Ein Datensatz für die gesamte Prozesskette

Tobias MeyerFreier Journalist in Zürndorf bei Nürnberg

Einmal am Vormittag einen Blick auf die Produktionsabläufe werfen, hie und da korrigierend eingreifen – und der Rest des Urlaubstags am fernen Ostseestrand gehört der Familie. Alfred Äpple, Inhaber eines mittelständischen Zulieferbetriebs auf der schwäbischen Alb, hat sein Smartphone mit allen verfügbaren Apps gefüttert, die zur Kommunikation und Interaktion mit seinen Produktionssystemen irgendwie nützlich sind. Für Äpple beginnt eine neue Ära der Frühstückslektüre: Der tägliche Blick in die Prozesskette – die intelligente Vernetzung von Werkzeugmaschinen und IT-Systemen.

Wie so etwas aussehen kann, beschreibt Eberhard Beck, Leiter Steuerungstechnik der Index-Werke (Halle 17, Stand A37) in Esslingen: „Entscheidend für eine durchgängige CAD-CAM-CNC-Prozesskette ist eine vom Design bis zur Bearbeitung durchgängige Gültigkeit und Korrektheit der Daten in Syntax, Format und Funktion sowie eine durchgängige Datenqualität hinsichtlich Konturgenauigkeit, Bahngenauigkeit, Toleranzausnutzung und Stetigkeit – bei Kontur-Übergängen – aller über die CAD-CAM-CNC-Systemgrenzen hinweg verarbeiteten und bereit gestellten Prozessdaten.“

Auf dem Weg des zunächst nur virtuellen Werkstücks zum realen Bauteil entlang der Prozesskette kommunizieren alle Bausteine sowohl untereinander als auch mit dem herzustellenden Bauteil. Der Simulation kommt dabei aber eine gewisse Schlüsselrolle zu. Denn häufig werden CAD-CAM-CNC-Prozessketten bei Werkstücken hoher Komplexität, bei der Einzelbearbeitung von Prototypen oder bei Werkstücken mit hohem Programmieraufwand eingesetzt. Eine Fehlerrate bei der Programmierung könne dabei nicht ausgeschlossen werden. Zudem gelte es zu berücksichtigen, dass Prozessketten auf der Basis von Solldaten arbeiten. Deshalb muss letztlich eine Simulation und vor dem eigentlichen Fertigungsstart ein Soll-/Ist-Abgleich mit der Maschine erfolgen, so dass eventuelle Programm- oder Datenfehler noch rechtzeitig erkannt und beseitigt werden können. Dabei kommt es natürlich auch auf die verwendete Steuerung an. Notwendige Anpassungen zwischen CAM-System und CNC-Steuerung erfolgen per Postprozessor.

Ähnlich sieht das Oliver Gossel, Vertriebsleiter der Röders GmbH (Halle 16, Stand A68) aus Soltau: „Die richtige Software einschließlich der Maschinensteuerung spielt eine große Rolle. Die Zukunft wird offenen Systemen gehören, bei denen der Kunde die einzelnen Bausteine (CAX, Maschine mit Steuerungen, Automation und Jobmanager) nach seinen Bedürfnissen auswählt und kombiniert.“ Offene Systeme ermöglichen auch für die Zukunft eine Erweiterung oder Änderung. Demgegenüber „stellen Paketlösungen oft einen Kompromiss dar, bei dem Einschränkungen hingenommen werden müssen“. Index-Steuerungsexperte Beck dagegen verweist darauf, ,,dass entlang einer CAD-CAM-CNC-Prozesskette große und unterschiedlich viele Datenmengen über System- und Herstellergrenzen hinweg übergeben und anschließend weiterverarbeitet werden“. Daten-, Format-, Verarbeitungs- oder Übergabefehler seien für den Endanwender praktisch nicht zu erkennen oder zu analysieren. Bei einer Paketlösung aus einer Hand bestehe zumindest für das Ausgabeergebnis der CAD-CAM-CNC-Kette eine Verantwortlichkeit, die gegebenenfalls in die Pflicht genommen werden kann. Eine Gewähr dafür, dass das im CAD konstruierte und im CAM programmierte Werkstück damit 1:1 „von der Maschine kommt“ ist damit noch nicht gegeben. Denn dies, so Beck, „hängt auch von der Leistungsfähigkeit des Postprozessors ab“. Für eine erfolgreiche Realisierung erforderlich sei aber natürlich, „dass alle eingebunden Maschinenhersteller ihre Schnittstellen öffnen“. Denn noch kann ein Siemens-Motor nur von einer Siemens-Steuerung angefahren werden.

Auch die Siemens AG (Halle 14, Stand A107) präsentiert Lösungen zur durchgehenden Prozesskette. Joachim Zoll, Leiter des Geschäftssegments Machine Tools Systems, sieht, dass die horizontale und vertikale Integration an Bedeutung gewinnt: „Hier geht es um eine zentrale Datenhaltung, Werkzeugmanagement und Auftragsverwaltung auf der einen Seite. Auf der anderen Seite lassen sich durch unsere Lösungen Zustandsdaten erfassen und eine Fernwartung realisieren. Darüber hinaus bietet unsere Steuerungs-Software Schnittstellen zu übergeordneten Anwendungen wie einer Kollaborationsplattform oder einem Manufacturing Execution System. So entsteht eine durchgängige IT-Integration – von der Werkzeugmaschine bis in die Leit-Ebene.

Bei der Festlegung der Bearbeitungsstrategie spielt die virtuelle Maschine eine zentrale Rolle. Denn an ihr kann der Maschinenbetreiber unter Verwendung der Original-Steuerungssoftware bereits am PC prüfen, ob NC-Programme kollisionsfrei und die Syntax der Programme fehlerfrei sind und wie die Taktzeiten erhöht werden können. Die gesamte Arbeitsvorbereitung kann somit am digitalen Zwilling erfolgen. Eine große Herausforderung ist zudem nach wie vor die IT-Sicherheit. Der Zugang auf Netzwerke und diverse Firewalls bremst in der Praxis oft das ganze System aus.