Pimpel CHECKitB4: Die digitale Revolution

Der Digitale Zwilling benötigt zwar eine geeignete Softwareumgebung, ist jedoch selbst ein digitaler Zusammenbau aus einem detaillierten kinematischen Modell und einer virtuellen CNC-Steuerung – also eine perfekte Kopie der realen Maschine.

Andreas Münichsdorfner
Marketingleiter der Pimpel GmbH

„Ein Kunde konnte bereits ein Jahr vor der Lieferung von zwei neuen 5-Achs-Bearbeitungszentren die NC-Programme für über 3.000 Artikel vorbereiten – und ab dem ersten Tag produzieren. Ohne den Digitalen Zwilling wäre dieser Produktivitätsvorsprung kaum vorstellbar.“

„In der modernen CNC-Fertigung ist der Digitale Zwilling einer CNC-Werkzeugmaschine ein echter Revolutionär – vorausgesetzt, Unternehmen verstehen, was ein Digitaler Zwilling eigentlich ist und wie man ihn richtig einsetzt, um sein Potenzial voll auszuschöpfen“, erklärt Andreas Münichsdorfner, Marketingleiter der Pimpel GmbH.

Noch immer bezeichnen sich viele Softwarelösungen gern als Digitaler Zwilling, was aber laut Münichsdorfner nicht korrekt ist und er erklärt weshalb: „Ein Digitaler Zwilling benötigt zwar eine Softwareumgebung, er selbst ist jedoch aber ein virtueller Zusammenbau verschiedener Komponenten. Die Grundlage für einen Digitalen Zwilling bildet ein kinematisches Modell, das für digitale Anwendungen optimiert wird, wie wir es bereits aus unseren CAM- oder Simulationssystemen kennen. Doch um von einem Digitalen Zwilling zu sprechen, muss dieses kinematische Modell mit einer virtuellen Steuerung verknüpft sein, die alle relevanten Parameter und Informationen der realen Maschine enthält.“ Nur so könne man sagen, dass es eine perfekte Kopie der CNC-Maschine in der virtuellen Welt ist. Der besondere Vorteil sei, dass sich viele kostenintensive Nebenzeiten automatisch mit dem Digitalen Zwilling in die virtuelle Welt verlagern lassen. „Diese Stärke des Digitalen Zwillings eröffnet Unternehmen zahlreiche strategische Vorteile, die keine andere Softwarelösung bieten kann“, betont er.

CHECKitB4 lässt sich in bestehende IT-Landschaften integrieren, um Daten zu empfangen. Zudem besteht die Möglichkeit, Digitale Zwillinge schnell und einfach mit hochdetaillierten Daten von Werkzeugen und Spannmitteln virtuell zu rüsten.

Mehr als Simulation

Simulationen sind wichtig und ein wesentlicher Bestandteil der CAM-Programmierung. Ein Digitaler Zwilling sei jedoch nicht nur dazu, Abläufe zu simulieren; vielmehr bringe er den gesamten Einfahrprozess in die Arbeitsvorbereitung. „Nachdem ein CAM-Programmierer sein NC-Programm bestmöglich simuliert und optimiert hat, gibt er es nicht einfach an die Produktion weiter. Stattdessen startet er am virtuellen CAM-Arbeitsplatz auf der virtuellen CNC-Steuerung das NC-Programm und führt den ersten Maschinenlauf am Digitalen Zwilling durch“, zeigt Münichsdorfner auf.

Da die Steuerung jede Bewegung präzise interpoliert, werden mögliche Kollisionen, Bauteilverletzungen und Syntaxfehler zuverlässig erkannt. Die Korrektur von fehlerhaften Programmsequenzen oder zusätzliche Optimierungen können direkt an der HMI der Steuerung vorgenommen werden, sodass man an der realen Maschine sofort mit der Produktion starten kann. Das NC-Programm hat selbst bei neuen Bauteilen stets den Status „bereits gelaufen“. Münichsdorfner erklärt: „In der Arbeitsvorbereitung steht dadurch auch eine sehr präzise Taktzeit zur Verfügung, was die Feinplanung enorm unterstützt, da der Digitale Zwilling selbstverständlich auch die Dynamik der Maschine vollständig berücksichtigt. Er stellt sicher, dass durch seinen Einsatz ein Unternehmen unmittelbar produktiver arbeitet, da die Nebenzeiten von der Maschine in die Arbeitsvorbereitung verlagert werden.“ Dies sei auch ein entscheidender Schritt für Unternehmen, um Einzelteile und kleinere Losgrößen automatisiert zu fertigen.

Der Digitale Zwilling verlagert automatisch alle kostenintensiven Nebenzeiten von der Maschine in die Arbeitsvorbereitung und erhöht somit unmittelbar die Spindelzeiten. Dadurch schafft er die Voraussetzungen, um Einzelteile und Kleinserien erfolgreich zu automatisieren.

Maßstäbe für die Mitarbeiterentwicklung

Ein weiterer Vorteil des Digitalen Zwillings liegt in der Ausbildung neuer Mitarbeiter. In einem sicheren, virtuellen Lernumfeld können alle Inhalte – von den Grundlagen der NC-Programmierung bis hin zu komplexen Hochsprachen – und ohne Zeitdruck geschult werden. CNC-Maschinen werden zunehmend komplexer und automatisierter und erfordern daher ein hohes Maß an Verantwortungsbewusstsein und spezifisches operatives Wissen des Bedieners.

Münichsdorfner konkretisiert: „In der Praxis ist es jedoch oft so, dass das Lösen problematischer Situationen nur theoretisch gelehrt werden kann. Die Antwort auf die Frage ‚Was muss ich tun, wenn…?‘ bleibt daher meist eine unkonkrete Floskel, die für den Bediener viele Fragen offenlässt. Am Digitalen Zwilling können jedoch genau diese Situationen praxisnah und intensiv trainiert werden, um den Mitarbeitern mehr Vertrauen zu geben und die Bedienung effektiver und sicherer zu gestalten.“

Die virtuelle CNC-Steuerung ist kein nachprogrammiertes Interface – es handelt sich um die identische Software, die auch auf der realen Maschine eingesetzt wird. Dadurch sind der komplette NC-Syntax und die vollständige Funktionalität der Steuerung auch in der virtuellen Umgebung verfügbar.

Produktivität ab Tag eins

„Die Inbetriebnahme einer neuen Maschine ist oft ein langwieriger und schwer planbarer Prozess, bis die gewünschte Produktivität erreicht wird“, so Münichsdorfner weiter. Meist wird erst nach der physischen Anlieferung der Maschine ein Postprozessor entwickelt, NC-Programme erstellt und die ersten Werkstücke bearbeitet.

Der Digitale Zwilling vermeidet diesen langen Anlauf, in dem er bereits vor der Maschinenabnahme vom Werkzeugmaschinenhersteller zur Verfügung gestellt werden kann. Dadurch kann der virtuelle Inbetriebnahmeprozess in Ruhe starten und Unternehmen können ab dem ersten Tag nach der Maschinenabnahme produktiv arbeiten.

Die virtuelle CNC-Steuerung interpoliert jede Bewegung identisch zur echten Maschine. Daher erkennt der Digitale Zwilling zuverlässig potenzielle Kollisionen und Bauteilverletzungen.

Grenzenlose Möglichkeiten für die Fertigung

Der Digitale Zwilling eröffnet auch neue Wege für die globalisierte Fertigung und schafft mehr Flexibilität in der Arbeitswelt. Durch die Möglichkeit, ortsunabhängig zu arbeiten, können CAM-Programmierer vom Homeoffice aus agieren, Unternehmen können qualifizierte Mitarbeiter auch in infrastrukturschwachen Regionen einstellen. In einer globalisierten Welt können Firmen zentral an einem Standort programmieren und fertige NC-Programme über das Stammwerk an entfernte Maschinenstandorte schicken.

Eine strategische Entscheidung

Wie man erkennt, ist der Digitale Zwilling nicht nur ein weiteres Softwaremodul im Prozess, sondern eine völlig neue Technologie, die die moderne Fertigung heute und in Zukunft revolutioniert. „Unternehmen stehen damit wieder vor einer Entscheidung, ähnlich wie vor einigen Jahren, als es um die strategische Entscheidung für die Investition in eine CAM-Software ging. Doch ein einfaches Ja zu dieser Technologie reicht nicht aus. Es bedarf einer leistungsfähigen Softwareumgebung, um den gesamten Maschinenpark zu digitalisieren, und eines Partners, der dieses Projekt erfolgreich mit dem Unternehmen umsetzt.“

Pimpel begleitet mit seiner hersteller- und steuerungsunabhängigen CHECKitB4-Plattform sowie seiner langjährigen Erfahrung Unternehmen auf ihrem Weg des digitalen Wandels. „Gemeinsam mit den Kunden entwickeln wir gezielte Digitalisierungskonzepte, die den erfolgreichen Einsatz dieser Technologie unterstützen – von der Implementierung bis hin zu allen notwendigen Managementmaßnahmen“, so Andreas Münichsdorfner abschließend.