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TITEL STORY: CNC-SHOPFLOOR-MANAGEMENT: Ein neuer Weg zum optimalen NC-Programm


Digital Manufacturing - epaper ⋅ Ausgabe 3/2019 vom 19.06.2019

Effizienz, Verfügbarkeit, Qualität: Mit Applikationen, die auf die zentralen Produktivitätsfaktoren der CNC-Fertigung zielen, ermöglicht es Siemens Maschinenbetreibern, konkret und schnell von der Digitalisierung zu profitieren. Jüngstes Beispiel ist ein Duo aus einer Sinumerik-Edge-Applikation und einer Desktop-Anwendung.


SIEMENS LIEFERT ein umfangreiches Produktportfolio für das CNCShopfloor-Management, gegliedert in drei Ebenen – „In Machine“ (Sinumerik + Sinumerik Edge), „In Line“ (Sinumerik Integrate) und „In Cloud“ (MindSphere). Ziel dieser Softwarepakete ist es, stets Optimierungspotenziale zu ...

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Bildquelle: Digital Manufacturing, Ausgabe 3/2019

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SIEMENS LIEFERT ein umfangreiches Produktportfolio für das CNCShopfloor-Management, gegliedert in drei Ebenen – „In Machine“ (Sinumerik + Sinumerik Edge), „In Line“ (Sinumerik Integrate) und „In Cloud“ (MindSphere). Ziel dieser Softwarepakete ist es, stets Optimierungspotenziale zu identifizieren und zu realisieren.

Der Optimierungsprozess im Überblick.


Prozessoptimierung im Zusammenspiel von maschinennaher Datenerfassung mit der Sinumerik Edge App Analyze MyWorkpiece /Capture und der Desktop-PC Anwendung Analyze MyWorkpiece /Toolpath.


Bilder: Siemens

Aus rohen werden smarte Daten
Daten gelten als das Gold der digitalisierten Fertigung. Aber dies stimmt nur, wenn sie über entsprechende Tools zielgerichtet analysiert und anschließend über die Optimierung von Prozessen in fertigungsrelevante Werte wie höhere Produktivität, sinkender Ressourcenverbrauch oder bessere Qualität umgemünzt werden. Nur so werden aus Rohdaten smarte Daten, die die Basis für eine zusätzliche Wertschöpfung legen.

Möglich wird dies im Zusammenspiel mit der Desktop-PC-Applikation Analyze MyWorkpiece/Toolpath (Toolpath). Die Applikation importiert via Netzwerkverbindung Daten von beliebig vielen Instanzen von Capture. Das Sammeln und die Analyse der Daten erfolgen im Büro, ohne Belastung teurer Maschinen und Störungen auf dem Shopfloor.

Werkstück und Verfahrwege der Werkzeuge werden am PC dann in einer 3D-Darstellung visualisiert. Die hohe zeitliche Auflösung der Verfahrwege, Positionen und Werkzeugorientierungen lassen dabei sehr detaillierte Analysen der Vorgänge im Arbeitsraum der Maschinen zu.

Häufige Optimierungspotenziale wie die Verstetigung von Bahngeschwindigkeiten oder das Feinjustieren der Werkzeugorientierung sind so schnell gefunden. Toolpath unterstützt bei der Analyse durch eine Vielzahl an Darstellungsoptionen. Eine für die Datenanalyse und das Nachvollziehen der Prozesse im Arbeitsraum der Maschinen extrem interessante Funktion: Zusätzliche Messwerte – etwa Bahngeschwindigkeiten oder Spindeldrehmomente – werden farblich codiert und über die Topologie des Werkstücks gelegt. Damit lassen sich weitere Dimensionen sehr einfach in die Visualisierung und Datenanalyse einbeziehen.

Wer in der CNC-Fertigung Fehlerursachen und Optimierungspotenziale sucht, will in der Regel wissen, wo sich diese in der Prozesskette von CAD/CAM, NC-Programm und den realen Vorgängen im Arbeitsraum der Maschine verbergen. Toolpath bietet Möglichkeiten, die über Capture erfassten Ist-Daten den Soll-Werten aus NC-Programm und CAD gegenüber zu stellen. So wird ermittelt, ob die Prozesse in der Maschine den Vorgaben entsprechen, und in welchem Teil der Prozesskette Stellschrauben für eine Prozessoptimierung zu finden sind.

Sinumerik Edge: perfekt integriert
Basis für die Analyse sind die zeitlich hochaufgelösten Maschinendaten, die bei laufender Fertigung erfasst werden. Damit das detaillierte Aufzeichnen der Vorgänge im Arbeitsraum nicht auf die Performance der Maschine wirkt, ist Capture eine Sinumerik Edge-Applikation.

Mit Sinumerik Edge stellt Siemens eine sehr mächtige maschinennahe, in das Sinumerik-Ecosystem integrierte, Universal-Plattform für Software und Datenkommunikation bereit. Einmal integriert lassen sich auf Sinumerik Edge weitere Applikationen installieren – Siemens-Anwendungen wie die Monitoring-App Analyze MyMachine/Condition oder eigene Applikationen des Anwenders und des Maschinenherstellers.

Sinumerik Edge übernimmt die Datenkommunikation mit firmeninternen Netzwerken oder mit Speicher-und Rechenkapazitäten in der Cloud. Welche Daten erfasst werden und wo diese abgelegt werden, entscheidet der Anwender – und profitiert gleichzeitig davon, dass installierte Edge-Applikationen über Siemens MindSphere aus der Ferne gewartet und aktualisiert werden.

Der neue Weg
Das oben vorgestellte Software-Duo erlaubt eine neue Form der geschlossenen digitalen Prozessoptimierung. Ohne spezielle Messmaschinen oder Sensoren werden relevante Daten aus dem Arbeitsraum der Maschine für die Prozessanalyse zur Verfügung gestellt. Das verkürzt die Zeit in Arbeitsvorbereitung und Prozess-Setup. Zudem laden diese Daten, so einfach gewonnen, dazu ein, bisher verborgen gebliebene Potenziale für mehr Effizienz, eine höhere Qualität oder einen besseren Werkzeugeinsatz zu heben.

jbi

Dr. Stefan Runde ist Head of Software/ Digitalization Product and Portfolio Management for Machine Tool Systems bei Siemens.

Andreas Schiffler ist Digitalization/Software Product and Portfolio Manager for Analytics bei Siemens.