Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 11/2016, 11.11.2016

Digitaler Maschinenzwilling

Mit dem digitalen Maschinenzwilling bietet Chiron die Möglichkeit, Optimierungsstrategien zu erarbeiten oder Prozessanalysen zu entwickeln, ohne kostbare reale Maschinenlaufzeit in Anspruch zu nehmen. Basis dafür ist die Steuerungstechnologie von Siemens.

(pi) Die digitalen Lösungen und Produkte der Chiron Group wie «DataLine», «ProcessLine» und «RemoteLine» bieten dezentrale Maschinen- und Prozessdiagnosen, simulieren und optimieren komplexe Bearbeitungsprozesse und ermöglichen unter anderem durch Ferndiagnose eine noch höhere Produktivität, Qualität und Verfügbarkeit.

Am Beispiel des Bearbeitungszentrums FZ 12 MT, gesteuert über die «Sinumerik 840 D sl» von Siemens, wurde auf der Messe AMB in Stuttgart demonstriert, wie sich solche digitalen Konzepte heute in der Praxis bewähren. Die Maschine kombiniert 5-achsiges Fräsen von der Stange mit einer vollwertigen Drehbearbeitung. Durch die Ergänzung eines Stangenladers oder eines Handlingsroboters in Verbindung mit einem Werkstückspeicher lässt sich der Werkstückfluss vollständig automatisieren. Der Tuttlinger Werkzeugmaschinenbauer setzt bei den Maschinen den virtuellen NC-Kernel innerhalb der Maschinensimulation ein. Als steuerungs-identischer Simulationskernel der Sinumerik-Steuerung verwendet er denselben Sprachcode wie die CNC. Dadurch entsteht ein exaktes virtuelles Abbild, also ein digitaler Zwilling, für Simulationen und Probeläufe.

Mit dem virtuellen Modell können alle Betriebsabläufe in der Maschinenumgebung in Echtzeit abgebildet und mit der Originalsoftware Sinumerik 840 D sl gesteuert werden. Auf diese Weise erkennt der Anwender bereits im Vorfeld der Produktion beim Durchlauf von CNC-Programmen Ablauf- und Programmfehler oder Maschinen- und Werkzeugkollisionen und kann das Bewegungsverhalten bewerten oder die Programmlaufzeit ermitteln. Das verspricht eine hohe Prozesssicherheit für den späteren Bearbeitungsprozess auf der realen Maschine und minimiert die Einrichtzeit, besonders bei geringen Losgrössen.

Um die reale Fertigung möglichst exakt virtuell abzubilden, ist eine integrierte CAD/CAM/CNC-Lösung erforderlich. Chiron bindet mit der ProcessLine den virtuellen Teil der Prozesskette in seine Maschinen ein und stellt die komplette Maschinengeometrie virtuell zur Verfügung. Die Siemens-Programme «NX CAD» und «NX CAM» bilden die Basis für den integrierten CAD/CAM/CNC-Prozess; die technologieübergreifende Sinumerik 840D sl realisiert das Multitasking im Bearbeitungszentrum.

Wenn von vornherein auf die Digitalisierung der Prozesse gesetzt wird, ergeben sich entscheidende Vorteile beim Betrieb der realen Maschine. So kann der digitale Zwilling in der Arbeitsvorbereitung genutzt werden, um Optimierungsstrategien für den Produktionsablauf zu entwerfen oder Analysen durchzuführen, die man aufgrund der laufenden Produktion an der realen Maschine nicht machen kann.

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FZ12 MT real und digital: Der CNC-Programmtest in der Arbeitsvorbereitung ist ein exaktes Abbild des Bearbeitungsprozesses in der Maschine. (Bild: Chiron)