Inhaltsverzeichnis
1. Blick in die Praxis
2. Vorteile der Simulationstechnologie
3. Komplette Bearbeitungsszenario
4. MES und CAD/CAM-Software im Team
Ein digitaler Zwilling ist die digitale Simulation der Realität. Konkret entspricht das der digitalen Abbildung einer Maschine mit geometrisch korrektem Aussehen und ihren tatsächlichen kinematischen Eigenschaften. Der digitale Schatten dagegen ist eine ausgewertete Datensammlung, also ein datenreduziertes Abbild aus der Realität. Das heißt, er berücksichtigt nur die relevanten Produktions- und Prozessdaten (Maschinenstatus, Stillstandzeiten), um über vergangene sowie aktuelle Zustände in Echtzeit Auskunft zu geben. Gleichzeitig dient er als Auswertungsbasis für Prognosen. Die strukturierte Zusammenführung von Daten aus verschiedenen Quellen ermöglicht eine vorausschauende Planung der Maschinenkapazitäten, vorausschauende Versorgung von Werkzeugen an der Maschine sowie die dynamische Anpassung der Fertigungsplanung in Echtzeit. Das Unternehmen Tebis bietet hierfür eine durchgängige CAD/CAM/MES-Plattform mit Simulationseinbindung.
Blick in die Praxis
Wie komplex moderne Fertigungsprozesse sind, wird hieraus ersichtlich: Da gibt es auf der einen Seite die reine „Hardware“, also Maschinen, Werkzeuge, Spannmittel, Aggregate, Werkzeugwechsler. Bei der Bearbeitung muss genau bekannt sein, welche Bauteile sich mit welchen Maschinen und Werkzeugen auf welche Weise absolut effizient und kollisionsfrei fertigen lassen. Auf der anderen Seite müssen alle Aufträge übergreifend – im eigenen Unternehmen genauso wie bei Lieferanten – präzise steuerbar sein. Nur so ist sichergestellt, dass sämtliche Ressourcen optimal genutzt werden.
Wenn die reale Fertigungsumgebung ohne Wenn und Aber über digitale Zwillinge detailgetreu in der virtuellen Welt abgebildet werden sollen, müssen Datenbanken in Form von Bibliotheken zur Verfügung stehen: In der Maschinenbibliothek der CAD/CAM-Software Tebis sind alle marktüblichen Maschinentypen unterschiedlicher Hersteller mit ihren geometrischen und kinematischen Eigenschaften hinterlegt. Die Werkzeugbibliothek enthält alle Werkzeuge, mit denen ein Unternehmen arbeitet, als digitale Zwillinge. Dabei berücksichtigt die Datenbank die Konturen der Werkzeuge absolut genau. Moderne Hochleistungswerkzeuge – zum Beispiel HPC-Fräser zum Schruppen, HFC-Fräser zum Schlichten und Vorschlichten oder Kreissegmentfräser zum Schlichten – lassen sich so perfekt nutzen. Seit Release 6 verfügt die CAD/CAM-Software zudem über eine Aggregatebibliothek für weitere Zusatzeinrichtungen wie Backenfutter, Lünette und Spitze sowie Maschinentische, Anbauten und Trennwände. Auch virtuelle Spannmittel sind Teil des CAD/CAM-Systems.
Vorteile der Simulationstechnologie
Da die virtuelle Welt die reale Fertigungsumgebung eins zu eins widerspiegelt, lassen sich die Vorteile der Simulationstechnologie von der Planung bis in die Werkstatt voll ausnutzen. So können bereits bei der Planung mögliche Kollisionen ermittelt und korrigiert werden – die NC-Programmierung startet gleich mit den geeigneten Aufspannungen, Werkzeugen und Anstellrichtungen.
Der Simulator ist vollständig in die CAD/CAM-Umgebung integriert. Simulation und Kollisionsprüfung lassen sich so noch vor dem Postprocessing durchführen. Durch die Maschinentechnik der CAD/CAM-Software ist das wesentlich komfortabler, sicherer und effizienter, als den NC-Code zu simulieren und Anpassungen im steuerungsspezifischen NC-Format durchzuführen.
Komplettes Bearbeitungsszenario
Der CNC-Simulator prüft das komplette Bearbeitungsszenario: Dazu gehören Maschinen, Köpfe, Spannmittel, Aggregate, Anbauten, Bauteil, Rohteil, Werkzeuge, Werkzeugwechsel, Gültigkeit der Arbeitsebenen, Aufspannungen, Startpunkte und Anschlussbedingungen, Endschalter-Limitationen, Achs- und Verfahrbewegungen mit sämtlichen Zustellungen und Zwischenbewegungen sowie die Bearbeitungsplausibilität.
In der Werkstatt informiert sich der Maschinenbediener über Roh- und Bauteilgeometrien, über Aufspannungen und die verwendeten Werkzeuge. Und wenn die Bearbeitung doch einmal kurz vor knapp angepasst werden muss – etwa weil eine Maschine ausgefallen ist oder Werkzeuge aussortiert worden sind – so ist das problemlos möglich. Technologiedaten wie Vorschübe oder Spindeldrehzahl, Aufspannungen oder die Abarbeitungsreihenfolge bis hin zu einem Maschinenwechsel lassen sich schnell und einfach ändern. Die Werkzeugwege werden mit einem Mausklick erneut auf Kollision geprüft und über die integrierten Postprozessoren ausgegeben.
MES und CAD/CAM-Software im Team
Die CAD/CAM-Software mag noch so gut sein – wer seine Aufträge gemäß Industrie 4.0 voll digital und hochautomatisiert planen, abwickeln und steuern möchte, kommt um eine integrierte MES-Lösung (Manufacturing Execution System) nicht herum. Deshalb ist die MES-Lösung Proleis fester Bestandteil der Tebis Software-Entwicklung. Denn je besser MES und CAD/CAM-Software ineinander greifen, desto effizienter läuft die Auftragssteuerung. In Proleis sind die Fertigungsumgebung, die Verfügbarkeit der Ressourcen, das Fertigungswissen, die Fertigungsdauer sowie die Erkenntnisse aus zurückliegenden Projekten gespeichert. Zudem sind sämtliche Auftragsabläufe inklusive Materiallogistik und Terminen hinterlegt – und zwar nicht nur die des eigenen Unternehmens, sondern auch die der jeweiligen Lieferanten und Dienstleister. So bildet das MES alle fertigungsrelevanten Abläufe digital, quasi als digitaler Zwilling der Fertigung, ab.
Zudem verknüpft die Software alle relevanten Daten wie Maschinen- und Standortdaten sowie Erfahrungswerte als Grundlage für eine vorausschauende Planung. Beispiel Bearbeitungsdauer: Proleis greift auf die in Tebis simulierte Bearbeitungsdauer zu und gleicht sie mit der ebenfalls im MES vorgeplanten ab (die Vorplanung beruht auf Erfahrungswerten aus der Historie). Ergibt die Simulation abweichende Zeiten, werden diese in das MES übernommen und automatisch an die Kapazitätsplanung und Folgeabläufe angepasst. Darüber hinaus liefert die Maschinendatenerfassung einen digitalen Schatten der Fräswerkzeuge. Das MES verwaltet die Reststandzeiten der Werkzeuge und zeigt dem Maschinenbediener automatisch eine notwendige Versorgung mit einem Ersatzwerkzeug an. Nach Bestätigung durch den Bediener wird automatisch ein Auftrag für den Einrichteplatz erzeugt. Die Digitalisierung der Fertigung bietet Unternehmen so auf vielen Wegen großes Potenzial für mehr Automatisierung und Effizienz. eve
Details zur integrierten MES-Lösung Proleis:
hier.pro/LWfLt
