogar die Programmierung der Maschinen und der Roboter selbst vollständig zu automatisieren
• auch künftig als Anbieter in den beiden Sparten Softwarekomponenten und Anwender-Software auftreten
• sehr umfangreiche Investitionen tätigen, um die Präsenz auf dem Markt von 3D-Lösungen (Programmierung von Robotern und 5-Achs-Maschinen) auszubauen, und gleichzeitig den Absatz von 2D-Software (Programmierung von Schneid- und Stanzmaschinen) steigern
• die Entwicklung des Unternehmens im Ausland weiter vorantreiben und dabei das Gleichgewicht zwischen den verschiedenen direkten und indirekten Vertriebskanälen wahren: Vertriebspartner, Exklusivvertreter, Tochtergesellschaften für Vertrieb und Support und Hersteller als Integratoren von Alma-Produkten (OEM)

[1] Französische Abkürzung für: Untersuchung des automatischen Schachtelns bei Schneidmaschinen