Ti­tel­sto­ry: Cnc-shopf­loor-ma­nage­ment

Digital Manufacturing - - INHALT - VON DR. STE­FAN RUN­DE UND ANDREAS SCHIFFLER 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 Ana­ly

Ein neu­er Weg zum op­ti­ma­len Nc-pro­gramm

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 iden­ti­fi­zie­ren und zu rea­li­sie­ren.

Bei­spie­le hier­für sind Ap­pli­ka­tio­nen wie Ma­na­ge My­ma­chi­nes und Ma­na­ge My­ma­chi­ne/re­mo­te für das Con­di­ti­on Mo­ni­to­ring und die Fern­war­tung von Ma­schi­nen, Ma­na­ge My­re­sour­ces für die Werk­zeug­ver­wal­tung oder Ana­ly­ze My­per­for­mance/oee Mo­ni­tor für die Fer­ti­gungs­op­ti­mie­rung über Kenn­zah­len.

Das Ap­pli­ka­ti­ons-duo

Mit einem ab­ge­stimm­ten Ap­pli­ka­ti­ons-duo adres­siert Sie­mens nun ein wei­te­res, ganz zen­tra­les Thema für Werk­zeug­ma­schi­nen­an­wen­der: das op­ti­ma­le Nc-pro­gramm. Im Zu­sam­men­spiel er­lau­ben die ma­schi­nen-na­he Si­nu­me­rik-edge-app­pli­ka­ti­on Ana­ly­ze My­work­pie­ce/cap­tu­re (Cap­tu­re) und die Desk­top-pc-ap­pli­ka­ti­on Ana­ly­ze My­work­pie­ce/tool­path (Tool­path) die Op­ti­mie­rung von Nc-pro­gram­men.

Sel­te­ne Spe­zi­es:

Das op­ti­ma­le Nc-pro­gramm

Das op­ti­ma­le Nc-pro­gramm er­mög­licht mit gro­ßen Vor­schü­ben ei­ne schnel­le, ef­fi­zi­en­te Zer­spa­nung des Werk­stücks, schont durch gleich­för­mi­ge Be­we­gun­gen die Werk­zeug­ma­schi­ne und si­chert höchs­te Ober­flä­chen­qua­li­tät – ist aber in der Pra­xis, auf dem Shopf­loor, lei­der nur sel­ten an­zu­tref­fen.

Na­tür­lich gilt: Dort wo To­le­ran­zen am Werk­stück über­schrit­ten wer­den, kommt ein An­wen­der um ei­ne so­for­ti­ge Feh­ler­ana­ly­se und Op­ti­mie­rung nicht her­um. Gra­vie­ren­de Feh­ler – et­wa in der Werk­statt­pro­gram­mie­rung – las­sen sich meist re­la­tiv schnell fin­den. Ist die di­gi­ta­le Pro­zess­ket­te da­ge­gen ge­schlos­sen – vom CAD/CAM-ENT­WURF über das Nc-pro­gramm bis in den Ar­beits­raum der Ma­schi­ne hin­ein, wird es auf­wän­dig und der Weg zum op­ti­ma­len Nc­pro­gramm lang.

Tau­chen trotz bes­ter Vor­be­rei­tung Un­zu­läng­lich­kei­ten auf – et­wa zu lang­sa­me oder stark schwan­ken­de Ver­fahr­ge­schwin­dig­kei­ten oder klei­ne­re Ma­cken und Schat­ten auf den Ober­flä­chen – wird oft eher mit­tels „Ver­such und Irr­tum“als sys­te­ma­tisch nach Ver­bes­se­rungs­po­ten­zia­len ge­sucht. Selbst wer hier Mess­da­ten für ei­ne sys­te­ma­ti­sche Analyse er­hebt, er­hält meist ei­ne Men­ge un­struk­tu­rier­ter Da­ten, de­nen Kon­text­in­for­ma­tio­nen feh­len.

Mess­da­ten aus der Steue­rung

Ge­nau hier setzt Sie­mens mit sei­ner Si­nu­me­rik-edge-ap­pli­ka­ti­on Cap­tu­re an. In gro­ßer zeit­li­cher Auf­lö­sung, al­so ex­trem de­tail­liert, zeich­net die­se Ap­pli­ka­ti­on Da­ten rund um das Werk­stück, das Werk­zeug und den Werk­zeug­pfad auf. Zu­sätz­lich wer­den aus der Steue­rung Da­ten zu An­triebs­strö­men, Re­gel­ab­wei­chun­gen, Dreh­mo­men­te der Spin­del und Va­ria­blen aus der SPS pro­to­kol­liert.

Der An­wen­der stellt da­bei ein, wel­che Da­ten er wann er­fas­sen will. So lässt sich die Da­ten­er­fas­sung auf be­stimm­te Be­ar­bei­tungs­schrit­te fo­kus­sie­ren oder erst ab vor­ab de­fi­nier­ten Schwell­wer­ten star­ten.der gro­ße Vor­teil: Die­se Mes­sun­gen sind dank Cap­tu­re kei­ne zeit­rau­ben­den und res­sour­cen­bin­den­den Son­der­pro­zes­se mehr, son­dern wer­den oh­ne Rück­wir­kun­gen auf die lau­fen­de Pro­duk­ti­on par­al­lel er­fasst.

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 – Sie­mens­an­wen­dun­gen 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.

Der Op­ti­mie­rungs­pro­zess im Über­blick.

Bil­der: Sie­mens

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

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