Motion world Trends in der CNC-Automatisierung 2018 - Siemens
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motion world
Trends in der CNC-Automatisierung
2018
siemens.de/motionworld
motion world 2018
Huron hat mit dem
Kollisionsschutz PreciProtect
eine Lösung geschaffen,
die den Bearbeitungsprozess
nachhaltig absichert
Siemens / Huron
Siemens / Huron
Editorial Digitalisierung
Implement
03 now! – Mehr Wettbewerbsfähigkeit Damit in der Realität alles glatt geht
durch Digitalisierung 26 Mit virtueller Inbetriebsetzung spart Maka
Zeit und Kosten
Leitartikel Digitalisierung
Automatisierung
Jetzt mit der Digitalisierung starten
Aus Alt mach Neu
04 Umfangreiches Lösungsportfolio von Siemens für die
Vernetzung, vorgestellt auf den großen Herbstmessen 28 Für das Retrofit einer 3-Achs-Fräsmaschine
nutzt GKN Aerospace eine moderne
CNC Sinumerik 828D
Technologie
Keine Angst vor einem Crash – selbst bei Hochpräzise Fertigung
100 Prozent Override für die Flugzeugindustrie
09 Umfassenden Kollisionsschutz bietet 30 Maschinen von Mazak und Sinumerik-Steuerungen
Sinumerik 840D sl mit PreciProtect sind bei Chester Hall ein Erfolgsgarant
Fräsen in Bestform
14 Neue Frästechnologien für schnelles, sicheres
und präzises Fräsen
Vollständig CNC-integrierte Roboter
18 Schlanke und flexible Fertigung mit Robotern –
dank Sinumerik Run MyRobot /Direct Control
ohne separate Robotersteuerung
Hochleistungsspanen im Großformat
23 Riesige Verdichter werden im Siemens-Werk Duisburg
gefertigt – perfekt mit Sinumerik 840D sl
Titelbild: Siemens AG / M. Dewald
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motion world 2018
Implement Now! –
Mehr Wettbewerbsfähigkeit
durch Digitalisierung
Siemens AG
Digitalisierung und kein Ende abzusehen. In den vergangenen Jahren standen
grundsätzliche Fragen der technologischen Möglichkeiten und Anwendungs
bereiche im Mittelpunkt der Diskussion zur Digitalisierung in der Werkzeug
maschinenindustrie. Das gilt sowohl für die Prozesse in den Unternehmen
als auch für den Wertschöpfungsverbund von Zulieferern, Produzenten und
Abnehmern. Inzwischen ist klar: Digitalisierung ist mit Abstand der größte
Hebel zu mehr Produktivität und höherer Effizienz.
Mittlerweile befinden wir uns in der nächsten Phase der digitalen Transfor
mation. „Implement Now!“ ist die zentrale Botschaft, die Siemens im Dialog
mit seinen Kunden in den Mittelpunkt stellt. Denn bei der Digitalisierung
gibt es eine goldene Regel: Nur wer nichts tut, begeht einen Fehler.
Entscheidend ist nicht die Größe oder Komplexität des Digitalisierungsprojekts,
entscheidend ist, dass die Unternehmen sich auf den Weg machen. Hierbei
werden sie lernen, welche Vorteile die Digitalisierung im konkreten Fall bringt,
aber auch welche Hürden zu überwinden sind. Die Erfahrungen mit der
Digitalisierung unserer eigenen Siemens-Werke und insgesamt bei uns im
Unternehmen haben uns überzeugt, dass das der richtige Weg ist.
Sie wollen die Chancen der Digitalisierung nutzen? Dann lesen Sie in dieser
Ausgabe der motion world, wie Siemens die Digitalisierung in der Werkzeug
maschinenindustrie vorantreibt, wie unser umfangreiches, integriertes
und durchgängiges Portfolio zur Digitalisierung aussieht und welche Messe-
Highlights Sie auf den Siemens-Messeständen auf der IMTS, der JIMTOF, der
AMB oder der SPS IPC Drives – den bevorstehenden internationalen Herbst-
messen – erwarten.
Wir freuen uns auf Ihr Kommen und laden Sie herzlich ein:
Erleben Sie jetzt unsere faszinierende Siemens-Welt der digitalen Fabrik
für die Werkzeugmaschinenindustrie.
Ihr
Dr. Wolfgang Heuring
CEO Siemens Digital Factory
Motion Control
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motion world 2018
Jetzt mit der
Digitalisierung starten
Siemens AG
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Digitalisierung: Die internationalen Herbstmessen für die Werkzeugmaschinen-
industrie – IMTS, JIMTOF, AMB und SPS IPC Drives – stellen die Themen Vernetzung
und Digitalisierung in den Mittelpunkt. Unter dem Motto „Implement now“
präsentiert Siemens ein stetig wachsendes Lösungsportfolio, das großen wie kleinen
Maschinenbetreibern und -herstellern schnell spürbare Wettbewerbsvorteile bringt.
Die Diskussionen um die Digitalisierung in der Werkzeug- beim Maschinenbauer und Maschinenbetreiber – Design,
maschinenindustrie verändern sich. Waren diese in den Planning, Engineering, Execution und Services.
letzten Jahren oft von Fragen zu Basistechnologien und
allgemeiner Machbarkeit geprägt, rückt nun mehr und Maschinenbetreiber und produzierende Unternehmen
mehr die konkrete Umsetzung in den Unternehmen in den können sich zum Beispiel vor Entscheidungen zu Digita
Vordergrund. Anders gesagt: Projekte der digitalen Trans- lisierungsprojekten jetzt Hilfe holen: Siemens bietet mit
formation müssen sich den klassischen Investitionsfragen den Digital Motion Control Services umfassende Bera-
stellen: Welche Ziele und Prioritäten verfolgt ein Unter- tungsleistungen für die Digitalisierung der mechanischen
nehmen im Projekt? Wie kann es technisch zuverlässig und Fertigung – von der Entscheidung über mögliche Ziele und
organisatorisch effizient realisiert werden? Wann rechnen Prioritäten über Produktevaluation, Prozess- und Daten
sich die Investitionen? analysen, ROI-Berechnungen bis hin zur Unterstützung
bei der Implementierung konkreter Hard- und Software
Beratungsexperte bei Digitalisierungsprojekten lösungen. So können Verantwortliche ihr Unternehmen
Eine große Herausforderung dabei ist, dass Digitalisie einem Digitalisierungs-Check unterziehen, hieraus eine
rungsprojekte zwar schrittweise umgesetzt, aber nicht Planung für die digitale Transformation aufsetzen und
isoliert betrachtet werden können. Denn der größte diese auf konkrete Teilprojekte für eine schrittweise
Mehrwert entsteht in der gesamtheitlichen Betrachtung Umsetzung herunterbrechen. Als Berater stellt Siemens
von Lösungen und Prozessen. Und genau hier punktet den Unternehmen praxiserfahrene Digitalisierungsex-
Siemens als Anbieter mit einem umfassenden Digitali perten zur Seite, die die Werkzeugmaschinenindustrie und
sierungsportfolio für die gesamte Wertschöpfungskette die hier gelebten Prozesse seit vielen Jahren kennen.
Siemens AG
Siemens bietet integrierte Software- und Hardwarelösungen – von der ersten Idee bis hin zum Service.
Diese bilden eine nahtlose Verbindung zwischen der virtuellen und der realen Welt der Produktentwicklung und -fertigung
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Die großen
Herbstmessen 2018
Messestände: Sinumerik Edge:
IMTS Chicago
10. – 15. September 2018 / East Hall / 134502
IT-Power für Ihre
AMB Stuttgart Maschinen
18. – 22. September 2018 / Halle 2 / B03
JIMTOF Tokyo Eine von CNC-Praktikern bei Digitalisierungs-
01. – 06. November 2018 / E 5007 projekten oft gestellte Frage lautet:
Wie können Steuerung und CNC-Maschine
SPS IPC Drives
27. – 29. November 2018 / Halle 11 exakt und zuverlässig zusammenarbeiten
– und dabei hochfrequent eine Vielzahl von
Prozessdaten in Echtzeit liefern und diese
Gemeinsame Schwerpunkte: analysieren?
• Durchgängige Digitalisierungslösungen
mit CNC Shopfloor Management Software
für Maschinenhersteller und -betreiber Die Antwort darauf gibt Siemens mit Edge Computing –
(In-Maschine, In-Line, In-Cloud) konkret mit Siemens Industrial Edge, der Digitalisierungs-
• Consulting für die Digitalisierung: plattform, die Automatisierungsgeräte um die maschinen-
Digital Motion Control Services nahe Datenverarbeitung erweitert. Sinumerik Edge bringt
• Siemens Industrial Edge, Sinumerik Edge diesen Ansatz in die CNC-Fertigung. Mit diesen speziellen
und Apps für Monitoring, Steuerung Rechnereinheiten werden CNC-Maschinen für die umfas-
und Service sende Vernetzung und Digitalisierung ertüchtigt. So
können Prozessdaten gesammelt, analysiert oder aggre-
• MindSphere V 3.0 und Mind-Apps
giert und anschließend an firmeninterne Server oder
für Monitoring, Steuerung und Service
Cloud-Lösungen kommuniziert werden – ohne die
• V irtual Commissioning Services Maschinen zu belasten. Gleichzeitig gibt Sinumerik Edge
• Visualisierung von Bearbeitungsprozessen eine smarte Antwort auf die Herausforderungen von
am Digital Twin Vernetzung, Bandbreitenlimitation, Software-Installation,
• Neuer Maßstab für das mittlere Maschinen Updates und Upgrades. Sinumerik Edge dient als lokale
segment: Sinumerik 828D SW 4.8 SP3 Maschinen-Schnittstelle zum firmeneigenen Server-
Netzwerk, gleichzeitig lassen sich aber Apps – also kleine,
• Roboter-Integration mit Sinumerik
flexible Programmmodule für Rechen- und Steuerungs-
Run MyRobot
funktionen – installieren, ähnlich wie auf einem Smart-
• Technologien: Fräsen, Drehen, Multitasking, phone. Das Aufspielen und Aktualisieren dieser Appli
Additive Manufacturing kationen erfolgt remote auf Knopfdruck, entweder über
• Sinumerik Operate mit Sidescreens und das firmeneigene Netzwerk oder über die Cloud-Plattform
Display Manager MindSphere.
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Siemens AG
Siemens Edge-Prinzip: Rechenintensive Digitalisierungsfunktionen laufen auf lokaler Hardware, Edge Apps werden von
MindSphere bereitgestellt. Diese Apps nutzen die Daten der CNC und werden über die CNC-Bedienoberfläche bedient, laufen
aber auf dem Edge-Gerät ab, ohne die Performance der CNC zu beeinträchtigen
Edge Apps für erhöhte Produktivität Programme aufspielen können. Damit eignet sie
Welche Möglichkeiten und Freiheiten Edge Computing sich perfekt, um einen effizienten Remote-Zugriff
bietet, zeigt sich an den Apps. So läuft die Edge App zu ermöglichen, sowohl durch interne Techniker an
Optimize MyMachining /Trochoidal lokal, direkt an der anderen Standorten oder den Support des Herstel
Maschine und unterstützt die komplexen Bahnberech- lers. Das alles erfolgt schnell, sicher und ohne
nungen für ein hocheffizientes, extrem genaues Wirbel- R eisekosten – auch für ein heterogenes Steuerungs-
fräsen. Ein weiterer Anwendungsfall ist das Condition umfeld.
Monitoring: Aus den von der CNC an die Edge-Hardware
übermittelten Daten lässt sich der Verschleißzustand der Flexible Digitalisierung: In Machine, In Line, In Cloud
Maschine ebenso ableiten wie die Notwendigkeit, die Mit Sinumerik und Sinumerik Edge (auf Maschinen-
Antriebsregler neu zu optimieren. Dies nutzt die Edge-App ebene), Sinumerik Integrate (auf Shopfloor-Ebene und
Analyze MyMachine /Condition: Indem der Zustand der über das vom Anwender betriebene Server-Netz)
Achsen regelmäßig überprüft und mit einem Referenz sowie der industriellen Cloud-Plattform MindSphere
zustand verglichen wird, lassen sich Abweichungen früh- V3.0 stellt Siemens ebenso flexible wie durchgängige
zeitig aufdecken und Produktivitätsausfälle mit zustands Vernetzungs- und Digitalisierungsplattformen für alle
orientierter Wartung verhindern. Ebenen bereit. So kann der Maschinenbetreiber seinen
individuellen Weg und eigene Prioritäten in Digitalisie-
Zugriff aus der Ferne rungsprojekten wählen und bleibt dabei jederzeit
Abgerundet wird die Edge-basierte Zustandsüberwachung offen und skalierbar. Kurzum: Auf allen Ebenen sind
durch die MindApp Manage MyMachines /Remote, mit der Lösungen verfügbar, Aufwände und Nutzen lassen
Berechtigte über die Cloud aus der Ferne auf die Maschine sich berechnen – und die Unternehmen können bei
zugreifen und beispielsweise Einstellungen anpassen oder der Digitalisierung in die Umsetzung gehen.
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motion world 2018
Vom virtuellen
Abbild der Maschine
profitieren Maschinen-
bauer wie Anwender
bei unterschiedlichsten
Anwendungen – vom
Maschinenkonzept
über die Inbetrieb-
nahme bis hin zum
Betrieb, Umbau und
Service
Siemens AG / S. Koeppel
Digitaler Zwilling:
Steigern Sie Ihre Flexibilität
Die konsequente Digitalisierung des Entwicklungsprozesses eröffnet
Maschinenherstellern völlig neue Potenziale: Mit einem digitalen Zwilling
der Maschine, der in jeder Prozessphase zur Anwendung kommt, haben
sie schon früh alle Daten als virtuelles Maschinenmodell vorliegen und
werden viel flexibler. Davon profitieren auch die Maschinenanwender.
Digitalisierung erzeugt früh im Entwicklungsprozess und vermindert das Schadensrisiko herstellerunabhängig
ein virtuelles Maschinenmodell. Dieser digitale Zwilling für jede mit Sinumerik 840D sl gesteuerte Maschine. Die
unterstützt die Optimierung des Designs der neuen Qualifikation von Kundenmitarbeitern im Umgang mit
Maschine – bei der virtuellen Inbetriebnahme, dem NX Virtual Machine Tool und die Pflege der virtuellen
Verkauf der Maschine, dem Einfahren von Teilen in der Maschine stellen umfassende Trainings- und Supportein-
Produktion bis hin zum Umbau und Service. So sparen heiten sicher.
Maschinenhersteller deutlich Zeit und steigern die Qua-
lität ihrer Maschinen – vom Konzept bis zur Produktion. … und verkürzt den Produktionsprozess
Durch den digitalen Zwilling lassen sich alle Produktions-
Digitalisierung ermöglicht schnellere schritte planen und optimieren, bevor die neue Maschine
Maschinenentwicklung … überhaupt läuft. So ist es beispielsweise möglich, durch
Mit dem NX Mechatronics Concept Designer lässt sich die virtuelle Abbildung von Maschine und Sinumerik-
der Maschinenentwicklungsprozess erheblich verkürzen. Steuerungen die Programmier- und Einrichtvorgänge an
Durch eine virtuelle Inbetriebnahme wird die kapital den PC zu verlagern. Das verkürzt die Rüstzeit und stei-
intensive Phase der eigentlichen Inbetriebnahme deut- gert die Rentabilität. Auch die Bearbeitung selbst lässt
lich verringert. Dazu wird der digitale Zwilling mit der sich durch die Verwendung der originalen Sinumerik-
realen Sinumerik verbunden, um die Funktionen der Software, den „virtuellen NC Kern“ (VNCK), nahezu reali-
Maschine unter nahezu realen Bedingungen zu testen tätsidentisch simulieren und so im Vorfeld optimieren. So
und zu optimieren. werden Maschinenstillstandzeiten im laufenden Betrieb
vermieden.
Neue Dienstleistungen, um digitale Abbilder von Kun-
denmaschinen zu erstellen und in die Kundenumgebung
einzubinden, bietet der Customer Service mit NX Virtual siemens.de/werkzeugmaschinen-digitalisierung
Machine Tool Services. Dies erhöht die Produktivität peter.higler@siemens.com
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Siemens / Huron
Keine Angst vor einem Crash –
selbst bei 100 Prozent Override
Technologie: Der Maschinenhersteller Huron bietet für seine mit der CNC
Sinumerik 840D sl ausgestatteten Werkzeugmaschinen einen sehr wirksamen
Schutz: PreciProtect stoppt die Maschine, bevor es zum Crash kommt.
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Siemens / Huron
Sämtliche Betriebsarten
der Sinumerik, auch der
Messprozess samt des dabei
Siemens / Huron
eingesetzten Equipments,
laufen weitgehend
kollisionsgeschützt ab
Der Nutzen eines umfassenden Kollisionsschutzes bei der prozess zeitlich so weit vorausschauend abzubilden,
Bearbeitung von Werkstücken liegt auf der Hand: Jeder dass die Maschine sicher automatisch stoppt, bevor es
vermiedene Crash spart Aufwand, Zeit und Kosten. Um zur Kollision kommt. „Wichtig ist das beispielsweise in der
mögliche Kollisionen zuverlässig zu erkennen und wirksam Werkstattfertigung, wo Maschinen immer wieder neu
zu verhindern, ist die Verarbeitung umfangreicher und eingerichtet werden, aber auch für Maschinenbetreiber,
exakter Informationen über die Abläufe im Maschinenraum die höchste Anforderungen an die Werkstückoberfläche
notwendig. Dabei muss alles berücksichtigt werden, was stellen und keine Beschädigung dulden können“, erklärt
den programmierten Bewegungsabläufen in die Quere Yan Boutin, Leiter Innovation und Entwicklung bei Huron.
kommen könnte. „Das gilt speziell für teure, zertifizierte Werkstücke, da hier
jede noch so harmlose Kollision kostspielige Konsequenzen
Zuverlässiger Kollisionsschutz verhindert nach sich zieht.“ Ein Schutz durch PreciProtect ist beispiels-
kostspielige Schäden weise im Werkzeug- und Formenbau zu empfehlen. Hier
Der Werkzeugmaschinenhersteller Huron hat es mit seinem besteht bei einem ungewollten Touchieren von Werkzeug
Kollisionsschutz PreciProtect erreicht, den Bearbeitungs- und Werkstück die Gefahr, dass entstehende Marken im
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»Die Komplexität von PreciProtect
ist für den Anwender nicht spürbar.
Wir haben großen Aufwand
betrieben, um die Handhabung
des Kollisionsschutzes sehr
einfach und sicher zu gestalten.«
Siemens / Huron
Bernard Echevard, Geschäftsführer bei Huron
Werkstück in abgeformten Teilen sichtbar werden. Insbe- guten Gewissens die Maschine allein lassen können,
sondere bei Werkstücken für die Luft- und Raumfahrtindus- selbst wenn gerade ein Tausende Euro teures Werkstück
trie können schon kleine Schäden irreparabel sein, wenn bearbeitet wird.“
sie die strukturellen Eigenschaften in Frage stellen.
Sorgfältiges Einrichten zahlt sich aus
Komplexe Lösung mit einfacher Bedienung Um die Vorteile des Kollisionsschutzes nutzen zu können,
Die 5-Achs-Hochleistungs-Portalfräszentren der neu auf müssen die Anwender ihn zunächst für die konkrete Bear-
gesetzten, modularen, automatisierbaren KX-Five-Bau- beitung einrichten – ein Mehraufwand, der sich schnell
reihe von Huron wurden genau für diese Branchen mit bezahlt macht. Alle beteiligten Komponenten müssen dazu
ihren hohen Anforderungen entwickelt: Sie erzeugen geometrisch exakt definiert werden. Diese Aufgabe wird
eine erstklassige Oberflächenqualität bei hoher Bearbei- dem Maschinenbediener durch eine Bibliothek erleichtert,
tungsgeschwindigkeit. Dafür sind sie unter anderem mit die 3D-Modelle von Maschine, Spannvorrichtung, Werk-
Torquemotoren ausgestattet, die bei 5-Achs-High-Speed- zeughalter, Werkzeugen und Werkstück bzw. Rohling
Bearbeitungen für maximale Achsrotationsgeschwindig- b einhaltet. Diese bilden die Grundlage für eine bis ins
keiten sorgen. Die Sinumerik-CNC trägt laut Boutin eben- Detail vollständig animierte, virtuelle 3D-Visualisierung
falls einen wichtigen Teil dazu bei: „Einerseits ist diese der Maschine. Der Materialabtrag wird dabei dynamisch
leistungsfähige CNC in der Lage, die hohe Präzision berücksichtigt. Ebenfalls berücksichtigt sind für die
unserer Maschinen zügig und eins zu eins auf das Werk- Branche wichtige Details: So sind etwa bei Non-Center-
stück zu übertragen. Andererseits bringt sie zahlreiche, Cutting-Tools (nicht über Mitte schneidenden Fräsern),
für den Modell- und Formenbau wichtige Zyklen und effi die beim Bearbeiten von schrägen Ebenen mit einem
ziente Funktionen für eine hohe Oberflächengüte mit. hohen Kollisionsrisiko durch Aufsetzen behaftet sind,
Nicht zuletzt dient sie als Grundlage für den von uns ent die Schneiden nicht nur annähernd, sondern exakt darge-
wickelten Kollisionsschutz PreciProtect, mit dem wir den stellt. Auch lassen sich Winkelköpfe, die aus Produktivitäts-
Bearbeitungsprozess umfassend absichern können.“ gründen immer häufiger zur Sechs-Seiten-Bearbeitung
eingesetzt werden und die Komplexität erheblich steigern,
Die Basis-Software für den Kollisionsschutz stammt vollständig in den Kollisionsschutz integrieren.
vom Siemens Produkt-Partner ModuleWorks. Auf dieser
Grundlage haben Yan Boutin und sein Team in Koopera- PreciProtect in der praktischen Anwendung
tion mit ModuleWorks und Siemens PreciProtect entwi- Vor der Bearbeitung muss der Bediener die Maschine
ckelt und damit einen intuitiv zu bedienenden und gleich- physisch einrichten und dieses Setup virtuell abgleichen.
zeitig mächtigen Kollisionsschutz für Huron-Maschinen Das erfolgt mit den CAD-Modellen von Werkstück, Spann-
geschaffen. Dazu Bernard Echevard, Geschäftsführer bei vorrichtung und Werkzeugen, die üblicherweise aus dem
Huron: „Wir haben auf die Anforderungen unserer Kunden CAM-System zur Verfügung stehen. Die Simulation stimmt
reagiert und eine einzigartige innovative Lösung auf dann verlässlich mit der Realität überein. Dafür notwen-
den Markt gebracht. Die Komplexität von PreciProtect ist dige Änderungen von Parametern werden in der Simula
für den Anwender nicht spürbar. Im Gegenteil: Wir haben tionsumgebung in Echtzeit dargestellt. Da PreciProtect in
großen Aufwand betrieben, um die Handhabung des sämtlichen Betriebsarten der Sinumerik-CNC sofort mit
Kollisionsschutzes sehr einfach und sicher zu gestalten. allen vorhandenen Eingaben arbeitet, laufen sowohl der
Schließlich soll er den Zweck erfüllen, dass unsere Kunden manuelle Betrieb in JOG als auch der Messprozess samt
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des dabei eingesetzten Equipments weitgehend kollisions Problem eindeutig zu erkennen. Sie kann beliebig gedreht
geschützt ab. So lässt sich also alles erledigen wie gewohnt und gezoomt werden und wenn eine Komponente die
– nur mit deutlich erhöhter Sicherheit. Nach den Messun- Sicht stört, lässt sie sich auch ausblenden. Das Geschehen
gen des Werkstücks und der Nullpunkte sowie der Über- am Panel wird für den Bediener sogar dann noch voll-
nahme der dabei ermittelten Daten ist der Bearbeitungs- ständig transparent angezeigt, wenn in der Maschine Kühl-
raum dem System bis in die letzten Einzelheiten bekannt. schmiermittel die Sicht behindert. Somit unterstützt ihn
Vor dem NC-Start stimmen also Simulation und Realität in die Funktion perfekt dabei, vorhandene Probleme zu lösen.
höchster Detailtreue überein. Der dynamische Material
abtrag sorgt während der Bearbeitungen dafür, dass das Mehr Zeitgewinn, weniger Maschinenstillstände
so bleibt. und Reparaturkosten
Mit der Sicherheit, dass die Maschine – falls erforderlich –
Übersichtliche 3D-Visualisierung rechtzeitig stoppt, lassen sich selbst solche Bearbeitungen
An einem eigens entwickelten, übersichtlichen 22-Zoll- in die Geisterschicht (Lights-out-Machining) verlegen,
Bedienpanel, das als Touchscreen ausgelegt ist, lassen die zuvor nur unter engmaschiger Beobachtung erledigt
sich alle Einstellungen eindeutig und transparent nachvoll- wurden. Vom Maschinen-Crash bis zum leichten, unge-
ziehen. Dieses Panel zeigt nicht nur Sinumerik Operate, wollten Touchieren des Werkstücks – PreciProtect schützt
die Bedienoberfläche der CNC, an, sondern auch eine wirksam vor Kollisionen und bringt damit viele Vorteile mit
3D-Darstellung der Bearbeitung sowie gegebenenfalls sich: Zum einen Zeitgewinn, weil keine Vorabsimulation
Live-Bilder von Kameras aus dem Bearbeitungsraum und nötig ist und die Kontrolle bzw. der Schutz in Echtzeit
weitere Auswertungen. Die Anzeige lässt sich individuell erfolgt, zum anderen mehr Rentabilität, weil kostspielige
konfigurieren. Ergänzt wird die dynamische 3D-Darstellung Maschinenstillstände und Reparaturkosten vermieden
der tatsächlichen Bearbeitung durch eine halbtransparente werden und die hohe Präzision der Huron-Maschinen
Ansicht, die – ähnlich wie ein vorauseilender Schatten – zuverlässig erhalten bleibt. Der Werkstückschutz gewinnt
zeigt, was gleich passieren wird. Dabei kommt die Funktion dabei an Relevanz, je aufwendiger und teurer das Werk-
Collision Avoidance Advanced der CNC Sinumerik 840D sl stück und je weiter vorangeschritten die Bearbeitung ist.
zum Einsatz „Der zeitliche Vorlauf ist so gewählt, dass die Geschützt sind aber nicht nur Werkstücke, sondern auch
Darstellung einerseits für den Maschinenbediener visuell Werkzeuge, Messtaster und das restliche, teils sehr teure
nachvollziehbar bleibt, andererseits aber über genügend Equipment. Huron hat mit PreciProtect somit eine Lösung
Vorlauf verfügt, um die Maschine jederzeit sicher anhalten geschaffen, die den Bearbeitungsprozess nachhaltig absi-
zu können, bevor es zur Kollision kommt“, erklärt Boutin. chert.
Wird eine drohende Kollision entdeckt, beispielsweise
wenn sich die Frässpindel nicht dreht, bevor sie ins Werk-
stück gefahren wird, stoppt die Maschine rechtzeitig
und die beteiligten Komponenten werden in roter Farbe siemens.de/sinumerik
angezeigt. Die 3D-Darstellung hilft dabei, das vorliegende jochen.bretschneider@siemens.com
»Die leistungsfähige CNC Sinumerik
840D sl bringt zahlreiche wichtige
Zyklen und effiziente Funktionen für
eine hohe Oberflächengüte mit und
dient als Grundlage für den von uns
entwickelten Kollisionsschutz
Siemens / Huron
PreciProtect.«
Yan Boutin, Leiter Innovation und Entwicklung bei Huron
12motion world 2018
Siemens / Huron
Wird eine drohende Kollision
detektiert, stoppt die Maschine
Siemens / Huron
rechtzeitig und die beteiligten
Komponenten werden in roter
Farbe dargestellt
13motion world 2018
Fräsen in Bestform
Technologie: Beim Fräsen bestimmen Genauigkeit und Geschwindigkeit die
Produktivität. Mit dem Software-Release 4.8 bietet Sinumerik eine Reihe neuer
Funktionen für schnelles, präzises und sicheres Fräsen. Zudem hat der Siemens
Mechatronic Support eine Reihe von Steuerungsfunktionalitäten entwickelt,
um Abweichungen beim Fräsen effizient zu kompensieren.
Hohe Genauigkeit bei kurzer Bearbeitungszeit
Die CNC Sinumerik 840D sl wurde mit dem neuen Software-Release 4.8 mit
Funktionen ausgestattet, die die Produktivität noch weiter steigern, denn sie
sorgen für hohe Fräsgenauigkeit, auf ein Minimum begrenztes Nacharbeiten,
Kompensation von physikalisch unvermeidlichen Maschinenabweichungen sowie
Schutz vor Kollisionen. Für das Fräsen bedeutet das ganz konkret: mit gewohnter
Genauigkeit bei kurzer Bearbeitungszeit sicher zum fertigen Werkstück gelangen.
Top Surface für topp Oberflächen Präzise fräsen mit CYCLE9960
Die Funktion Top Surface ermöglicht CYCLE9960 ist der automatische Zyklus
eine hohe Oberflächengenauigkeit zur Kinematikvermessung der Rund-
weitestgehend unabhängig vom achsen. Diese Funktion sorgt bei
CAM-Input. Dadurch können einer besonders heiklen oder hoch-
Maschinenbediener an der CNC genauen Fräsbearbeitung an einer
fast durchgängig Standardwerte 5-Achs-Maschine für die notwen-
für die Kontur- und die Orien- dige Prozesssicherheit. Durch den
tierungstoleranz verwenden. weitestgehend automatisierten
Insbesondere bei umfangreichen Ablauf trägt CYCLE9960 zur Verbes-
NC-Programmen, wie sie im Werkzeug- serung der Produktivität bei. Dank der
und Formenbau eingesetzt werden, guten Bedienbarkeit geht die Vermes-
beseitigt Top Surface Unstimmigkeiten. sung zügig von der Hand und spart
Indem es die Geschwindigkeitsprofile so wertvolle Hauptzeit. Die Genauigkeit
benachbarter Fräsbahnen angleicht und in der Rundachskinematik kann mithilfe
Konturen gezielt glättet, maximiert es des Messzyklus und der nachgeschal-
die Oberflächengüte und begrenzt den teten kinematischen Kompensation
Aufwand für die Nachbearbeitung von jederzeit überprüft oder wiederher
Werkstücken auf ein Minimum. Durch gestellt werden – schnell, einfach,
die geglätteten Bewegungsbahnen wird hochgenau und ohne Serviceeinsatz
auch das Beschleunigungs- und Ruckver- oder Spezialausrüstung.
halten der Maschine insgesamt optimiert
– die Fräsmaschinen laufen daher grund-
sätzlich ruhiger und verschleißärmer.
14motion world 2018
Siemens AG
Kollisionsschutz in zwei Varianten Dynamisch positionieren
Der Kollisionsschutz der Sinumerik mit Adapt Jerkfilter AJET
wurde weiterentwickelt und steht nun in Im Eilgang, also ohne Werkzeugeingriff,
zwei weiteren Ausführungen sollte es möglichst schnell gehen.
zur Verfügung: Die Ausführung Bei solchen Positionieraufgaben
Eco realisiert einen einfachen, passt die Sinumerik-CNC die
zuverlässigen Maschinenschutz Dynamik mit dem Adapt Jerkfilter
und verhindert dabei Eigenkolli- AJET entsprechend an. Dabei
sionen der Maschinenkörper im erhöht sich die Dynamik der
Arbeitsraum. Diese Kollisions- Verfahrbewegung, ohne dass die
überwachung steht in allen Betriebs- Positionierung für den nächsten Eingriff
arten zur Verfügung, die Schutzbereiche am Werkstück unpräziser wird. Die
lassen sich einfach und effizient projek- Besonderheit von AJET: Die notwendigen
tieren und als 3D-Darstellung an der Eilgangbewegungen werden zwar mit
Steuerungsoberfläche visualisieren. Die hohen Ruckwerten gefahren, dennoch
Advanced-Variante schafft ein noch werden die unvermeidlichen Schwin-
höheres Maß an Sicherheit im Maschi- gungen beim Positionieren unterdrückt.
nenbetrieb. Sie sorgt in Zusammenarbeit In der Serienfertigung lassen sich mit
mit der Sinumerik-CNC in Echtzeit dafür, AJET die Programmlaufzeiten im einstel-
dass die Maschine, das Werkzeug mit ligen Prozentbereich reduzieren.
Werkzeughalter und die Spannvor
richtung samt Werkstück während des
Materialabtrags permanent einsehbar
und dynamisch geschützt sind. Diese
Software läuft über eine Schnittstelle
auf einem externen Rechner.
Wirkt im Verborgenen: die Nickkompensation
Die Nickkompensation ist eine verborgene Funk- Kippbewegungen und dadurch zu Ungenauig-
tion: Sie fällt erst auf, wenn sie fehlt. Mit ihr lassen keiten am Werkstück kommen. Diese Fehler
sich die Ruckwerte der Maschine erhöhen, können jedoch in den meisten Fällen durch aktives
was die Bearbeitungszeit verringert und/ Gegenverfahren weiterer Achse ausgeglichen
oder die Bearbeitungsqualität verbessert. werden, sodass kein störender Effekt am Tool
Ohne Nickkompensation kann es – aus Center Point entsteht. Die Nickkompensation ist
gelöst vor allem durch Beschleunigungs für Sinumerik in den Varianten Eco und Advanced
vorgänge – zu ungewollten Reaktionen verfügbar.
der Maschinenachsen wie beispielsweise
15motion world 2018
Spezielle Funktionen kompensieren maschinenbauliche Abweichungen
Neben der Nickkompensation gibt es noch weitere Kompensationsfunktionen, mit denen
sich unvermeidliche Abweichungen reduzieren lassen, die die Dynamik, die Genauigkeit und
damit die Produktivität der Maschine vermindern. Diese Steuerungsfunktionen wurden mit dem
Fachwissen des Mechatronic Support von Siemens entwickelt, um die Fertigungsgenauigkeit
einer Maschine sowohl am virtuellen Prototyp als auch bei und nach der Inbetriebnahme der
fertigen Maschine zu optimieren. Die Vorteile für die Konstrukteure: Das Entwicklungsrisiko
und die Entwicklungszeit für neue Maschinenideen sinken und die marktreife Maschine wird
früher und mit weniger Aufwand produziert.
Rastmoment-Kompensation Learning Control:
für sehr glatte Oberflächen das Fehler-Gedächtnis der CNC
In Linear- oder Torquemotoren entstehen Mit der Funktion Learning Control lassen
durch die eingebauten Permanentmag- sich grundsätzlich in den CNC-Signalen
nete Anziehungskräfte zwischen sichtbare Abweichungen einlernen
! Primär- und Sekundärteil, die zu und bei Wiederholung des Ablaufs
Rastmomenten und damit beim kompensieren. Dieser Algorithmus
Verfahren zu einer periodischen funktioniert wie eine Art Gedächtnis
Momenten- bzw. Kraftwelligkeit für einen festgelegten Ablauf und
führen. Bei Anwendungen, bei gleicht den Lage-Sollwert mit
denen der Anspruch an die Ober dem Lage-Istwert ab. Treten uner-
flächengüte sehr hoch ist, erzeugt die wünschte Abweichungen auf, werden
Momentenwelligkeit kleinste Positions- Kompensationssignale aufgeschaltet, um
abweichungen am Werkzeugeingriffs- die Differenz zwischen Soll und Ist zu
punkt, was am Werkstück – etwa am minimieren. Mit Learning Control lassen
Verlauf der Fräsbahnen – sichtbar wird. sich Abweichungen kompensieren, die
Die Rastmoment-Kompensation identi zum Beispiel aus den Antriebssystemen
fiziert den periodischen Übertragungs- oder aus dem Bearb eitungsprozess
fehler als Störfrequenz und kompensiert stammen.
ihn durch Aufschalten eines entspre-
chenden Kompensationsmoments über
die Momentenvorsteuerung.
16motion world 2018
Kompensation von Reibungsfehlern
Mehrwertfunktionen
Immer wenn eine mechanische Achse
zum Stillstand kommt und wieder los-
für Sinumerik 840D sl
fahren soll, gibt es eine kleine
auf einen Blick
Verzögerung, weil durch den • T
op Surface für eine hohe
Antrieb erst genügend Kraft Oberflächengenauigkeit
aufgebaut werden muss, um • C
YCLE9960 für Prozesssicherheit
die Haftreibung zu überwinden bei hochgenauer Fräsbearbeitung
und die stillstehende Achse
• V
erbesserter Kollisionsschutz zur
in Bewegung zu bringen. Da
Verhinderung der Eigenkollisionen
dieser Effekt gut reproduzierbar ist, lässt
der Maschinenkörper
er sich mit einem kleinen Zusatzimpuls
entweder auf die Drehzahl oder auf den • A
dapt Jerkfilter AJET zur Anpassung
Strom ausschalten. Neu ist, dass in der der Dynamik im Eilgang
Sinumerik für diesen Vorgang unter- • N
ickkompensation zur Erhöhung
schiedlichste Beschleunigungs- und der Ruckwerte der Maschine
Geschwindigkeitsverhältnisse berück- • R astmoment-Kompensation
sichtigt werden. für besondere Oberflächengüte
• L earning Control, um Abweichungen
in den CNC-Signalen durch Einlernen
zu kompensieren
• R
eibkompensation zur Verhinderung
VCS – Volumen-Kompensation kleiner Konturfehler
korrigiert minimale Abweichungen
• V
CS – Volumen-Kompensation
Die Mechanik einer Maschine ist niemals
für die Korrektur von Positions- und
ideal. Daher entstehen faktisch an jeder
Orientierungsfehlern
Vorschubachse Positions- und
Orientierungsfehler, die sich
unter anderem aus linearen und
rotatorischen Abweichungen
ergeben. Der aus dem Zusam-
menspiel aller Achsen resul
tierende Gesamtfehler wird als
volumetrischer Fehler bezeichnet und
beschreibt die Abweichung des Tool
Center Point von der programmierten
Idealposition. Je größer die Maschine,
desto größer ist diese Abweichung in der
Regel. Für die volumetrische Kompensa-
tion werden die kompletten Maschinen-
achsen mittels eines Lasermessgerätes
vermessen, die Werte in einer Kom
pensationstabelle festgehalten und zur
Korrektur in der Steuerung hinterlegt.
siemens.de/sinumerik
jochen.bretschneider@siemens.com
17motion world 2018
Sinumerik Run
MyRobot /Direct
Control unterstützt
eine umfangreiche
Palette verschiedener
Roboterarme des
Herstellers Comau
Vollständig
Comau
CNC-integrierte Roboter
Technologie: Roboter an der Werkzeugmaschine sind ein cleverer
und ökonomischer Weg zur schlanken, flexiblen Fertigung.
Sinumerik Run MyRobot /Direct Control steuert Gelenkarm-Roboter
ohne separate Robotersteuerung – einfach zu engineeren und mit
geringem Erstazteilaufwand.
18motion world 2018
»Von der integrierten
Roboterkinematik
profitieren System
durchgängigkeit,
Programmierung,
Wartung und Diagnose,
Service und Ersatz
teilbevorratung.«
Durch den Einsatz von Gelenkarm-
Robotern lässt sich das Potenzial
von Fertigungszentren besser aus- von einer VDMA-Schnittstellenlösung munizieren. Das geht nun ein
nutzen. Denn Roboter verkürzen die bis hin zur vollständigen Bedienung, facher: Algorithmen versetzen
Reaktionszeiten, ermöglichen die Programmierung, Inbetriebsetzung, Sinumerik CNCs heute in die
unbe diente Fertigung und entlasten Wartung und Diagnose des Roboters Lage, die Robotermechanik
das Fachpersonal von Routine über die CNC. direkt zu steuern. Bei Sinumerik
arbeiten sowie dem Handling von Run MyRobot /Direct Control
schweren Werkstücken. Mit Sinumerik CNC-Robotik auf direktem Weg übernimmt die CNC auch die
Run MyRobot bietet Siemens mehrere Um den Roboter zu steuern, musste Antriebsregelung des Roboter-
Varianten der Roboteranbindung an die Maschinensteuerung bisher mit arms und realisiert die notwen-
Werkzeugmaschinen an. Sie reichen der robotereigenen Steuerung kom- digen Sicherheitsfunktionen.
19motion world 2018
Dabei bringt die konsequente CNC-
Integration der Roboteranbindung
eine Erweiterung des Spektrums
unterstützter Roboter mit sich. Neben
der bewährten Partnerschaft mit
dem Roboterhersteller Kuka bei den
Run MyRobot-Varianten /Handling
und /Machining kooperiert Siemens
bei /Direct Control nun auch mit dem
Roboterhersteller Comau.
Schlankes Gesamtsystem,
hohe Verfügbarkeit
Die CNC-Integration bietet noch
weitere Vorteile: Der Platzbedarf
für die bisher benötigte proprietäre
Comau
Robotersteuerung entfällt. Außer-
dem verringert sich die Anzahl der Die vollständige Systemintegration der Robotik in die CNC vereinfacht die robotergestützte
Ansprechpartner zu Fragen der Elek- Teilebearbeitung und das Einbinden von CNC-Maschinen in flexible Fertigungsverbände
trik, Steuerung und Programmierung
der roboterunterstützten Fertigungs-
station: Aufwand und Projektrisiken
sinken. Antriebsregelung via CNC wie Fiberplacement, Additive Manu-
für mehr Dynamik und Präzision facturing, die Fräsbearbeitung vieler
Da die CNC nun allein für das Gesamt- Mit der Integration der Roboteran- Materialien sowie die CFK- und Laser-
system aus Werkzeugmaschine und triebe in die CNC wirken sich auch bearbeitung. Sie lassen sich nun mit
Roboter zuständig ist, verbessern alle präzisionssteigernden Strategien standardisierten Produkten und daher
sich die Systemdurchgängigkeit, die der CNC auf die Robotik aus. Das ver- einfacher realisieren als bisher.
Homogenität von Bedienung, Pro- bessert die Genauigkeit und Dynamik
grammierung, Wartung und Diagnose, der Bahnführung und Positionierung. Für besonders hohe Anforderungen
aber auch Service und Ersatzteil Der Roboter übernimmt zusätzliche bietet Run MyRobot /Direct Control
bevorratung. Nicht zuletzt wirkt sich bzw. anspruchsvollere Bearbeitungs- die Option intelligenter Kalibrier-
all dies günstig auf die Fehlerquote schritte und arbeitet dabei auch häu- und Kompensationsfunktionen –
aus: Das nun deutlich schlankere figer hauptzeitparallel. Davon profi- bei Bedarf mit individueller Optimie-
Gesamtsystem ist weniger fehler tieren innovative und anspruchsvolle rung durch den Mechatronic Support
anfällig und damit besser verfügbar. robotergestützte Fertigungsverfahren des Automatisierungspartners.
Toleranzband
Sinumerik Run MyRobot /Direct Control
ermöglicht es Anwendern, aufgrund
der erzielten Genauigkeiten neue
Maschinenkonzepte und Anwendungen
zu erschließen.
Sollkontur
20motion world 2018
Einfache Projektierung und Antriebsdaten elegant in die CNC-
und Inbetriebnahme Steuerung laden. Mithilfe dieses Tools Highlights
Sinumerik Run MyRobot /Direct nimmt die CNC den Roboterarm dann Sinumerik Run MyRobot
Control beinhaltet die Bedien- und in einem automatisch und unbedient /Direct Control
Programmiermöglichkeiten bereits ablaufenden Prozess in Betrieb.
bekannter Run MyRobot-Varianten. • Bahnsteuerung mit
So werden alle Programmiermethoden Digitale Zwillinge Sinumerik-CNC-Technologie
der CNC vom klassischen G-Code über für realitätsnahe Simulation • E
rweiterung des Spektrums
Zyklen und Hochsprachenprogram- Zu Roboterarmen, die für Run MyRobot unterstützter Roboter
mierung auf den Roboter angewandt, /Direct Control geeignet sind, gibt • Hohe Systemdurch-
einschließlich der grafischen Program- es digitale Zwillinge für die Arbeit in gängigkeit
mierung per programGuide. NX CAM Robotics. Mit dem kinema • Niedrigere Fehlerwahr-
tischen 3D-Robotermodell und dem scheinlichkeit
Auch das klassische Teach-In durch virtuellen NC-Kern Sinumerik VNCK
Anfahren von Schlüsselpositionen werden die in der CAD/CAM-Kette • I ntelligente Kalibrier- und
einer Roboteraktion im JOG-Betrieb erzeugten Teileprogramme realitäts Kompensationsfunktionen
ist deutlich vereinfacht, da mit Run nah simuliert und damit auch das • Vereinfachte Projektierung
MyRobot der Roboterarm direkt im harmonische Zusammenwirken von und Inbetriebsetzung
Maschinen- bzw. Werkstück-Koordi Roboter, Teileprogrammen und CNC. • D
igitaler Zwilling mit
natensystem verfahren wird. Dabei So sinkt der Aufwand, Roboteraktio- NX CAM und VNCK
berücksichtigt die CNC automatisch nen schon im Vorfeld zu verifizieren
aktive Koordinatentransformationen und zu optimieren.
und die Maschinenkinematik – ein
großer Vorteil beim Roboter-Teach-In Die Fertigung profitiert
an Maschinen mit Schwenkachsen. von CNC-integrierter Robotik
Für erfahrene Werkzeugmaschinen In einem ersten Schritt unterstützt
bediener ist der robotikbezogene Sinumerik Run MyRobot /Direct
Einarbeitungsaufwand darum minimal. Control ein gutes Dutzend verschie-
Das bereits vorhandene CNC-Know- dener Roboterarme von Comau. des über alle Systemebenen durch-
how genügt – auch zur Wartung und Der Roboterhersteller berät bei der gängigen Datenflusses: Es ist ein
Diagnose des Roboters. Auswahl des passenden Roboter ganzes Stück einfacher geworden,
arms und liefert ihn samt installier- transparente, flexible und digital
Siemens hat im Projektierungs-Tool ten Motoren und Kabeln, die für den optimierte Fertigungen mit hoher
Sizer für jeden unterstützten Robo- Betrieb mit dem System benötigt Wettbewerbsfähigkeit aufzubauen.
terarm eine vollständige Konfigura- werden.
tion der benötigten E-Technik- und
Software-Komponenten angelegt. Die Mit Sinumerik Run MyRobot /Direct
Projektierung eines Roboters reduziert Control werden die Roboter voll-
sich damit auf das Einfügen der ent- ständig in die CNC, in die CAD/CAM-
sprechenden Konfiguration in das Kette und in das Engineering inte
Engineering-Projekt. Die Inbetriebset- griert. Damit erschließt Sinumerik
zung ist ebenso einfach: Mit einem Run MyRobot /Direct Control der
Konfigurationstool lassen sich die Robotik alle Vorteile einer konsequent
Robotertyp-spezifischen Maschinen- homogenen Systemlandschaft und
siemens.de/sinumerik-robotics
victor.malita@siemens.com
21motion world 2018
Während der kompletten Durchlaufzeit
von mehr als
315 Std.
schrumpft das Gewicht des Rohteils
von 13 t auf knapp
4t
Die verbindliche Form-Lage-Toleranz
liegt bei weniger als
0,02 mm
22motion world 2018
Hochleistungsspanen
im Großformat
Technologie: Laufräder von mehreren Tonnen Gewicht,
Toleranzen im Hundertstel-Millimeter-Bereich – bei der
Produktion von Verdichtern für die Öl- und Gasindustrie
spitzen sich die Anforderungen immer weiter zu. Im
Siemens-Werk Duisburg ist die Sinumerik-CNC Garant
für einen perfekten Prozess bis zum fertigen Teil.
In der Siemens-Fertigung in Duisburg arbeiten rund 2.400
Mitarbeiter an der Entwicklung, Fertigung, Montage und
Abnahme von Turboverdichtern für Gase sowie an Revi
sionen von bestehenden Kundenanlagen. Diese Anlagen
müssen Temperaturen von bis zu 1.400 °C und Drücke
bis 300 Bar aushalten – und das bei bis zu 18.000 Umdre-
hungen pro Minute. Die Laufräder in den Anlagen können
mehrere Tonnen wiegen und einen Durchmesser von über
zwei Metern erreichen. Trotz dieser Dimensionen liegen
Die Laufräder in den Anlagen die verbindlichen Form-Lage-Toleranzen nach der zerspa-
können einen Durchmesser
von über nenden Bearbeitung bei weniger als zwei Hundertstel
Millimetern, da die Laufräder eine hohe Wuchtgüte errei-
2m
chen müssen und der manuelle Wuchtprozess möglichst
aufwandsarm gestaltet werden soll.
Die bereits hohen Anforderungen werden zusätzlich noch
dadurch verschärft, dass es selten zwei oder mehr iden
tische Verdichter gibt. Zu unterschiedlich sind die Zusam-
erreichen. mensetzung der Gase, die durch die Verdichter strömen
werden, und der Druck, der erzeugt werden soll. Bis auf
wenige Ausnahmen ist jedes Teil hinsichtlich Geometrie
und Bauteilmaterial ein Einzelstück. Daher können für
ein einzelnes Laufrad bis zu 235 Stunden Zerspanungszeit
auf einer einzigen Maschine anfallen. Während der kom-
pletten Durchlaufzeit von mehr als 315 Stunden schrumpft
das Gewicht des Rohteils von 13 auf knapp vier Tonnen.
Die passende Ausrüstung für jede Anforderung
Hält ein Werkstück – zumal ein Unikat – am Ende des
Prozesses den hohen Anforderungen stand, so haben
viele Faktoren dazu beigetragen: das Fachwissen der Mit
arbeiter, die 40 CNC-gesteuerten Werkzeugmaschinen,
die mit ihrer geometrischen Präzision und Kinematik den
mechanischen Anteil zur Genauigkeit liefern, sowie die
Siemens AG / M. Dewald
Steuerungstechnik der Sinumerik, die in verschiedensten
Versionen zum Einsatz kommt. Speziell die aktuelle
Hochleistungs-CNC Sinumerik 840D sl ist in der Lage,
große Datenmengen in kürzester Zeit zu verarbeiten.
23motion world 2018
Die einzelnen Arbeitsschritte werden zügig und exakt
durchlaufen. Optionen wie das Fräspaket Sinumerik
MDynamics verhindern selbst kleinste unnötige Brems-
und Beschleunigungsvorgänge, die zu störenden Ratter-
marken führen würden. Die äußerst bahntreuen Bearbei-
tungen erzeugen die erforderlichen exakten Oberflächen.
Darüber hinaus stellt Sinumerik zahlreiche Zyklen zur
Verfügung, die die Umsetzung vom virtuellen zum realen
Werkstück unterstützen – zum Beispiel mit Standards für
bestimmte Bearbeitungsabläufe, der Unterstützung von
Schwenkvorgängen und der Möglichkeit, die Maschinen-
kinematik einfach im laufenden Betrieb zu überprüfen.
Siemens AG / M. Dewald
Prozesskette ohne Systemsprung
Die Dimensionen jedes in Duisburg angelieferten Laufrad-
Rohlings wurden schon Monate zuvor festgelegt. Die
höchst effiziente und dennoch zeitintensive Lieferkette Perfektes Gespann: die Portal-
verbietet Fehler im Fertigungsprozess. Daher wird die bearbeitungsmaschine von Waldrich
Coburg und Sinumerik 840D sl
L ieferzeit des Rohteils genutzt, um alle erforderlichen
Zerspanprozesse in einer durchgängigen CAD/CAM-CNC-
Prozesskette zu planen und vorzubereiten: NX CAD erzeugt
die 3D-Modelle, NX CAM wandelt diese in NC-Programme
um und auf den Werkzeugmaschinen verhindert die
Sinumerik-CNC einen möglichen Datenverlust. Sowohl
die Konstruktions- als auch die Abwicklungsdaten für ein Zyklen wie Tieflochbohren, verschiedenste Ausbohr-Zyklen
spezifisches Bauteil sind in der PLM-Lösung Teamcenter oder Ausspindeln lassen sich ganz einfach in die Pro-
organisiert, die somit als tragende Säule des kompletten gramme integrieren. Diese Bearbeitungen laufen dann
Produkt- und Prozesswissens fungiert. reproduzierbar zuverlässig und sicher ab. „Insbesondere
bei Teilen, die 142 Gewinde benötigen, wird klar, wie
„Die geschlossene digitale Prozesskette hat ihren Teil nützlich es ist, einen Zyklus zum Gewindeschneiden zur
dazu beigetragen, dass wir die Durchlaufzeiten von Verfügung zu haben“, betont Mario Dewald.
neun auf sechs Monate reduzieren konnten“, berichtet
Christoph Höhnerbach, Leiter der Technologieentwicklung Neben den Zyklen, die konkrete Bearbeitungsabläufe
im Bereich Fertigung. Dabei erleichtern die zahlreichen unterstützen, ist auch der CYCLE832 im Einsatz, der Ober-
Sinumerik-Zyklen das Programmieren der Teile. Diese flächen beim High-Speed-Cutting glättet: Nach Eingabe
Technologieunterprogramme ähneln Containern mit der Bearbeitungsstrategie (Schruppen, Vorschlichten und
Vorgaben für bestimmte Bewegungsabläufe. Sie sind in Schlichten) und der Toleranzen der Bearbeitungsachsen
der CAM-Programmierung sichtbar und simulierbar. Um aktivieren sich automatisch die jeweiligen Dynamikpara-
sie einzusetzen, müssen nur die Parameter an die konkrete meter, sodass bei schnellstmöglicher Bearbeitung makel-
Problemstellung angepasst werden. „Da wir keine voll lose Oberflächen entstehen.
ständige Beschreibung erstellen und diese Bearbeitungen
nicht selbst entwickeln müssen, sparen wir mit den Der Schwenkzyklus CYCLE800 vereinfacht die Bearbeitung
Sinumerik-Zyklen viel Aufwand“, erklärt Mario Dewald, komplexer Werkstücke in einer Aufspannung. Er über-
Teamleiter in der Abteilung Digitalization und Operational nimmt die bei Schwenkvorgängen notwendigen Kine-
Support, und ergänzt: „Der Post-Prozessor ruft diese matik-Umrechnungen und Nullpunktverschiebungen. Die
Zyklen auf und arbeitet sie sauber ab. Das gilt für sämt Schwenkfunktionen sind sowohl für das Schwenken um
liche Technologien (Fräsen, Drehen, Drehfräsen, Schleifen) eine Maschinenachse als auch um eine Achse des Werk-
und alle Sinumerik-Varianten, die hier im Einsatz sind.“ stückkoordinatensystems verfügbar. Die eventuell nötige
Koordinatentransformation erledigt die CNC automatisch
Den Zyklus parametrieren und los geht‘s mit.
In Duisburg werden zahlreiche Zyklen, wie beispielsweise
CYCLE81 zum Bohren/Plansenken, eingesetzt. Mit diesem Konsequente Überwachung garantiert Genauigkeit
vergleichsweise einfachen Zyklus kann man mit der pro- Die teils enormen Ausmaße der Verdichterbauteile
grammierten Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindig- erfordern große Maschinen. In Duisburg ist deshalb unter
keit bis zur eingegebenen Tiefe bohren und dann das anderem eine der größten ihrer Art – eine Waldrich
Werkzeug wieder in die Ausgangsstellung zurückziehen. Coburg – in Betrieb. Diese Portalbearbeitungsmaschine
Sämtliche in der Sinumerik-CNC abgebildeten Technologie- vom Typ Powertec 6000 hat einen Bearbeitungsraum von
24motion world 2018
Siemens AG / M. Dewald
Die Waldrich Coburg Portalbearbeitungsmaschine
vom Typ Powertec 6000 hat einen Bearbeitungsraum von
7 x 8 x 21 m
7 x 8 x 21 Meter. Riesig sind auch die zu bewegenden Beispiel: Die Tür ist geschlossen, aber läuft die Werkzeug-
Gewichte und die dabei entstehenden Kräfte. Für so maschine? Arbeitet sie produktiv? Welches Werkstück ist
große Werkzeugmaschinen ist die Überwachung durch gerade in Bearbeitung? Lässt sich der Auftrag zuordnen,
Analyze MyCondition, eine Anwendung der In-Line- zu dem dieses Werkstück gehört? Hohe Fertigungstiefe,
Plattform Sinumerik Integrate, von entscheidendem viele Produktwechsel, Verkettungen und Abhängigkeiten
Vorteil für eine planbare Produktivität. Mit der Condition- entlang von Fertigungslinien – um den Überblick zu
Monitoring-Lösung lassen sich Werkzeugmaschinen behalten und die Produktivität zu steigern, werden solche
konsequent ü berwachen und außerplanmäßige Still Informationen immer wichtiger. Das gilt nicht nur, aber
stände frühzeitig erkennen und verhindern. speziell für Engpass-Werkzeugmaschinen, die großen Ein-
fluss auf das Gesamtsystem und die Ausbringungsmengen
Dass Maschinen mit derartigen Dimensionen die gefor- haben.
derte Präzision bei der Fertigung hochgenauer Werk
stücke auch über einen langen Einsatzzeitraum einhalten, Die mechanischen und prozesstechnischen Entwicklungen
gewährleistet der Kinematikmesszyklus CYCLE996. Mittels der Werkzeugmaschinen haben erheblich zur Erhöhung der
dieses Sinumerik-Zyklus und der nachgeschalteten kine Produktivität beigetragen. Ein weiterer großer Geschäfts-
matischen Kompensation lässt sich die Genauigkeit in der wertbeitrag für die Zukunft liegt in der betriebswirtschaft-
Kinematik jederzeit überprüfen oder wiederherstellen – lich effektiven Auslastung und in der Balance zwischen
schnell, präzise und ohne Serviceeinsatz oder Spezialaus- Auslastung und Kapazität. Hierzu gilt es, laufende Prozesse
rüstung. Zur Produktivität trägt diese Funktion bei, weil detailliert auszuleuchten und diese durch prozessbeglei-
sie weitestgehend automatisch abläuft und vergleichs- tende Datenerfassung und fortwährende Analyse der
weise wenig wertvolle Bearbeitungszeit verloren geht. Wirtschaftlichkeit anzupassen. Die Steuerungstechnik und
Der CYCLE996-Durchlauf kann beispielsweise sinnvoll sein, Digitalisierungslösungen mit Sinumerik bieten hierfür ein
bevor ein komplexes, bearbeitungsintensives Werkstück großes Potenzial und haben dem Werk für Verdichter
aufgespannt wird. lösungen in Duisburg die fortwährende und flexible Anpas-
sung an die jeweiligen Erfordernisse aus dem anspruchs-
Mit Digitalisierung und der richtigen Steuerung vollen Öl- und Gas-Geschäft ermöglicht. Dadurch konnte
zum Erfolg die Produktivität in der Zerspanung in den vergangenen
Informationen darüber, wie lange die Fertigung des ein- Jahren fortwährend und stetig gesteigert werden.
zelnen Laufrads – im Sinne von produktiven Maschinen-
zeiten – wirklich dauert, kommen in Duisburg aus der
flächendeckenden Betriebsdatenerfassung, an die sämt-
liche Maschinen vor Ort angeschlossen sind. Die Betriebs- siemens.de/sinumerik
datenerfassung gibt Antworten auf viele Fragen wie zum judith.ruppert@siemens.com
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