Nachhaltig digitalisieren mit dem Digitalen Zwilling

Das Ziel einer nachhaltigen Digitalisierung in der Fertigungsindustrie ist es, nicht wertschöpfende Zeit an der Maschine zu minimieren und eine schrittweise Automatisierung von Teilprozessen umzusetzen. Die Grundlage dafür ist der intelligente Einsatz des Digitalen Zwillings, der es ermöglicht, die richtigen Entscheidungen bereits in der digitalen Welt zu treffen. CheckitB4 von der Pimpel GmbH knüpft als Bindeglied an die Schlüsselstellen der Fertigung an und erstellt mit Bezug auf die reale Welt einen Digitalen Zwilling des aktuellen Prozesses.

Überprüfung der Machbarkeit: CHECKitB4 FIRSTSTEP ermöglicht es, die Auswahl des Set-ups (Maschine,
Werkzeug, Werkstück, Spannmittel) sowie die Optimierung der Produktivität im Vorfeld durchzuführen.

Überprüfung der Machbarkeit: CHECKitB4 FIRSTSTEP ermöglicht es, die Auswahl des Set-ups (Maschine, Werkzeug, Werkstück, Spannmittel) sowie die Optimierung der Produktivität im Vorfeld durchzuführen.

Markus Zwicklhuber
Technischer Direktor bei der Pimpel GmbH

„Wir können mit CHECKitB4 und dem Digitalen Zwilling eine durchgehende Fertigungsprozesskette garantieren und schaffen damit einen störungsfreien Übergang von der virtuellen in die reale Welt.“

Nicht alles, was im heutigen Sprachgebrauch damit bezeichnet wird, ist auch wirklich ein Digitaler Zwilling. Allgemein gesprochen versteht sich darunter eine digitale Repräsentanz eines materiellen oder immateriellen Objekts oder Prozesses aus der realen Welt in der digitalen Welt. Der momentane zu digitalisierende Vorgang ist allerdings stark vom aktuellen Stadium in einer Fertigungskette abhängig, weswegen es also auch nicht sinnvoll ist, von dem Digitalen Zwilling zu sprechen. Dieser ist nämlich kontextabhängig und muss sich simultan mit dem Prozess entwickeln. „Wir können mit CHECKitB4 und dem Digitalen Zwilling eine durchgehende Fertigungsprozesskette garantieren und schaffen damit einen störungsfreien Übergang von der virtuellen in die reale Welt“, erklärt Markus Zwicklhuber, Technischer Direktor bei Pimpel.

Mit CHECKitB4 lassen sich Steuerungsabläufe in ihrer vollen Funktionalität simulieren. So können NC-Programme inklusive aller Hochsprachenelemente u. a. auf syntaktische Korrektheit und Ablauffähigkeit geprüft werden.

Mit CHECKitB4 lassen sich Steuerungsabläufe in ihrer vollen Funktionalität simulieren. So können NC-Programme inklusive aller Hochsprachenelemente u. a. auf syntaktische Korrektheit und Ablauffähigkeit geprüft werden.

Wirtschaftlicher fertigen

Bereits in der Angebotsphase unterstützt der Digitale Zwilling mit der Präzision einer Maschinensimulation dabei, neue Kundenanfragen auf deren Machbarkeit zu prüfen. Planer benötigen weder die Expertise eines erfahrenen CAD/CAM-Anwenders noch einen NC-Code. Somit kann jegliches Spann- und Rüstszenario schnell und einfach per Take & Play realisiert werden. „Anwender müssen lediglich das Werkzeug mit der Maus über die Werkstückoberfläche führen“, so Zwicklhuber weiter. Hochentwickelte Machining-Algorithmen steuern dabei die Achsen des Digitalen Zwillings. So können mögliche Kollisionen oder Achsendlagen bereits im Vorfeld zuverlässig identifiziert werden, um richtige Entscheidungen zu treffen, die Zeit und Kosten sparen.

Mit einem Digitalen Zwilling ist es zudem möglich, die Flexibilität und Effizienz der NC-Programmierung zu steigern. An der virtuellen NC-Steuerung können nicht nur die NC-Programme aus dem CAM-System ergänzt, sondern auch werkstattorientierte NC-Programme erstellt werden (G-Code, Heidenhain Klartext, Shop Mill, Shop Turn oder Parameter-Programme). Um an der realen Maschine sofort in die Produktion überzugehen, werden neue oder bereits vorhandene NC-Programme bereits am Digitalen Zwilling der Werkzeugmaschine auf Kollisions- und Fehlerfreiheit überprüft. „Zudem können Programmierer in einer sicheren Umgebung NC-Programme optimieren“, zeigt Markus Zwicklhuber einen weiteren Nutzen auf.

Mit dem Digitalen Zwilling wird der Maschinenbediener endlich in die digitale Welt integriert. Alle Rüstinformationen stehen digital und in einer hohen Qualität zur Verfügung. Fehlende Informationen wie beispielsweise Maße, um ein Spannmittel richtig zu positionieren, können selbst entnommen werden. Zudem kann der Maschinenlauf bereits über einen Player betrachtet werden.

CHECKitB4 knüpft als Bindeglied an die Schlüsselstellen der Fertigung (CAD – CAM – Maschine) an und erstellt mit
Bezug auf die reale Welt einen Digitalen Zwilling
des aktuellen Prozesses.

CHECKitB4 knüpft als Bindeglied an die Schlüsselstellen der Fertigung (CAD – CAM – Maschine) an und erstellt mit Bezug auf die reale Welt einen Digitalen Zwilling des aktuellen Prozesses.

Optimierte und fehlerfreie NC-Programme

Mit CHECKitB4 lassen sich Steuerungsabläufe in ihrer vollen Funktionalität simulieren. „So können NC-Programme inklusive aller Hochsprachenelemente auf syntaktische Korrektheit und Ablauffähigkeit geprüft, die Kollisionsfreiheit im Arbeitsraum, die Werkstückgeometrie und das Bewegungsverhalten sicher bewertet sowie Programmlaufzeiten bestimmt werden. Auch hier unterscheidet sich CHECKitB4 eindeutig von der herkömmlichen CAM-Simulation“, zeigt Zwicklhuber einen wichtigen Faktor für höchste Prozesssicherheit auf.

Unmittelbar nach Erstellen des NC-Programms wird der NC-Code auf Basis des NC-Kernels von Siemens oder Heidenhain simuliert. Es läuft kein Interpreter im Hintergrund. Die Steuerung wird am PC mit all den maschinenspezifischen Parametern („Maschinen-DNA“ wie Achsparameter, Verfahrbegrenzungen, Sonderzyklen, Unterprogramme …) gebootet und das NC-Programm – wie an der Maschine – abgearbeitet. Lange bevor die Maschine gerüstet wird, können etwaige Fehler erkannt und behoben werden, ohne den Produktionsablauf zu stören.

Rüstinformationen stehen vollständig digital und in einer sehr hohen Qualität zur Verfügung.

Rüstinformationen stehen vollständig digital und in einer sehr hohen Qualität zur Verfügung.

Vor dem ersten Span kann die Bearbeitung auf absolute Prozesssicherheit getestet werden.

Vor dem ersten Span kann die Bearbeitung auf absolute Prozesssicherheit getestet werden.

Eine Lösung mit Zukunft

„Seit unserer Pionierzeit, als wir die Vision, eine CAM-Simulation mit einer NC-Steuerung zu verbinden, Realität werden ließen, haben wir sehr viel Erfahrung sowie konstruktives Kunden-Feedback aus erfolgreichen Projekten gesammelt. Beides berücksichtigen wir stets in unseren weiteren Entwicklungen. Heute ist CHECKitB4 eine der fortschrittlichsten Lösungen zur Digitalisierung von Werkzeugmaschinen“, unterstreicht Markus Zwicklhuber abschließend. „Unsere größte Stärke ist es, die Kunden dabei zu unterstützen, Fehler im Vorfeld zu erkennen, um zusätzliche Kosten oder Schäden zu verhindern. Mit unseren Apps etablieren wir den Digitalen Zwilling nicht nur am CAM-Arbeitsplatz, sondern auch bereits in der Angebotsphase und auf dem Shop Floor. Somit haben Anwender an jeder Station ihrer Fertigung maximale Sicherheit.“

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