Siemens AG Österreich Sinumerik One: Performance-Push für die CNC-Programmierung

Mittels Top Speed Plus und Top Surface können bis zu 30 % weniger Bearbeitungszeit in der Serienfertigung wie auch bei Losgröße 1 durchaus generiert werden. Ing. Klaus Ponweiser, Head of Machine Tools Siemens CEE

Herr Ponweiser, Ihre CNC-Steuerung Sinumerik One hat im Oktober 2020 drei weitere dynamische Technologiepakete für die fertigende Industrie angekündigt. Welche Bereiche werden in der zerspanenden Bearbeitung nun von der „Sinumerik One Dynamics“ angesprochen?

Die Sinumerik One Dynamics-Pakete gibt es nun in drei unterschiedlichen Abstufungen, nämlich dem Sinumerik One Dynamics Operate-, dem Sinumerik One Dynamics 3-Achsen-Fräsen- und dem Sinumerik One Dynamics 5-Achsen-Fräsen-Paket. Mit diesen SW-Paketen haben wir leistungsstarke Technologiepakete exklusiv für die CNC Sinumerik One entwickelt.

Dahinter stehen Softwarefunktionen, die umfassende Unterstützung für die maschinennahe Programmierung im Job-Shop bis hin zur leistungssteigernden Bearbeitung von CAD-CAM-programmierten Werkstücken mit exzellenter Oberflächengüte bieten.

Mit Sinumerik One Dynamics bietet Siemens drei Technologiepakete zur Steigerung der Effizienz der CNC-Anwender beim Programmieren in der Werkstatt und beim Abarbeiten von CAM-generierten CNC-Programmen.

Was darf sich ein Programmierer in der Werkstatt vom Sinumerik One Dynamics Operate-Paket erwarten?

Es gilt dabei, einen wirkungsvollen Beitrag zum effizienten Programmieren in der Werkstatt direkt an der Maschinensteuerung zu leisten. Das Sinumerik One Dynamics Operate-Paket ist prädestiniert, dafür besonders gut aufgestellt zu sein. So erfolgt die Programmierung neuer Bearbeitungsvorgänge parallel zur Hauptzeit laufender Werkstückbearbeitungen an der Maschine und verhindert derart einen zwischenzeitlichen, kostspieligen Maschinenstopp. Dies ist der Schlüssel für effizientes Programmieren.

Grundsätzlich ermöglichen wir damit in der Werkstatt die wirtschaftliche Programmierung von Fräs- und Dreh-Bearbeitungszyklen und sorgen zugleich auch per hochwertiger CNC-Simulation für deren Überprüfung.

One Dynamics Operate hilft den Anwendern beim Programmieren in der Werkstatt mit den Sinumerik-Bearbeitungszyklen und ebenso per hochwertiger CNC-Simulation für Fräs- und Drehbearbeitungsvorgänge. Dazu erhalten Anwender vielfältige Möglichkeiten, auf ihre NC-Programme und Werkstückunterlagen zuzugreifen. Ebenso gibt es die Option, papierlos zu fertigen – wobei ein wichtiger Faktor dazu der DXF-Reader ist. Dieser unterstützt die Darstellung der CAD-Datenformate und die direkte Übernahme in die Programmierung an der CNC. Wenn an der CNC z. B. die Kontur oder Positionen für Bohrmuster nicht mehr komplett programmiert werden müssen, sondern die Daten dank des CAD-Readers übernommen werden können, spart das bis zu 90 % Programmierzeit. DXF-Dateien können so direkt auf der CNC geöffnet und mit einem Mausklick können die Daten auch ins CNC-Programm übertragen werden.

Derart kann man z. B. in kürzester Zeit seine 3D-CAD-Daten mittels des DXF-Readers in der Werkstattumgebung visualisieren und rasch einen ersten Eindruck erhalten, wie das fertige Teil – neben der Zeichnung an sich – auszusehen hat.

Mit den neuen Sinumerik One MCPs bringt Siemens eine intuitive Maschinenbedienung auf den Markt, die CNC-Anwendern mehr Komfort, Effizienz und Flexibilität bietet.

Was verstehen Sie unter einer hochwertigen CNC-Simulation?

Für eine hochwertige CNC-Simulation bedarf es – aus unserer Sicht – zweier ganz wichtiger Voraussetzungen: Zum einen soll das simulierte Teil so ident wie nur irgend möglich mit dem später erzeugten Teil sein. Das wird dadurch erreicht, indem für die Simulation die gleichen Softwarebausteine, bzw. der gleiche NC-Kern verwendet wird, wie sie später die Maschine für die Abarbeitung nutzt. Das ist bei der Sinumerik der Fall – und daher kommt Siemens mit einem simulierten Werkstück derart nahe an das spätere reale Teil heran wie kaum ein anderer CNC-Steuerungsanbieter.

Zweiter wichtiger Faktor einer hochwertigen CNC-Simulation ist unseres Erachtens die 3D-Darstellung eines simulierten Werkstücks, da nur diese sämtliche Blickwinkel eines Teils veranschaulichen und so wiederum die Möglichkeit einer sehr nah erzielten realen Teileumsetzung nachkommen kann.

Sinumerik One, die erste Digital Native CNC, repräsentiert das Kernelement für die digitale Transformation der Werkzeugmaschinenwelt.

Stichwort reale Teilebearbeitung. Für diese ist eine hochgenaue Bewegungsführung und damit verbundene exakte Freiformflächenbearbeitung das Um und Auf für eine weitestgehend effiziente Weiterbearbeitung. Bietet die Sinumerik One Dynamics auch dazu Innovationen?

Selbstverständlich! Für die Abarbeitung CAM-generierter CNC-Programme für die Freiformflächenbearbeitung bieten die bereits erwähnten Sinumerik One Dynamics-Pakete des 3- und 5-Achsen-Fräsens mittels Top Surface und Top Speed Plus jene CNC-Funktionen für eine exzellente Bewegungsführung.

So werden die im CAD/CAM-generierten CNC-Programme hinsichtlich ihrer Geometriedaten steuerungsseitig mit einem intelligenten Algorithmus im Sinne einer homogenen Oberfläche bereinigt – diesen Schritt übernimmt Top Surface. Die Technologiefunktion beseitigt geometrische Hindernisse mit einer vom Anwender definierten Toleranz und homogenisiert den Bahnverlauf.

Gerade im Werkzeug- und Formenbau oder beispielsweise im Flugzeugbau, aber auch in der Medizintechnik stellen derartige Anforderungen nun keine Herausforderungen mehr dar – sie können rasch und qualitativ hochwertig durchgeführt werden.

Naturgemäß beeinflussen doch auch Maschinenschwingungen jegliche Konturengenauigkeit in der Werkstückerstellung …

Ja, prinzipiell schon. Doch die Funktion Top Speed Plus steigert über eine innovative Filtertechnik die Performance und verhindert – trotz der gewonnenen Dynamik – zuverlässig, dass störende Schwingungen in der Maschinenmechanik entstehen, die die Konturgenauigkeit beeinflussen könnten. Derart optimiert Top Speed Plus wiederum die Bewegungsführung und erreicht so eine bisher nicht realisierbare Beschleunigung der CNC-Bearbeitung, wodurch sich die Durchlaufzeiten massiv reduzieren. Und damit gewährleisten wir auch, dass eine exakte Konturgenauigkeit in der Teilebearbeitung eingehalten wird.

Wie hoch würden Sie die Verkürzung der Bearbeitungszeiten mittels Top Speed Plus und Top Surface beziffern?

Nun, das hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab – bis zu 30 % weniger Bearbeitungszeit in der Serienfertigung wie auch bei Losgröße 1 können durchaus generiert werden. Beispielsweise gibt es im Formenbau Teilebearbeitungen, die eine reine Schlichtbearbeitungszeit von mehreren Stunden haben – da bringen 30 % Einsparung bei der Bearbeitungszeit einen wahren Produktivitätsschub. Was in Folge auch die Stückkosten senkt.

Mit welchem Aufwand haben Maschinenbauer bei der Inbetriebnahme der Sinumerik One Dynamics-Funktionen zu rechnen?

Die Implementierung der Sinumerik One Dynamics-Funktionen stellt im Allgemeinen keinen Aufwand dar – sofern man bereits mit der CNC-Steuerung Sinumerik One arbeitet. Der Maschinenhersteller muss lediglich die neuen Softwarefunktionen aktivieren und schon stehen sie zum sofortigen Einsatz an der Maschine zur Verfügung. Ein Eingriff in die Maschine oder deren Mechanik ist somit nicht notwendig. Sobald die Option Sinumerik One Dynamics aktiv ist, sind höchste Dynamik, Präzision und Produktivität garantiert und die Maschine wird optimal ausgenützt.

Kleine Ausnahmen dieser einfachen Aktivierung der Sinumerik One Dynamics-Funktionen gibt es natürlich – aber das betrifft wirklich nur ganz gesonderte Bearbeitungsvorgänge, welche nur selten beansprucht werden. Derartige Funktionsimplementierungen sind natürlich aufwändiger, da sie auch individuell sind.

Können Sie uns ein Beispiel zu einer dieser herausfordernden Aufgaben nennen, welche von einer Zusatzfunktion über das Sinumerik One Dynamics-Paket hinaus abgedeckt wird?

In der CNC-Fertigung wird man immer wieder vor besondere Herausforderungen gestellt und dazu haben wir uns natürlich über die eine oder andere spezielle Anforderung nicht nur Gedanken gemacht.

Abhilfe können wir beispielsweise zum bislang noch recht außergewöhnlichen Thema Interpolationsdrehen bieten, mit dem Drehprozesse auf Bearbeitungszentren realisiert werden können. Eingesetzt wird es z. B. für Einstiche an kubischen Werkstücken, welche sonst durch Zirkularfräsen hergestellt werden können. Aber auch viele andere für das Drehen typischer Geometrien,wie beispielsweise Kegeln können mit dem Interpolationsdrehen auf Bearbeitungszentren erzeugt werden. Der wesentliche Vorteil des Interpolardrehens gegenüber des Zirkularfräsens ist eine um bis zu zwei Drittel reduzierte Bearbeitungszeit. Keine Frage, das stellt auch sehr hohe Anforderungen an die NC-Programmierung – doch unsere Sinumerik One schafft auch diese ‚Extravaganz‘! Für die Inbetriebnahme dieser Funktion bedarf es denn auch etwas mehr als eine bloße Funktionsaktivierung...

… gibt Klaus Ponweiser abschließend zum Besten und verweist für nähere Informationen dazu auf den kommenden Siemens EMO-Messeauftritt in Mailand und die zeitgleich stattfindenden virtuellen Siemens Machine Tool Days 2021.

Herzlichen Dank für das informative Gespräch!