Digitalisierung für die Werkzeugmaschine
: Siemens
Die Digitalisierung verändert die Produktion tiefgreifend und nachhaltig. So können Maschinenhersteller wie auch -betreiber flexibler auf Marktanforderungen eingehen, die Time-to-Market verkürzen und ihre Flexibilität sowie Effizienz erhöhen. Dies betrifft neben der Entwicklung und Herstellung von Werkzeugmaschinen auch deren Einsatz in der Serienfertigung und in werkstattorientierten Fertigungsbetrieben. Dabei gewinnt die Verbindung zwischen Menschen, Maschinen und Systemen über die gesamte Wertschöpfungskette zunehmend an Bedeutung.
Bei der Digitalisierung der Produktion gewinnt die Verbindung zwischen Menschen,...
Digitaler Zwilling steigert Flexibilität
Um auf Markt- und Kundenanforderungen schnell und flexibel reagieren zu können, virtualisieren und parallelisieren Maschinenhersteller zunehmend die Entwicklungsphasen neuer Maschinen. Voraussetzung hierfür ist der konsequente Einsatz aller Digitalisierungsmöglichkeiten – von der ersten Idee bis zur Inbetriebnahme der fertigen Maschine.
„Durch die Digitalisierung des Entwicklungsprozesses hat der Maschinenhersteller bereits sehr früh alle erforderlichen Daten als virtuelles Maschinenmodell vorliegen. So entsteht ein digitaler Zwilling der Maschine“, so Ponweiser weiter. Damit können auch Kundenwünsche und neue Optionen direkt und einfach auf ihre Machbarkeit geprüft und optimiert werden.
Virtuelle CNC-Inbetriebnahme
Mit integrierten Soft- und Hardwarelösungen
Schnell und flexibel von der Idee zur Maschine: Mit integrierten Soft- und Hardwarelösungen...
„Diese Vorgehensweise bietet dem Maschinenhersteller hohe Sicherheit. Eventuelle Schäden an der realen Maschine während der Inbetriebnahme bzw. des Einfahrens können vermieden werden“, betont Ponweiser. Der Maschinenbetreiber kann zudem seine Programme zur Teilefertigung frühzeitig unter quasi realen Bedingungen in einer virtuellen Umgebung testen.
Vom Design zum Werkstück
Liefert der Maschinenhersteller neben der realen Maschine auch ein virtuelles Maschinenabbild, resultieren für den Betreiber spürbare Vorteile. Er besitzt damit einen virtuell identischen Arbeitsvorbereitungsplatz, an dem er alle Produktionsschritte planen und optimieren kann. Damit lässt sich zum Beispiel die Bearbeitungsstrategie für ein neues Werkstück in der virtuellen Maschine überprüfen und einfahren, während die reale Maschine noch andere Teile produziert. „Das verkürzt die Rüstzeit und trägt zu einer höheren Rentabilität des Betriebes bei“, so Ponweiser weiter.
Durch die Verwendung der originalen SINUMERIK-Software, dem sogenannten virtuellen NC-Kern (VNCK), kann im Vorfeld die Bearbeitung nahezu realitätsidentisch simuliert werden. Die Produktionsplanung und Auslastung
Kontinuierliche Optimierung von Maschinen und Fertigung: Auf Basis der Maschinen-...
Maschinen in Fertigungsprozesse einbinden
Die Vernetzung von Arbeitsvorbereitung und Fertigung sowie von Maschinen untereinander ist Voraussetzung für einen fehlerfreien Programm- und Datentransfer. SINUMERIK Integrate ermöglicht es, die Programme direkt an die Maschinen zu übertragen. Mit dem Modul Manage MyPrograms können fabrikweit CNC-Programmdaten verwaltet werden. Somit ist eine detaillierte Planung von Werkstücken, Aufträgen und Serien in der Produktion möglich. Damit zu den Programmen auch die richtigen Werkzeuge an der Maschine zur Verfügung stehen, bietet das Modul Manage MyTools eine zentralisierte Werkzeugdatenverwaltung. So kann der Werkzeugbedarf für Fertigungsaufträge schnell und effizient ermittelt werden.
Auch werkstattorientierte Betriebe streben zunehmend an, Werkzeugmaschinen intelligent in Fertigungsprozesse einzubinden. Mit smart operation hat Siemens für diese Unternehmen ein zukunftsweisendes Angebot entwickelt.
Kontinuierliche Optimierung
Der größte Anteil an den Lifecycle-Kosten einer Werkzeugmaschine sind die laufenden Kosten. Um die Stückkosten zu minimieren, muss der laufende Betrieb verbessert werden. „Optimierungspotenzial in der Fertigung besteht meist bei Instandhaltung und Maschinenzustandsüberwachung. Hierbei hilft die Vernetzung der kompletten Fertigung“, veranschaulicht Ponweiser.
Auf Basis der Maschinen- und Zustandsdaten berechnet das SINUMERIK Integrate Modul Analyze MyPerformance die Effektivität der Gesamtanlage (Overall Equipment Efficiency – OEE) und liefert wichtige Indikatoren für Maßnahmen zur Effizienzsteigerung. Durch die automatisierte Erfassung von Maschinendaten und Zuständen sowie einen Anwenderdialog zur manuellen Zustandserfassung seitens des Bedieners stellt Analyze MyPerformance die wesentlichen Daten zur Fertigungsoptimierung zur Verfügung.
Productivity Improvement zielt auf eine Steigerung der Produktivität älterer, bereits aus der Garantie gefallener Werkzeugmaschinen. Durch Maßnahmen wie z. B. die Modernisierung der Steuerungshard- und -software kann die Produktivität der Werkzeugmaschinen um bis zu 15 Prozent gesteigert werden. Eine Produktivitätssteigerung führt gleichzeitig auch zu reduzierten Stückkosten.
Optimierungspotenzial für Maschinenbauer
Ganz gleich, ob Modernisierung oder Entwicklung: Werkzeugmaschinen müssen ihre Marktreife schnell erreichen. Mechatronic Support modelliert, testet und optimiert alle beteiligten Systeme der Mechanik, Elektronik und Informationstechnik hinsichtlich ihrer Funktionalität in einer Simulationsumgebung. So können Maschinenideen mit geringem Zeit- und Kostenaufwand mechatronisch getestet und modifiziert werden. Noch höhere Bearbeitungsperformance wird durch Technologiefunktionen in der SINUMERIK wie Top Surface erzielt. Kompensationszyklen wie Nick Kompensation optimieren die Bearbeitung weiter.
„Durch die ständig wachsenden Anforderungen an die metallverarbeitende Industrie wird die Verbindung von realer und digitaler Welt immer wichtiger. Das Digitalisierungsportfolio von Siemens spielt dabei eine wesentliche Rolle“, fasst Klaus Ponweiser abschließend zusammen.
Die aktuell wichtigste Aufgabenstellung für Hersteller
und Anwender von Werkzeugmaschinen ergibt sich aus
der Digitalisierung der Produktionsumgebungen. Auf der
EMO 2019 haben zahlreiche Anbieter IHRE Möglichkeiten
für eine Smarte Zerspanung vorgestellt – mit unterschiedlichem
Fokus spiegelten sich vielfältige Lösungen zur Vernetzung,
Datenanalyse und zu neuen Services wider. 
