Zerspanungstechnik
anwenderreportage
Wie digitale Zwillinge den Maschinenbau neu definieren – Hage und Siemens denken Schweißwulstentfernung bei voestalpine neu
Produktivität rauf, CO₂ runter, Stress raus: Digitale Zwillinge, virtuelle Inbetriebnahme und durchgängiges Engineering sind längst keine Zukunftsvision mehr – sie entscheiden heute über Effizienz, Qualität und Wettbewerbsfähigkeit im Maschinenbau. Wie konsequent diese Themen in der Praxis umgesetzt werden können, zeigt ein aktuelles Projekt von Hage Sondermaschinenbau, Siemens Österreich und der voestalpine Turnout Technology Zeltweg. Entstanden ist eine Sonderanlage, die nicht nur technisch Maßstäbe setzt, sondern auch den Arbeitsalltag der Mitarbeiter deutlich erleichtert, die Produktivität verdoppelt und gleichzeitig die CO₂-Bilanz verbessert. Ein Paradebeispiel dafür, was möglich ist, wenn drei österreichische Unternehmen ihre Kompetenzen bündeln.
Automatisierte Schweißwulstentfernung: Die von Hage entwickelte Sonderanlage entfernt bei der voestalpine Turnout Technology in Zeltweg Schweißwülste an geschweißten Schienensystemen aus Schienenstahl R260, R350 und R400 vollautomatisch mittels Fräsprozess. (Bilder: x-technik)
Siemens-Technologie im Einsatz
Für die Entwicklung und den Betrieb der Sonderanlage setzt Hage Sondermaschinenbau auf eine durchgängige Siemens-Technologieplattform. Zentraler Vorteil der Siemens-Lösung ist die durchgängige Lösung für Simulation und Umsetzung von Design bis zur Inbetriebnahme und beispielsweise der Einbindung des TIA Portals (Totally Integrated Automation Portal) als Engineering-System. Das ermöglicht die vollständige Integration von Steuerung, Antriebstechnik, Sicherheit und Visualisierung in die Simulationsumgebung. Die virtuelle Planung und Inbetriebnahme erfolgen mit Create MyVirtual Machine und Run MyVirtual Machine , wodurch Maschinenfunktionen bereits vor dem realen Aufbau getestet und optimiert werden können.
Als CNC-Steuerung kommt Sinumerik ONE zum Einsatz – ein High-End-CNC-System für hochproduktive Werkzeugmaschinen mit integriertem Digitalen Zwilling. Ergänzt wird das System durch SIMOTICS-Motoren und SINAMICS-Antriebe , die für eine präzise, dynamische und energieeffiziente Bewegungsführung sorgen. Die durchgängige Abstimmung von Software und Hardware bildet die Grundlage für hohe Prozesssicherheit, kurze Inbetriebnahmezeiten und eine zukunftsfähige Maschinenarchitektur.
Bei Hage Sondermaschinenbau in Obdach ist digitales Engineering kein Add-on, sondern fester Bestandteil der Unternehmens-DNA. Der familiengeführte Sondermaschinenbauer in zweiter Generation entwickelt und realisiert mit rund 150 Mitarbeitern hochkomplexe Anlagen – konsequent „alles aus einer Hand“. Von der Konstruktion über die Fertigung und Montage bis hin zur Inbetriebnahme und zum Service erfolgt die komplette Wertschöpfung am Standort in der Steiermark. Branchenübergreifend ist Hage unter anderem in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, in der Bauindustrie sowie der Railway-Industrie tätig und setzt dabei auf maßgeschneiderte Sonderlösungen statt Standardkonzepte.
Shortcut
Aufgabenstellung: Manuell geprägte, körperlich anstrengende und laute Schweißwulstentfernung an geschweißten Schienensystemen mit begrenzter Produktivität und hoher Emissionsbelastung.
Lösung: Entwicklung einer voll automatisierten Sondermaschine durch Hage Sondermaschinenbau auf Basis durchgängiger Siemens-Technologie inklusive virtuellem Engineering, Digitalem Zwilling und CNC-gestütztem Fräsprozess.
Nutzen: Verdoppelung der Produktivität, deutliche Entlastung der Mitarbeiter, reduzierter Lärm- und Emissionsausstoß sowie hohe Prozesssicherheit und Zukunftsfähigkeit der Fertigung.
Durchgängiges Engineering als Grundlage
Gerade die hohe Fertigungstiefe und das breite technologische Know-how bilden die Grundlage dafür, neue Wege im Maschinenbau zu gehen. Digitale Planung, Simulation und virtuelle Inbetriebnahme sind bei Hage keine Zukunftsthemen, sondern seit Jahren etablierte Werkzeuge. Ziel ist es, Sondermaschinen bereits virtuell so realitätsnah abzubilden, dass sie beim Kunden vom ersten Tag an stabil, sicher und produktiv laufen.
Ein zentraler Baustein dafür ist die enge Partnerschaft mit Siemens Österreich. In der Siemens-Software- und Hardware-Welt findet Hage eine durchgängige Plattform, um Mechanik, Steuerung, Antriebstechnik und Sicherheit in einem System zusammenzuführen. Wichtig dabei ist vor allem die Möglichkeit der Integration der unterschiedlich verwendeten Softwarelösungen von Siemens untereinander von CAD bis hin zum simulierten Einfahren neuer Teile der in Betrieb genommenen Maschine. Das erlaubt jederzeit vollständigen Zugriff auf die gesamte Automatisierungsumgebung und bringt maximale Flexibilität, Prozesssicherheit und Kosteneffizienz – von Planung über Engineering bis hin zum optimierten Betrieb.
Virtuelles Engineering in der Praxis: Bereits in der Entwicklungsphase wird die Sondermaschine bei Hage vollständig digital aufgebaut und mit der „Siemens-Welt“ virtuell in Betrieb genommen. Das ist die Grundlage für kurze Inbetriebnahmezeiten und hohe Prozesssicherheit.
Antriebstechnik präzise abgestimmt:SIMOTICS-Motoren und SINAMICS-Antriebe sorgen für dynamische Bewegungen, hohe Genauigkeit und energieeffizienten Betrieb der Sondermaschine.
Virtuell geplant, real umgesetzt
„Für uns ist entscheidend, dass wir die Maschine schon virtuell exakt so abbilden können, wie sie später beim Kunden steht“, beschreibt Klaus Baumgartner, verantwortlich für die Steuerungstechnik bei Hage. Mithilfe von Create MyVirtual Machine wird die komplette Sonderanlage digital aufgebaut, getestet und optimiert. Bewegungsabläufe, Kinematik, Steuerungslogik und Sicherheit lassen sich so bereits vor dem realen Aufbau validieren.
Der nächste Schritt folgt mit Run MyVirtual Machine: Die virtuelle Inbetriebnahme läuft parallel zur realen Entwicklung der Anlage. Fehler, Kollisionen oder logische Schwachstellen werden frühzeitig erkannt – lange bevor sie in der realen Maschine Zeit und Geld kosten könnten. „Das reduziert Risiken massiv und verkürzt die Inbetriebnahme beim Kunden deutlich“, so Baumgartner weiter.
Digitale Zwillinge im Einsatz: Mit Create MyVirtual Machine und Run MyVirtual Machine von Siemens werden Bewegungsabläufe, Kinematik und Steuerungslogik bereits vor dem realen Aufbau realitätsnah mit echtem NC-Kern getestet.
Durchgängige Siemens-Technologie: TIA Portal als zentrale Engineering-Plattform von Siemens verbindet Steuerung, Antriebstechnik, Safety und Visualisierung zu einem durchgängigen Automatisierungssystem. (Anm.: im Bild links Maximilian Naderer und Klaus Baumgartner)
Entlastung für die Mitarbeiter: Der ehemals manuelle, körperlich sehr anstrengende Prozess wurde vollständig automatisiert. Der Fräsprozess ersetzt zukünftig die manuelle Nachbearbeitung komplett und reduziert Lärm-, Staub- und CO₂-Emissionen in der Fertigung deutlich.
Klaus Baumgartner
Steuerungstechnik, Hage Sondermaschinenbau GmbH
„Das Projekt zeigt, wie wichtig virtuelles Engineering im Sondermaschinenbau geworden ist. Durch die vollständige digitale Vorabprüfung konnten wir Risiken minimieren und die Phase von Design bis zur Inbetriebnahme deutlich verkürzen – ein klarer Vorteil für uns und den Kunden.“
Siemens als Technologiepartner
Dass dieser Ansatz funktioniert, liegt auch an der engen Zusammenarbeit mit Siemens Österreich. Für Maximilian Naderer, Digital Industries/Machine Tool Systems, ist das Projekt ein typisches Beispiel für modernen Sondermaschinenbau: „Maschinenbauer wie Hage brauchen heute keine Insellösungen, sondern eine durchgängige Plattform – mit der vom Design über das Engineering bis zum Betrieb simuliert und umgesetzt werden kann.“
Neben der Software kommt auch die Hardware vollständig aus dem Siemens-Portfolio. Eingesetzt werden unter anderem SIMOTICS-Motoren, SINAMICS-Antriebe sowie die High-End-CNC-Steuerung Sinumerik ONE. Letztere gilt als zukunftsweisendes CNC-System für hochproduktive Werkzeugmaschinen und bildet die Basis für Digitale Zwillinge auf CNC-Ebene. Gerade im Sondermaschinenbau mit komplexen Bewegungsabläufen zahlt sich diese Kombination aus. Antriebe, Motoren und Steuerung sind perfekt aufeinander abgestimmt, was sich nicht nur in der Performance, sondern auch in der Prozessstabilität bemerkbar macht. „Gleichzeitig schafft das System die Grundlage für zukünftige Erweiterungen“, geht Naderer auf einen Aspekt ein, der für Endkunden zunehmend an Bedeutung gewinnt.
Entlastung für die Mitarbeiter: Der ehemals manuelle, körperlich sehr anstrengende Prozess wurde vollständig automatisiert. Der Fräsprozess ersetzt zukünftig die manuelle Nachbearbeitung komplett und reduziert Lärm-, Staub- und CO₂-Emissionen in der Fertigung deutlich.
High-End-CNC für Sondermaschinen: Die Sinumerik ONE von Siemens bildet das Herzstück der Anlage und ermöglicht hochproduktive Fräsprozesse mit integriertem Digitalem Zwilling. (Anm.: im Bild links Klaus Baumgartner und Franz Zlabinger)
Produktivität deutlich gesteigert: Durch die Automatisierung konnte die Taktzeit halbiert und die Produktivität bei der Schweißwulstentfernung verdoppelt werden. (Anm.: im Bild Anlagenbediener Christian Meister)
Maximilian Naderer
Digital Industries/Machine Tool Systems, Siemens AG
„Entscheidend war hier die enge Zusammenarbeit aller Beteiligten. Gemeinsam konnten wir zeigen, wie moderne, virtuell geplante CNC- und Automatisierungstechnik reale Produktivitätsgewinne in der Fertigung bringt – umgesetzt am Standort Österreich.“
Vom virtuellen Modell zur realen Anwendung
Was virtuell geplant und getestet wurde, bewährt sich heute im realen Produktionsalltag bei der voestalpine Turnout Technology Zeltweg GmbH. Der steirische Standort ist Teil des Geschäftsbereichs voestalpine Railway Systems und zählt international zu den führenden Systemlieferanten für Weichen, Gleisverbindungen, Kreuzungen und komplette Gleislayouts.
Gerade diese hohe Variantenvielfalt und die anspruchsvollen Qualitätsanforderungen stellen besondere Ansprüche an die Fertigung. Ein zentraler Prozessschritt ist dabei das Stumpfschweißen von Schienensystemen, bei dem nach dem Schweißvorgang ausgeprägte Schweißwülste entstehen. Deren Entfernung war bislang ein überwiegend manueller, körperlich äußerst belastender Schleifprozess. Zudem sehr laut, zeitintensiv und mit entsprechenden Emissionen verbunden.
Genau hier setzt die von Hage Sondermaschinenbau entwickelte Sonderanlage an. Sie automatisiert die Schweißwulstentfernung vollständig und ersetzt das manuelle Abmeißeln und Schleifen durch einen reproduzierbaren Fräsprozess.
Präziser Fräsprozess: Die Schweißwülste an den geschweißten Schienensystemen werden reproduzierbar und vollautomatisch durch Fräsen entfernt.
Partnerschaft auf Augenhöhe: Hage, Siemens und voestalpine arbeiteten von der Konzeptphase bis zur Inbetriebnahme eng zusammen und realisierten gemeinsam eine maßgeschneiderte Lösung.
Franz Zlabinger
Leitung Modulsupport, voestalpine Turnout Technology Zeltweg GmbH
„Wir haben die Produktivität verdoppelt, unsere Mitarbeiter spürbar entlastet und gleichzeitig Emissionen reduziert. Das Ergebnis ist hervorragend und bildet die Basis für weitere Automatisierungsschritte.“
Schweißwulstentfernung neu gedacht
Die von Hage entwickelte Sonderanlage automatisiert diesen Prozess vollständig. Die Schweißwülste werden präzise gefräst – reproduzierbar und mit konstant hoher Qualität. Für Franz Zlabinger, Vice President Production bei voestalpine Turnout Technology Zeltweg, ist der Nutzen klar messbar: „Wir konnten die Kapazität in diesem Prozessschritt verdoppeln. Gleichzeitig werden unsere Mitarbeiter massiv entlastet.“
Doch nicht nur die Produktivität spricht für die neue Lösung. Der Bearbeitungsprozess ist deutlich leiser als die bisherige manuelle Bearbeitung, was sich positiv auf die Arbeitsumgebung auswirkt. Zudem verbessert sich die Umweltbilanz: Der automatisierte Prozess arbeitet effizienter, sauberer und reduziert den CO₂-Ausstoß spürbar.
Digitaler Zwilling im Einsatz: Der digitale Zwilling der Sonderanlage wird bei der voestalpine für das Einfahren neuer Schienentypen, Prozessoptimierungen und zur sicheren Vorbereitung von Anpassungen genutzt.
Sondermaschinenbau „alles aus einer Hand“: Hage entwickelt, fertigt und nimmt komplexe Sonderanlagen am Standort Obdach in Betrieb – von der Konstruktion bis zum Service.
Anwender: Hage
Die Hage Sondermaschinenbau GmbH mit Sitz in Obdach ist ein familiengeführter Sondermaschinenbauer in zweiter Generation mit rund 150 Mitarbeitern. Das Unternehmen entwickelt und realisiert maßgeschneiderte Sondermaschinen konsequent „alles aus einer Hand“ – von der Konstruktion über Fertigung und Montage bis hin zur Inbetriebnahme und zum Service. Branchenübergreifend tätig, u. a. in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, in der Bauindustrie und in der Railway-Industrie, setzt Hage seit Jahren konsequent auf Digitalisierung und virtuelles Engineering.
Hage Sondermaschinenbau GmbH
Hauptstraße 52e
A-8742 Obdach
https://www.hage.at
Zufriedener Blick nach vorne
Bei der voestalpine zeigt man sich entsprechend zufrieden. Die Anlage läuft stabil, liefert konstant gute Ergebnisse und hat sich in kurzer Zeit bewährt. „Für uns ist das ein echter Technologiesprung“, freut sich Zlabinger. Entsprechend denkt man in Zeltweg bereits über Nachfolgeprojekte und weitere Automatisierungsschritte nach. Auch das ist ein Ergebnis der digitalen Planung und der modularen Auslegung der Maschine.
Dass diese Lösung entstanden ist, liegt nicht zuletzt an der engen Zusammenarbeit aller Beteiligten. Maschinenbauer, Technologiepartner und Endanwender waren von Beginn an eng eingebunden, Anforderungen wurden klar definiert und im virtuellen Raum gemeinsam validiert. Das Ergebnis ist eine Sondermaschine, die exakt auf den Bedarf zugeschnitten ist.
Durchgängigkeit als Erfolgsfaktor: Die Kombination aus Siemens-Software und -Hardware ermöglicht Hage ein vollständig integriertes Engineering und bildet die Basis für effiziente Sondermaschinenkonzepte.
Enge Technologiepartnerschaft: Hage Sondermaschinenbau setzt seit Jahren auf Siemens als Technologiepartner – von der virtuellen Planung über das Engineering bis zur Antriebs- und CNC-Technik.
Drei Partner, ein gemeinsames Ziel
Am Ende steht mehr als nur eine technisch anspruchsvolle Maschine. Das Projekt zeigt, wie leistungsfähig der Industriestandort Österreich ist, wenn Kompetenzen gebündelt werden. Hage Sondermaschinenbau, Siemens Österreich und die voestalpine Turnout Technology Zeltweg haben gemeinsam eine Lösung entwickelt, die Produktivität steigert, Mitarbeiter entlastet und gleichzeitig nachhaltiger ist.
Oder anders gesagt: virtuell geplant, real erfolgreich – und ein starkes Signal für die Zukunft des heimischen Maschinen- und Anlagenbaus.
Produkte im Einsatz
Siemens AG Österreich TIA Portal
Egal, was für das Engineering innovativer Maschinen benötigt wird – das Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) enthält es. Es ermöglicht den vollständigen Zugriff auf die gesamte digitalisierte Automatisierung, von der digitalen Planung über integriertes Engineering bis hin zum transparenten Betrieb. Mit dem TIA Portal lassen sich wertvolle Wettbewerbsvorteile sichern.
Siemens AG Österreich Sinumerik One
Sinumerik ONE ist ein High-End-CNC-System für hochproduktive Werkzeugmaschinen mit integriertem Digitalen Zwilling.
Siemens AG Österreich Run MyVirtual Machine
Mit Run MyVirtual Machine, dem digitalen Zwilling der Sinumerik One, werden NC-Programme auf dem digitalen Zwilling der Maschine erstellt, validiert und optimiert – offline am PC. Gleichzeitig steht eine ideale Plattform für Aus- und Weiterbildung zur Verfügung.
Siemens AG Österreich Create MyVirtual Machine
Mit Create MyVirtual Machine und Run MyVirtual Machine von Siemens werden Bewegungsabläufe, Kinematik und Steuerungslogik bereits vor dem realen Aufbau realitätsnah mit echtem NC-Kern getestet.
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