Produktivität steigern mit dem digitalen Zwilling

Mehr Sicherheit bei der Fertigung komplexer Geometrien bei weniger Kosten und Ausschuss: Martin Dreher, Geschäftsführer der Drehertec GmbH und Experte für Drehmaschinen, erklärt die Vorteile von automatisierten CNC-Maschinen.

14. August 2019
Produktivität steigern mit dem digitalen Zwilling
Drehertec-Geschäftsführer Martin Dreher. (Bild: Drehertec)

»Mittlerweile bewegt sich der Werkzeug- und Formenbau in einem anspruchsvollen Spannungsfeld zwischen bearbeitungstechnischen und wirtschaftlichen Anforderungen. Für viele Industriezweige gilt die Verwendung moderner CAD- und CAM-Software zur Ansteuerung von spanabhebenden Maschinen oder 3D-Druckern deshalb heute als notwendig, um hochwertige Teile zu fertigen. Zum einen verlangt der Markt minimale Formabweichungen, zum anderen bestimmen reduzierte Kosten und höhere Produktivität die Fertigungsindustrie. Dabei kommt es auf die wirkungsvolle Integration digitaler Schnittstellen und das optimale Zusammenspiel von einzelnen Automatisierungslösungen untereinander an.

Senkung von Kosten

Per CAD-Software konstruiert der Anwender das Bauteil virtuell schnell und komfortabel am Computer. Im nächsten Schritt generiert er die Produktionsstrategie per CAM-System und der Post-Prozessor erstellt daraus das fertige Programm für die Steuerung der Maschine. CAD- und CAM-Programme vereinfachen hier als Plattform für digitale Zwillinge vor allem die Bearbeitung geometrisch hochkomplexer Bauteile erheblich oder machen diese überhaupt erst möglich. Aus diesem Grund geht aktuell der Trend in allen Applikationen hin zur Verwendung von CAM-Systemen. Die sichere Fertigung komplexer Geometrien sorgt für eine Reduzierung von Kosten und Ausschuss. Darüber hinaus senken Simulationsmöglichkeiten den Einfahraufwand drastisch. Als weiterer Pluspunkt gilt zudem die Vermeidung von Fehlern, da die CAM-Software direkt mit dem CAD-System kommuniziert – Übertragungsfehler ausgeschlossen.

Hohe Zuverlässigkeit und Dynamik

Produktive Strategien wählt der Anwender mit den entsprechenden Systemen. Dabei benötigt er Schnittstellen zu Werkzeugverwaltungen und Simulationsumgebungen, die die Kollisionssituationen automatisiert prüfen und die exakte Bearbeitungszeit voraussagen. Auf Basis komplexer Algorithmen lenkt beispielsweise die Sinumerik-Steuerung die Mechanik von Gelenkarm-Robotern direkt, ohne separate Robotersteuerung – auch die Programmierung des Armes erfolgt hier rein über die Sinumerik. Durch die direkt gelenkten und in die CNC-Regelkreise eingebundenen Roboterarme verbessert sich die Positioniergenauigkeit und Zuverlässigkeit der Maschine und somit erhöht sich die Dynamik bei robotergestützten Bearbeitungsaufgaben. Für eine hochproduktive Komplettbearbeitung von der Stange ist beispielsweise auch das CNC-Drehzentrum LM1800TTSY von Hyundai Wia konzipiert. Um die Prozesskette hier deutlich zu verkürzen, sind die erforderlichen Schnittstellen zur CNC-Steuerung Fanuc 31i zum Verbinden mit Stangenladern oder Robotern bereits integriert.

Simulation der Abläufe

Durch die vollständige grafische Abbildung der Entwicklungsprozesse verringern moderne CNC-Systeme die Produktentwicklungs- und die Markteinführungszeiten neuer Maschinen. Durch die virtuelle Vorbereitung lässt sich die Dauer der realen Inbetriebnahme deutlich reduzieren. Dadurch eröffnen sich für Anlagenhersteller und Maschinenbetreiber neue Möglichkeiten – bereits vor Verfügbarkeit der realen Hardware lassen sich so Konzepte und Funktionen zielgerichtet diskutieren. Softwareinnovationen sowie die Option, einen durchgängigen digitalen Zwilling für Produkt und Produktion zu erstellen, beschleunigen Bearbeitungsprozesse deutlich«.