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Integrierte Fertigung
Siemens Schweiz AG: Maschinenintegration in komplexe PLM-Abläufe
27.10.2011 | Redakteur: Bernhard Herzog
>> Die Siemens-Division Drive Technologies zeigte an der EMO mit Sinumerik Integrate umfassende Möglichkeiten, um Werkzeugmaschinen in Kommunikations-, Engineering- und Produktionsprozesse der spanabhebenden Fertigung einzubinden. Mit neuen Funktionen für Sinumerik 840D sl wird die Produktivität bei komplexen Maschinenapplikationen weiter gesteigert.
her. Eine Integration der Maschinen- und Fertigungsdaten in den Workflow eines Unternehmens von der Entwicklung und Beschaffung bis hin zu Fertigung und Verkauf wird zunehmend wichtiger zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit von produzierenden Unternehmen.
Nur mit einer Gesamtsicht auf den Produktionsprozess eines Unternehmens bis hin zum Span erhält man die Transparenz, Schwachstellen zu erkennen, sie zu beseitigen und einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu entwickeln. Die Integration der Werkzeugmaschine (WZM) in die Unternehmensprozesse ist dabei eine wesentliche Voraussetzung für eine schlanke und effiziente Fertigung.
Siemens bietet eine umfassende Produktlandschaft zur Engineering- und Prozessunterstützung bei Werkzeugmaschinen, die mit Sinumerik Integrate nun unter einem Dach zusammengeführt wird. Mit dieser Lösung können Daten von Werkzeugmaschinen einfach, schnell und sicher in die Unternehmensprozesse eingebunden werden. Durch die IT-Integration der Fertigungsprozesse sind der Fertigungsleiter, der Bediener an der Anlage, der Programmierer in der Arbeitsvorbereitung, der Instandhalter und der Maschinenbauer miteinander vernetzt und über definierte Prozesse in das Gesamtsystem integriert. Sinumerik Integrate bündelt dabei IT-nahe Funktionen in einer einheitlichen Prozess-Suite.
Sechs Module für alle Aspekte der Maschinenintegration
Unter dem Modul «Create-it!» werden die Lösungen zur Erstellung und Konfiguration von anwenderspezifischen Funktionen in die Bedien- und Programmieroberfläche Sinumerik Operate gebündelt. Auch die Programmierung von Schnittstellen zur WZM und zu einem Unternehmensserver ist Teil dieses Moduls. Es werden beispielsweise umfangreiche Funktionsbibliotheken angeboten mit der Möglichkeit, PLC-, NC- und HMI-Funktionen netzwerkweit zu nutzen. Der Schutz von technologischem Fertigungs-Know-how in der Werkzeugmaschine vor unberechtigtem Zugriff wird über das Modul «Lock-it!» geschützt. Beispiele sind ein Kopierschutz oder die sichere Verwahrung von Anwenderdaten mittels verschlüsselter Zyklen.
Das Modul «Run-it!» beinhaltet das gesamte Runtime-System zur Ausführung von individuellen Bildschirmoberflächen und von eigenen Compile-Zyklen auf dem NC-Kern. Auch die Steuerung der Antriebe sowie der Ablauf des virtuellen NC-Kerns (VNCK) gehören dazu. «Manage-it!» dient der Organisation und Verwaltung von NC-Programmen und Werkzeugen. Es umfasst die Lösungen rund um die Werkzeug-, Daten- und Programmverwaltung für eine schnelle und übergreifende Verfügbarkeit von Fertigungsinformationen. Schnelle NC-Programmbereitstellung über Netzwerk, die zentrale NC-Programmverwaltung und Ablage sind ebenso Kernfunktionen dieses Moduls wie eine Werkzeug-Istdaten-Übersicht. Hinzu kommen ein transparenter Werkzeugkreislauf für die gesamte Fertigung und der Anschluss von Werkzeugidentifikationssystemen.
Die einheitliche Kommunikationsschnittstelle rund um die Sinumerik-Steuerung wird mit «Access-it!» bereitgestellt. Das Modul erlaubt Fernzugriffe zur Diagnose der Maschine. Dies reduziert die Wiederinstandsetzungs-Zeiten, erhöht die Maschinenverfügbarkeit durch schnellen Online-Zugriff und bewirkt Einsparungen bei den Wartungskosten. Zudem können automatische Backups an die übergelagerte Datensicherungssoftware über Nacht initiiert oder dezentral entstandene Daten wie etwa lokale NC-Programme automatisch eingesammelt werden. Der Nutzen besteht in geringeren Stillstandszeiten und einer Verhinderung von Datenverlust bei Komponentenausfall. Mit dem Modul «Analyze-it!» stehen leistungsfähige Funktionen zur zustandsbasierten Instandhaltung sowie für kennzahlenbasierte Analyse-Funktionen zur Verfügung. Durch die kontinuierliche Auswertung von Daten im Fertigungsprozess können Maschinenlaufzeiten erhöht werden. Mit einer zustandsorientierten Instandhaltung werden Ausfall- und Stillstandszeiten verringert. Ausserdem erlaubt dieses Modul eine Auswertung von Kennzahlen über den Verschleiss mechatronischer Komponenten.
Einbindung in Prozesse des Kunden
Der Werkzeugmaschinenhersteller (OEM) profitiert mit Sinumerik Integrate von unterschiedlichen Möglichkeiten zur maschinenspezifischen Optimierung der Sinumerik-Steuerungen hinsichtlich Technologie, Programmierung und Bedienung. Seine Maschinen lassen sich schnell, einfach und effizient auch in umfassende Produktions- und Kommunikationsprozesse der Kunden einbinden. Aber auch Betreiber von Werkzeugmaschinen können mit Sinumerik Integrate die Integration der Maschinen in eine komplexe, vorhandene Unternehmens-IT selbst vornehmen. Sie profitieren von einer höheren Produktivität und Verfügbarkeit ihres Maschinenparks bei insgesamt niedrigeren Produktionskosten.
Die Zusammenführung aller IT-relevanten Funktionen der CNC-Steuerung einer Werkzeugmaschine in einer Prozess-Suite erleichtert die technische und organisatorische Umsetzung strategischer Konzepte eines innovativen PLM-Prozesses. Die Werkzeugmaschinen sind effektiver in Betrieb zu nehmen und sind über den gesamten Lebenszyklus hinweg innerhalb der kompletten PLM-Prozesskette produktiver, einfacher anzupassen und effizienter zu optimieren.
Sinumerik 840D sl: Multitaskingfähige Systemplattform
Ein weiterer EMO-Schwerpunkt waren die Verbesserungen der Performance und Bedienbarkeit bei der Sinumerik 840D sl. Die nun integrierte Funktionalität für die Komplettbearbeitung macht die jeweilige Bearbeitung auf Multitasking-Maschinen, wie Fräs-Drehmaschinen oder Dreh-Fräsmaschinen, in einem Arbeitsgang einfacher und wirtschaftlicher. Mit der Bedientafel OP 019 können über eine moderne Touch-Bedienung Funktionen selbst in Arbeitshandschuhen ausgelöst werden.
Die Systemplattform Sinumerik 840D sl bietet umfassende Funktionen für Werkzeugmaschinen. Die Steuerung kann für unterschiedliche Metallbearbeitungstechnologien wie Drehen, Bohren, Fräsen, Schleifen, Lasern, Nibbeln, Stanzen sowie in Multitasking-Maschinen, z. B. im Fräs-Drehen oder Dreh-Fräsen, eingesetzt werden. Sinumerik bietet dabei höchste Produktivität von der Werkstatt- bis zur Grossserienfertigung in Kombination mit besten Oberflächen im Werkzeug- und Formenbau.
Drehfunktionalität für Fräsen – Fräsfunktionalität für Drehen
Die integrierte Funktionalität für die Komplettbearbeitung ist für verschiedene Maschinenkinematiken einfach konfigurierbar und ermöglicht die Fertigung in unterschiedlichen Technologien ohne zeitaufwendiges Umspannen der Werkstücke auf einer Maschine. Die Bedienoberfläche Sinumerik Operate bietet dafür eine integrierte Drehfunktionalität für das Fräsen und eine integrierte Fräsfunktionalität für das Drehen, ergänzt durch neue Messzyklen mit animierten Elementen (Animated Elements). Das einheitliche «Look&Feel» erlaubt eine homogene Bedienung in allen Technologien und Programmierarten wie DIN- und Arbeitsschrittprogrammierung bei ShopMill und ShopTurn oder bei der Hochsprachenprogrammierung mit «Program Guide». Die Werkzeugverwaltung stellt dabei das einfache Handhaben sämtlicher Dreh- und Fräswerkzeuge sowie so genannter Multitools in einer durchgängigen Oberfläche sicher. Die Programmierung wurde um das Ausrichten und Anstellen von Dreh- und Fräswerkzeugen sowie von Dreh- und Fräszyklen inklusive Konturprogrammierung ergänzt. Auch die Simulation von Multitasking-Programmen unterstützt den Bediener und bietet damit noch mehr Effizienz in der Bearbeitung.
Handschuhbedienung kein Problem
Das neue Sinumerik-Bedienpanel OP 019, ergänzt um die neue Power Control Unit PCU 50.5, ermöglicht durch eine moderne Touchbedienung eine schnelle Tastenauslösung auf der grossflächigen 19-Zoll-Glasfront in Schutzart IP66 – selbst bei Handschuhbedienung. Das Design wird ergänzt durch breite LEDs, die jeden Tastendruck unabhängig vom Blickwinkel sofort kenntlich machen. Eine integrierte Tastensperre schützt gegen Fehlbedienung. Mit dem neuen OP 019 kann auf Basis der Bedienoberfläche Sinumerik Operate ein Maschinengrundbild mit 3 bzw. 4 Kanälen und bis zu 13 Achsen angezeigt werden.
Als weitere Neuerung gibt es eine leistungsgesteigerte Variante der Sinumerik 840D sl, die noch mehr Performance in der Bearbeitung bietet. Die Sinumerik 840D sl unterstützt die neuen Funktionalitäten des Energieeffizienz-Pakets «Sinumerik Ctrl-Energy» (siehe Kasten) sowie die IT-nahen Funktionen der Software-Suite Sinumerik Integrate. <<
Mit der neuen Sinumerik 828D ergänzt Siemens Drive Technologies seine Reihe für Werkzeugmaschinensteuerungen um ein Modell für die Kompaktklasse. Die Steuerung verfügt über anspruchsvolle CNC-Funktionen wie kinematische Transformationen und eine leistungsfähige Werkzeugverwaltung. CNC, PLC, Bedientafel und die Achsregelung für sechs CNC-Messkreise sind in einer robusten Bedientafelsteuerung zusammengefasst.
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Die Siemens Schweiz AG präsentierte nebst dem Automatisierungs-system Sinumerik auch PLM-Software sowie eine intelligente Löschanlage für Werkzeugmaschinen.
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Dieses Video veranschaulicht, die Funktionsweisen eines Parallelgreifers und die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten für effizientes Greifen in der automatisierten Fertigung.
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