Grundlage einer Digitalisierung ist zunächst die nahtlose Datenweitergabe im Unternehmen. Es gilt zudem ein Bewusstsein dafür zu entwickeln, wie Produkte oder Bauteile heute durch Datenströme bestimmt werden. Sie sind nicht mehr nur von ihren CAD-Daten definiert, sondern durch die Summe aller in der Fertigungsprozesskette entstehenden Informationen: CAM-Daten, NC-Codes, Fertigungsparameter, Daten über benötigte Werkzeuge und Bearbeitungszeiten etc. Hier gilt es einen wertvollen Informations-Pool zu verwalten, inklusive Beteiligung des CAM-Systems. Dieses ist über Schnittstellen mit allen Systemen zu vernetzen, die mit fertigungsrelevanten Daten umgehen. Wer eigene Produkte herstellt, nutzt eventuell eine Product-Lifecycle-Management-Software als datenführendes System. Auftragsfertiger setzen häufig auf ein Manufacturing-Execution-System.
Die virtuelle Maschine
NC-Codes über das Netzwerk direkt an die Maschinensteuerungen zu übertragen, ist aktuell ein verbreiteter Standard. Ganz neue Optimierungsmöglichkeiten eröffnen sich, wenn die Bearbeitungssimulation mit echtem NC-Code und einem digitalen Zwilling der Maschine arbeiten kann. Dann ist z.B. eine generische CAM-Programmierung möglich. Der genau angepasste NC-Code wird erst dann generiert, wenn die Maschine für die Produktion feststeht. Die Limitation einer Rotationsachse zu erkennen und Re-Winds automatisch einzufügen, ist dann kein zusätzlicher Programmieraufwand mehr.
Digital Twin und 3D-Druck
Vielfältige Potenziale bei der Ressourcenschonung eröffnet heute die additive Fertigung. Wer kleine Losgrößen, Einzelstücke oder Prototypen produziert, kann unter Umständen Werkzeugkosten einsparen. Hohes Spanvolumen lässt sich gerade bei filigranen Bauelementen mit 3D-Druck vermeiden. Aber ganz gleich, welches additive Verfahren Unternehmen einsetzen: Eine zerspanende Nachbearbeitung ist praktisch immer erforderlich, weshalb sich viele Produzenten noch gegen die additive Fertigung entscheiden. Dabei gibt es mittlerweile Software, die die virtuelle Welt (Programmierung) an die reale Welt (Aufspannung) anpasst, statt umgekehrt. Hypermill Best Fit bietet eine Alternative zur manuellen Ausrichtung von Werkstücken. Voraussetzung ist ein 5-Achs-Fräszentrum mit digitalem Messtaster und die Software-Kommunikation der Maschine mit einem digitalen Zwilling. Für diesen Prozess wird zunächst eine Messaufgabe angelegt, damit das CAM-System Informationen über die Gegebenheiten vor Ort bekommt. Die Software bietet Unterstützung bei der Definition der Messpunkte, indem sie die Verschiebung des Rohlings in Relation zum digitalen Zwilling simuliert. Der auf Basis empirischer Daten generierte neue NC-Code wird dann in der virtuellen Maschine unter Berücksichtigung der tatsächlichen Aufspannsituation simuliert. Dabei wird die Programmierung automatisch weiter optimiert und auf Kollisionen geprüft. Ob virtuelle Welt und Realität tatsächlich übereinstimmen, wird in einem letzten Schritt durch erneutes Tasten genau überprüft. So erhöht sich die Prozesssicherheit noch einmal deutlich. Das mühsame manuelle Ausrichten des Rohlings soll mit diesem Verfahren der Vergangenheit angehören. Der digitale Zwilling beseitigt also einen wesentlichen Hemmschuh für die additive Fertigung und könnte der ressourcenschonenden Technologie neuen Schub verleihen – auch in KMU. n Sr. Product Marketing Manager bei Open Mind Technologies AG.
Auch wenn sie nicht immer als solche erkennbar ist: In Betrieben mit zerspanender Fertigung ist Digitalisierung längst Realität, etwa beim Datenfluss vom CAD über CAM zur CNC-Fertigung. Die digitale Prozesskette setzt sich fort sowohl beim Vernetzen der Maschinensteuerungen als auch bei der Behandlung von NC-Code als Teil des Produktlebenszyklus.