Individualisierte Produkte in kleinen Stückzahlen industriell zu fertigen wird heute meist als Grund für Digitalisierung und weitere Automatisierung genannt. Zusätzlich motiviert der Fachkräftemangel viele Branchen, die damit verbunden Optimierungspotenziale auch auszuschöpfen. In der zerspanenden Fertigung sind Qualität und Effizienz dabei zwei wesentliche Faktoren – die Kosten durch Ausschuss und Maschinenstillstände sind unbedingt zu vermeiden. Maschinen, die selbst ihren Wartungsbedarf melden, oder flexible Fertigungsplanung mit einem bruchlosen digitalen Prozess sind wichtige Industrie 4.0-Erfolgsfaktoren… und CAM nicht minder.
Digitaler Zwilling
Die Simulation der Bearbeitung im CAM-Programm zur Kollisionsvermeidung war ein erster Schritt. Wird jetzt zudem ein bidirektionaler Datenaustausch zwischen Maschine und CAM geschaffen, finden Simulationen auf Basis echter Maschinen- und NC-Daten statt. Die Software erzeugt einen digitalen Zwilling der gesamten Bearbeitungssituation. Die virtuelle Maschine schließt die Lücke zwischen digitaler Welt der Arbeitsvorbereitung und physischer Welt der Zerspanung, erhöht die Prozesssicherheit und schließt Fehler aus. Mit der NC-Code-basierten Simulationslösung Hypermill Virtual Machining hat Open Mind ein innovatives Verfahren für eine prozesssichere und hocheffiziente digitalisierte Fertigung entwickelt. NC-Code wird nicht nur generiert, sondern simuliert und optimiert.
Prozesse automatisch optimieren
Der Hypermill Virtual Machining Optimizer beispielsweise findet für Mehrachs-Bearbeitungen automatisch die technisch beste, kollisionsgeprüfte Anstellung mit effizienten Verfahrbewegungen. Damit lassen sich Fehler vermeiden, die z.B. bei der manuellen Optimierung der Achsenpositionen entstehen. Aufgrund der hohen Komplexität wäre es schwierig, die Auswirkungen auf alle folgenden Bearbeitungsschritte zu erkennen und Entscheidungen zum Gesamtoptimum zu treffen. Leistungsstarke Algorithmen analysieren komplette Bearbeitungsfolgen, berücksichtigen dabei Achsenlimitationen und führen zu einem wirtschaftlichen und sicheren Maschinenlauf.
Ein anschauliches Beispiel für die Vorteile von Virtual Machining ist die Funktion ‚Best Fit‘. Einen im 3D-Druck erzeugten Rohling zur Nachbearbeitung manuell in der Aufspannung auszurichten, ist eine aufwendige und fehleranfällige Aufgabe für Spezialisten. Gleiches gilt für gegossene, geschmiedete und geschweißte Rohteile mit geringen oder unregelmäßigen Aufmaßen sowie für die Weiterbearbeitung im Fall eines Maschinenwechsels. Statt das Rohteil in der Aufspannung passend zum NC-Programm manuell mit Messuhr, Steuerungszyklen und viel Feingefühl ausrichten zu müssen, justiert Hypermill das NC-Programm automatisch für die Bauteilposition. Mit einer 3D-Messung wird das unausgerichtete Rohteil auf der Maschine angetastet und das Messprotokoll an das CAM gesendet. Dieses passt den NC-Code an die reale Bauteilposition an. Die virtuelle Welt (Programmierung) wird hier an die reale Welt (Aufspannung) angepasst – nicht umgekehrt! Der korrigierte NC-Code wird dann in der virtuellen Maschine auf der tatsächlichen Aufspannsituation simuliert und automatisch optimiert.
Automation auch in der Programmierung
Diese Beispiele zeigen, wie CAM-Funktionen zur Prozessoptimierung beitragen. CAM-Hersteller sehen ihre Systeme zunehmend als Teil einer Prozesskette und öffnen sie zum Beispiel für MES. Die kürzliche Übernahme der Mehrheit am MES-Hersteller Hummingbird durch Open Mind zeigt, welche strategische Bedeutung dem zukommt. Optimierte digitale Prozesse mit modernen Maschinen können sogar zu einer kuriosen Umkehr der Verhältnisse führen: In vielen Firmen wird die CAM-Programmierung zum Bottleneck. Auch hier kann die Software ihren Beitrag leisten.