ZerspanungstechnikDigitaler Zwilling für CNC-Werkzeugmaschinen
Durch den Einsatz von Digitalen Zwillingen reduzieren sich die Maschinenentwicklungszeit und –kosten erheblich, da Designanalyse, Tests und Leistungssteigerung vor dem Maschinenaufbau erfolgen können. NUM bietet in diesem Bereich zwei Versionen an, die beide für den Einsatz mit der offenen Architektur der Flexium+ CNC-Plattform ausgelegt sind.
Die digitale Zwillingstechnologie von NUM ermöglicht es Werkzeugmaschinenherstellern, ihre Markteinführungszeit drastisch zu verkürzen.
Die erste Version verwendet eine einfache Flexium+-Steuerung und eine residente Virtualisierungssoftware, die auf dem Industrie-PC des Systems läuft, um die Automatisierung der realen Maschine zu simulieren. Mit Hilfe eines Software-Entwicklungskits werden Modelle der Maschine erstellt. Das Modell ist ein eigenständiges SPS-Programm, das vordefinierte Komponenten verwendet, um einzelne Maschinenelemente wie Sensoren, Spindeln, Pneumatikzylinder usw. zu simulieren, welches dann in die integrierte SPS der Flexium+-Steuerung geladen wird. Die Flexium NCK in der Steuerung führt die NC-Programme aus und simuliert die sich ändernden Positionswerte der Maschinenachsen. Um den Anwendern die Visualisierung des Prozesses zu erleichtern, nutzt NUM das Softwaretool Codesys Depictor der Firma Codesys GmbH, mit welchem 3D-Visualisierungen erzeugt werden können.
Simulation der Mechatronik
Die zweite Version des digitalen Zwillings von NUM ermöglicht die Datenerfassung und -analyse in Echtzeit. Sie basiert auf der Hardwaresimulationssoftware ISG-Virtuos, welche von der Industriellen Steuerungstechnik GmbH (ISG) entwickelt wurde. Die Flexium+-Steuerung ist über ein EtherCAT-Netzwerk mit einem Standard-PC verbunden und interagiert in Echtzeit mit der Simulationssoftware. Der PC fungiert als virtuelle Maschine im Zwillingsverbund, wobei sich alle simulierten, virtuellen Komponenten hinsichtlich ihrer Schnittstellen, Parameter und Betriebsarten wie reale Komponenten verhalten, um die Struktur und das dynamische Verhalten der realen Maschine genau nachzubilden. Die Bewegungen der Maschine werden mit Hilfe der mitgelieferten 3D-Simulationssoftware realistisch auf dem PC dargestellt.
Entwicklungskosten reduzieren
Die neue digitale Zwillingstechnologie von NUM bietet Werkzeugmaschinenherstellern ein sehr leistungsfähiges und kostengünstiges Mittel, um ihre Entwicklungskosten zu senken und ihre Markteinführung zu beschleunigen. Die Version mit der virtuellen Zwillingssteuerung ist besonders nützlich für die frühe Entwicklungsphase eines Projekts, bevor das CNC-System fertiggestellt ist, während die Echtzeit-Hardware-Simulationsversion den Vorteil hat, dass alle Sequenzierungs- (PLC) und Bewegungssteuerungs-Programme (CNC), die während der Entwicklung erstellt werden, einfach auf die reale Maschine übertragen werden können, sobald sie verfügbar sind.
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