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Siemens: NX CAM und Sinumerik-Welt wachsen zusammen
Durch die Übernahme der ehemaligen Firma UGS verfügt Siemens sowohl über ein leistungsfähiges CAM-System, NX CAM, als auch mit Sinumerik über die führende CNC Steuerungsfamilie weltweit. Dass beide Bereiche, Schritt für Schritt, zusammenwachsen, ist nur logisch und hat bereits zu ersten Früchten geführt.
Die Zusammenarbeit von Siemens und der ehemaligen UGS begann im CAM- und Steuerungsbereich schon lange vor der Firmenübernahme. UGS hat damals bereits den virtuellen Steuerungskern der Sinumerik 840D (VNCK) in sein CAM-System eingebaut.
 Armin Grünewald, Direktor MBG Part Manufacturing Solutions,
bei der Siemens Industrie Software GmbH & Co. KG.
Das hat für die Anwender solcher CAM-Systeme den Vorteil, dass ihre Simulation der NC-Bahnen nun auf der echten Steuerungssoftware abläuft - die identisch ist mit der Steuerungssoftware an der Maschine. Somit wird nicht länger ein bestimmtes Steuerungsverhalten und somit Maschinenverhalten angenommen, sondern der CAM-Programmierer weiß nun genau, was geschieht.
Dadurch kann das NC-Programm optimiert werden, die Kollisionsvermeidung wird verbessert und die echten Teilelaufzeiten sind sehr viel sicherer zu ermitteln.
 Damit die Späne optimal fliegen, wachsen NX CAM und Sinumerik immer enger zusammen.
Nach der UGS Übernahme konnte man natürlich weitere Schritte in Richtung Integration machen. Jedes CAM-System kennt Bearbeitungszyklen (manchmal auch Strategien genannt). Bei NX CAM sind nun diese Zyklen um echte Sinumerik-Zyklen ergänzt worden, so dass dabei eine 1:1-Abbildung entsteht: CAM-Zyklus = Steuerungszyklus.
Als ein Beispiel dafür sei der Zyklus 832 genannt. Er erlaubt es, eine Werkzeugmaschine in Bezug auf Genauigkeit, Geschwindigkeit und Oberflächengüte zu optimieren, je nachdem was dem Anwender wichtiger ist. Heute werden die Werte schon bei der Maschineninstallation voreingestellt.
Dieser Zyklus, wie auch andere Sinumerik Zylklen, wurden in NX CAM abgebildet. Somit kann der NC-Programmierer bei jedem Teil und jeder Bearbeitungsart darauf Zugriff nehmen. Ein Tuning der Maschine findet somit im laufenden Betrieb, bearbeitungsabhängig, statt.
Dieses war sozusagen der 1. Schritt, CAM und Steuerungstechnik einander näher zu bringen. Der 2. Schritt führte zur Virtuellen Maschine.
Maschine und Steuerung als virtuelles Modell
Bei der Virtuellen Maschine sind sowohl die Maschine als 3D-Modell, als auch die Steuerung (Virtueller NC-Kern plus Benutzeroberfläche, hier auch Human Machine Interface, HMI, genannt) komplett virtualisiert. Die Software läuft dann auf einem PC und erlaubt es, beliebige NC-Programme zu erstellen und/oder zu simulieren.
 Stationen einer engen CAD-NC Integration.
Es können also NC-Programme, die mit dem CAM-System erstellt wurden, erprobt und optimiert werden. Es können aber auch über das HMI NC-Programme erstellt werden, wie in der Werkstatt auch. „Dadurch dass die Maschine und die Steuerung in ihren wahren Gegebenheiten virtualisiert und nicht emuliert sind, lässt sich das Verhalten am PC 1:1 auf die Maschine übertragen“, erklärt Armin Grünewald, Direktor MBG Part Manufacturing Solutions, bei der Siemens Industrie Software GmbH & Co. KG.
Die Vorteile sind vielfältig:
• Verkürzung der Umrüstzeiten
Fehler im NC-Programm werden nicht mehr an der realen Maschine gesucht. Produktionsparalleles Simulieren ist möglich. Fehlen von Spannmitteln und Werkzeugen wird frühzeitig bemerkt.
• Vermeidung des Kollisionsrisikos
Kollisionen werden in der Simulation erkannt und können schon bei der Programmierung verhindert werden.
• Optimierung von Teileprogrammen
Verbesserung der Nebenzeiten, damit Sie mit bereits optimiertem und eingefahrenem Programm sofort in die Produktion können.
• Einsatz in Ausbildung und Schulung
Mitarbeiten können sich gefahrlos mit der Programmierung vertraut machen. Dadurch kann ein Neuanlauf unterstützt werden.
Möglicherweise kann mit Hilfe der Virtuellen Maschine auch eine virtuelle Inbetriebnahme der Maschine erfolgen, was die echte Inbetriebnahme wiederum deutlich verkürzen und vereinfachen würde.
 In NX CAM wurde eine Reihe von Sinumerik-Zyklen eingebaut.
Auf das Konzept der Virtuellen Maschine „steigen zur Zeit eine große Zahl von Werkzeugmaschinenhersteller ein“, wie Grünewald sagt. Vorreiter mit schon kaufbaren Produkten sind Index und DMG, die ihre Lösungen jeweils mit Hilfe von Siemens-Software realisiert haben. „Nach meiner Auffassung ist es ohnehin sinnvoll, wenn die Werkzeugmaschinenhersteller die Virtuellen Maschinen erstellen, weil nur sie ihre echten Maschinen wirklich genau kennen. Wird eine neue Maschine entwickelt und gebaut, entsteht parallel dazu auch die Virtuelle Maschine“, so Grünewald.
Informationen zurückspielen
Seit Jahrzehnten findet die NC-Programmierung so statt, dass die Informationen nur „vorwärts“ vom CAD/CAM-System über den Postprozessor zur Steuerung und Maschine fließen. Wer Informationen aus der Steuerung braucht, muss sie sich von dort holen: Hingehen, Informationen auslesen, aufschreiben, mitnehmen. Beim nächsten Mal wieder.
Bemühungen, hier einen Weg rückwärts zu eröffnen und ggf. sogar zu standardisieren, sind bislang gescheitert.
 Zukunftsvision: Informationsfluss nicht nur von CAM nach NC, sondern auch umgekehrt.
„Da man bei Siemens nun beide Welten in der Hand hat, möchten wir versuchen, diesen Kanal für den Datenrückfluss ebenfalls zu eröffnen. Das hat viele Facetten, wie Netzwerktechnologie, Protokolle, Geometrieaustausch etc.“, gibt Grünewald zu bedenken.
So sieht er auch hier nur ein schrittweises Vorgehen als adäquat an: „Es handelt sich um nichts weniger als um eine „Revolution“ der CAM-NC-Welt, die neben der Technologieentwicklung eine Änderung auch der Methoden bedingt.“
Daten-Backbone für CAM/NC
Ist man mit seinen Überlegungen so weit, kann man sich einen weiteren „Step“ gut vorstellen, nämlich ein komplettes Daten- und Prozessmanagement für CAM und NC, auf der Basis eines PDM-Systems.
Da Siemens auch hier über ein eigenes Produkt verfügt, nämlich Teamcenter, kann man sich gut vorstellen, dass neben den vorher genannten Sektoren auch Werkzeugdaten, Daten aus der Werkzeugvoreinstellung, Messdaten, DNC-Daten, Prozessplanungsdaten, Daten über Spannmittel und Vorrichtungen usw. mit einbezogen werden, so dass alle Bearbeiter an allen Stellen den vollen Informationsinhalt haben können.
 Die vollständig virtuelle Werkzeugmaschine ist heute schon Realität.
Andere Steuerungshersteller
Siemens möchte NX CAM weiterhin global vermarkten. Das betrifft Märkte rund um den Globus, wie auch die Zusammenarbeit mit anderen Steuerungsherstellern - die ja schon lange besteht. „Mit diesen wollen wir natürlich weiter positiv kooperieren und ähnliche Integrationen realisieren, wie hier beschrieben. Das wird eventuell etwas später geschehen, eventuell werden die Integrationen auch nicht so tiefgreifend sein, aber wir werden das auf jeden Fall tun“, ist Armin Grünewald sicher.
Über NC CAM
NX CAM enthält eine große Palette bewährter, flexibler Techniken der NC-Programmierung für alle Bearbeitungsarten und verbindet bessere Funktionalitäten mit der Automatisierung von Prozessen, hoher Benutzerfreundlichkeit und produktionsfertiger Ergebnissen. Für Unternehmen, die mehr als nur ein CAM-Paket brauchen, kann NX Machining mit einer integrierten „Part Manufacturing“ Lösung eingesetzt werden, die neben Spannmittel-Bibliotheken auch Möglichkeiten zur Datenverwaltung, zum Datenmanagement, zur Prozessplanung und direkte Verbindungsmöglichkeiten zur Werkstatt enthält.
Wichtige Funktionsbereiche sind:
- 2,5-3-Achsbearbeitung
- 5-Achsbearbeitung
- CAD für die NX-Programmierung
- Datenaustausch
- Hochgeschwindigkeits-Bearbeitung
- Maschinensimulation
- Multi-Funktionsbearbeitung
- NC Daten-Management
- Part Planning
- Postprozessorläufe & Postprozessor-Bibliothek
- Programmierautomaten
- Ressourcen-Management
- Werkstattdokumentation
- Turbomachinery Milling (Fräsbearbeitung für Turbomaschinen)
- Drehen
- Drahterodieren
Über Sinumerik 840 D sl
Die Sinumerik 840D sl ist das universelle und flexible CNC-System in der Aufbautechnik von Sinamics S120 für bis zu 93 Achsen. Dezentral, skalierbar, offen, vernetzbar und mit einer breiten Funktionalität eignet sie sich für den Einsatz in nahezu allen Technologien. Die Sinumerik 840 D sl setzt Maßstäbe hinsichtlich Dynamik, Präzision und Integrierbarkeit in Netzwerke.
Mit der Sinumerik 840D sl setzt der Anwender auf
- höchste Performance und Flexibilität
für mittlere bis komplexe vielachsige Anlagen
durch skalierbare Hard- und Software - Durchgängige Offenheit
im Bereich der Bedienoberfläche, der PLC und des NC-Kerns
zur Integration Ihres speziellen Know-how - hochwirksamen Personen- und Maschinenschutz
einfach, wirtschaftlich und praxisgerecht
durch integrierte Sicherheitsfunktionen
mit Sinumerik Safety Integrated
www.siemens.de/plm
- Karl Obermann -
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