Pimpel CHECKitB4: Mit Teamwork den Digitalisierungsturbo zünden

Mit CHECKitB4 brachte die Pimpel GmbH eine Digitalisierungslösung auf den Markt, die nicht nur die Kinematik einer Werkzeugmaschine, sondern deren gesamte DNA inklusive der Parametrisierung der Steuerung berücksichtigt.

Friedrich Pimpel
Gründer und CEO der Pimpel GmbH

„Wir alle würden natürlich am liebsten weiterhin „Business as usual“ machen, aber die Gesamtsituation spitzt sich immer mehr zu. Letztendlich werden wir alle dazu gezwungen sein, den Digitalisierungsturbo zu zünden und wirklich revolutionäre Schritte zu setzen.“

Die Pimpel GmbH beschäftigt sich schon seit vielen Jahren mit der Virtualisierung von Fertigungsprozessen. Den ersten lauffähigen Digitalen Zwilling einer mit einer Siemens-Steuerung ausgestatteten CNC-Werkzeugmaschine präsentierten die Niederösterreicher bereits im Jahre 2005. Seither gesellten sich Hunderte weitere, als Basis für gezielte Optimierungsmaßnahmen dienende 1:1-Abbilder hinzu. Wobei bei diesen Kopien der Realität stets versucht wurde, so viele Details wie nach aktuellem Stand der Technik nur irgendwie möglich einfließen zu lassen. Denn eine klassische CAM-Simulation war Friedrich Pimpel und seinem Team von Anfang an zu wenig. „Wir wollten vor allem auch diese Unsicherheit 'stimmt der NC-Code oder nicht' geklärt haben“, verrät der Gründer eines Unternehmens, das sich in all seinem Tun dem Slogan „get the work flow” verschrieb.

Demzufolge brachte man mit CHECKitB4 eine Digitalisierungslösung auf den Markt, die nicht nur die Kinematik einer Werkzeugmaschine, sondern deren gesamte DNA inklusive der Parametrisierung der Steuerung berücksichtigt. Durch das Booten aller zur Verfügung stehenden maschinenspezifischen Parameter am PC steht bei mithilfe von CHECKitB4 zu realitätsgetreuem Leben erweckten virtuellen Maschinen neben der Kollisionsfreiheit im Arbeitsraum, der Werkstückgeometrie sowie dem Bewegungsverhalten von Achsen vor allem auch eines am Prüfstand: Die syntaktische Korrektheit und Ablauffähigkeit des verwendeten NC-Programms. Damit werden vor dem Übergang in den Live-Betrieb zusätzliche Weichen zur Erhöhung der Prozesssicherheit gestellt.

Laut Friedrich Pimpel ginge aber noch weitaus mehr, wenn Maschinenhersteller, Steuerungsanbieter und Systemintegratoren intensiver zusammenarbeiten und an einem gemeinsamen, kundenfreundlichen Strang ziehen würden: „Ideal wäre es, wenn alle Technologielieferanten parallel zu ihren physischen Produkten gleich auch detailgetreue digitale Abbilder erschaffen würden, die sie den Kunden als Plug-ins zur Verfügung stellen. Dies wäre auf Herstellerseite einfach zu realisieren und könnte als Mehrwert mitverkauft werden. Wir als Systemintegrator würden dann all diese Einzellösungen in unsere CHECKitB4-Plattform integrieren sowie darüber hinausgehend für entsprechende Schnittstellen zu Werkzeugdatenbanken, zu CAM-Systemen und anderen wesentlichen Bestandteilen des großen Ganzen sorgen“, malt der CEO der Pimpel GmbH sein Wunschszenario einer einfacher optimierbaren Fertigungswelt. Derzeit sei die Herstellung durchgängiger Workflows noch viel zu kompliziert und mit erheblichen zeitlichen sowie finanziellen Aufwänden verbunden.

Um einen idealen Workflow zu erreichen, wären laut Friedrich Pimpel alle zeitintensiven Vorgänge an der Maschine in die Arbeitsvorbereitung einzugliedern.

Digitale Zwillinge mit „Leben“ befüllen

Die ersten Digitalisierungsraketen wurden zwar schon gezündet, aber der „richtige Umbruch“ stehe erst bevor: „Meiner Einschätzung nach befinden wir uns derzeit noch in der Aufwärmphase, wenn es um das Ausreizen des technisch Machbaren geht“, urteilt der Niederösterreicher. Vor allem beim Aufbau geschlossener Feedback Loops stünde man noch am Anfang. „Einen Digitalen Zwilling einer Werkzeugmaschine zu erstellen, um ihn als Vorlage oder Experimentierumgebung zu nutzen, ist das eine. Diesen aber parallel zum realen Fertigungsgeschehen up-to-date zu halten, indem man ihn mit sämtlichen Informationen zu den eingesetzten Werkzeugen, Spannmitteln sowie dem restlichen Environment füttert, das weitaus herausforderndere andere“, gibt Friedrich Pimpel zu bedenken. Seiner Meinung nach sollten in einem virtuellen Werkzeugmaschinen-Klon beispielsweise auch präzise Angaben dazu hinterlegt sein, welche Backen auf welchem Schraubstock aufsetzbar sind bzw. wie weit sich diese öffnen lassen und ob die gewählten Spannmittel überhaupt die für eine Hochpräzisionsbearbeitung notwendigen Haltekräfte sicherstellen können.

„Wenn ein Maschinenbediener feststellt, dass ein bestimmtes Tool nicht so funktioniert, wie es eigentlich sollte und dieses Problem im Alleingang löst, ohne sein Wissen an andere Stellen weiterzuleiten, könnte es passieren, dass der Programmierer ein weiteres Mal mit falschen Annahmen plant bzw. simuliert“, spricht sich der weithin geschätzte Spezialist für Workflow-Optimierungen für eine vermehrte Einbeziehung qualifizierter, auf persönlichen Erfahrungswerten basierenden Feedbacks aus. Denn derzeit sei man noch viel zu häufig in Einbahnstraßen unterwegs, in denen die Informationen lediglich in eine Richtung – zur Fertigung hin, aber nicht mehr zurück – fließen.

Eine zentrale Datenbank für alles

Um auch entsprechende Feedbackschleifen systematisch generieren zu können, schwebt Friedrich Pimpel als Vision die Einrichtung einer zentralen Datenbank vor, in die alles eingepflegt wird, was an weiterführenden Details zur Verfügung steht: angefangen von sämtlichen Digitalen Zwillingen, die die Grundausstattung einer Werkzeugmaschine virtuell widerspiegeln bis hin zu prozessrelevanten Hinweisen zum aktuellen Status des gesamten Systems. Wann und bei welchen Jobs wurde ein bestimmtes Werkzeug verwendet? Welche Erfahrungen wurden damit gemacht? Musste der Bediener bei einem bestimmten Material immer wieder den Vorschub korrigieren? Solche Einzelheiten sollten seiner Empfehlung nach so dokumentiert werden, dass anders als bei einer reinen Werkzeugdatenbank üblicherweise der Fall, außer dem Werkzeugvoreinsteller, dem CAM-Programmierer und dem Produktionsleiter auch noch weitere Abteilungen darauf Zugriff haben.

„Während die einen mit grafischen Darstellungen, Geometriedaten sowie mit der Auskunft, welche Werkzeugkomponenten in welcher Lade liegen, zu versorgen sind, könnte sich der Einkauf oder die Geschäftsführung eventuell daran interessiert zeigen, welche Tools eigentlich gar nicht zum Einsatz kommen bzw. bei welchen es den meisten Verschleiß gibt. Das heißt: Jeder soll die Informationen, die für ihn wichtig sind, aus demselben Datenpool ziehen können“, schlägt Pimpel vor.

Eine zentrale Datenbank für alles bedeute aber natürlich auch, dass sämtliche Werte, die intelligente Sensoren heutzutage zu erfassen imstande sind – wie Achs- und Spindellasten, Achsbeschleunigungen, Spindeldrehzahlen, Vibrationen und vieles andere mehr – ebenfalls in dieser zu berücksichtigen wären. Weitere Optimierungspotenziale, die es sich in naher Zukunft noch zu heben lohne, haben laut Friedrich Pimpel mit der zumindest Teilautomatisierung gewisser Programmierprozesse sowie mit Kollisionskontrollen direkt an der Maschine zu tun. Man arbeite bereits daran, heißt es dazu aus Bruck an der Leitha.