Synapse zweier Welten

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Gerade bei komplexen Bearbeitungsprozessen kann die Effizienz in der Fertigung durch eine bessere CAM/CNC-Integration deutlich gesteigert werden.

Um die virtuelle mit der physischen Welt zu verbinden, ist die Verbesserung der CAM/CNC-Verbindung einer der Schlüsselprozesse bei der Teileproduktion. Eine enge Integration zwischen der Vorbereitung der NC-Programme im CAM und der Verwendung solcher Programme an der CNC-Steuerung in der Werkstatt schafft die Voraussetzung für eine Optimierung zahlreicher Teilaspekte. So unterstützt sie beispielweise nicht nur den sicheren Anlauf der Produktion sowie einen schnelleren Produktionsstart und ermöglicht eine verbesserte Maschinenauslastung, sondern erleichtert auch die Standardisierung der Produktionsmittel. Darüber hinaus werden auch die Optimierung der Produktionsmethoden und die Einhaltung der Produktqualitätsziele deutlich erleichtert. Daraus ergibt sich insgesamt eine höhere Effizienz in der gesamten Verfahrenskette. Die Voraussetzung für ein optimiertes Zusammenspiel der CAM-Umgebung und der Fertigung ist jedoch, dass sich die beteiligten Systeme "verstehen" - also Informationen aus der jeweils anderen Welt für den Programmierer oder Werker verständlich zur Verfügung stehen und insbesondere bei der Umsetzung von der CAM-Ebene auf die Werkstattebene erhalten bleiben. Siemens ist als einziger Hersteller in der Lage, mit der Kombination aus einer leistungsfähigen CAM-Umgebung - NX CAM - und einem hochmodernen NC-System "Sinumerik" eine durchgängige Lösung für die virtuelle und physikalische Welt der CNC-Fertigung anzubieten. NX CAM stellt für die Programmerstellung eine Reihe von Funktionen und Tools zur Verfügung, die den Bearbeitungsprozess mit Hilfe einer steuerungs- und maschinenbasierten Simulation validieren und die Werkzeugwegverarbeitung deutlich verbessern. Da die Prozesse im Engineering und in der Produktion komplex und vielschichtig sind, müssen schon beim Produktdesign Fertigungsinformationen mit eingebunden werden und anschließend sowohl bei der Produktplanung und Konstruktion als auch bei der Fertigungsplanung und NC-Programmierung mit ausgewertet und berücksichtigt werden. Im NX-CAM-System werden dann die richtigen Technologien und Werkzeuge für die Fertigung ausgewählt. Dabei profitiert der Anwender von der engen Vernetzung des Know-hows von sowohl NC-Technologie als auch CAM-Technologie, das Siemens bei der Entwicklung seiner Systeme nutzt. So unterstützt Siemens die Programmierung einschlägiger Bearbeitungsoperationen mit Best Practice Libraries, die bereits typische Features als abgeschlossene optimierte Fertigungsoperationen enthalten. Eine solche Library enthält auch alle relevanten Fertigungsinformationen und wählt entsprechende Maschinen und Werkzeuge aus. So "weiß" die CAM-Software, dass beispielsweise ein bestimmtes Werkstück mit Freiformflächen nur auf einer Simultan-5-Achs-Maschine gefertigt werden kann und stellt entsprechend die richtigen Werkzeuge und Frässtrategien zur Verfügung. Im Anschluss an die Programmerstellung im NX CAM wird das Programm im Postprozessor in das entsprechende Steuerungsformat umgewandelt. Auch hier profitiert der Anwender von der engen Verzahnung von CNC- und CAM-Wissen in den Lösungen von Siemens. So gibt es in der NX-CAM-Version 6 Postprozessor-Templates für die Sinumerik, die genau die erweiterten Funktionen der Sinumerik ansprechen. Der Programmierer kann in speziellen Dialogen in NX CAM direkt Parameter für die Sinumerik eingeben, die automatisch in den entsprechenden Zyklus der Sinumerik umgewandelt werden. Diese Informationen bleiben im Postprozessor-Lauf erhalten. Die entsprechenden Sinumerik-Parameter sind richtig vorbesetzt - in der Regel über Best Practice Templates in entsprechenden Bibliotheken. So kann der Programmierer beispielsweise am Anfang der Programmierung eine spezielle Konfiguration für eine Maschine aufrufen, in der die benötigten Parameter schon gesetzt sind, und sich dann rein auf die Programmierung der Werkzeugwege konzentrieren - was die Arbeit für den Programmierer wiederum vereinfacht. Zur abschließenden Verifikation des finalen NC-Programms im Sinumerik-Dialekt hat Siemens eine "Virtuelle Maschine" sowohl im NX CAM als auch unter Tecnomatix RealNC entwickelt. Diese kann in der Arbeitsvorbereitung oder aber werkstattnah eingesetzt werden. Dazu wird der virtuelle NC-Kern (VNCK) der Sinumerik-Steuerung verwendet, also die Software, die auch an der realen Maschine zum Einsatz kommt. Zudem wird bei der Virtuellen Maschine optional dieselbe HMI-Software zur Bedienung verwendet, die ebenfalls an der realen Maschine genutzt wird. Der letzte Baustein ist die eigentliche Simulationssoftware, ausgeführt wahlweise im NX CAM oder Tecnomatix RealNC. Siemens hat diese drei Softwarekomponenten dafür verwendet, eine virtuelle, PC-basierte Version der Werkzeugmaschine zu erstellen. Die Virtuelle Maschine - der Werkzeugmaschinen-Simulator - ist somit gewissermaßen eine digitale Version der realen Maschine.