CAD/CAM-Software mit CNC-Simulator Kollisionsfrei fertigen mit Digitalen Zwillingen

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Im kompetitiven Marktumfeld des Werkzeug- und Formenbaus bietet der Einsatz von von Digitalen Zwillingen zukunftssichernde Vorteile: Sie stehen für eine sichere, weil kollisionsfreie Fertigung. 

Sicher fertigen heißt kollisionsfrei fertigen. Kollisionen sind teuer, Liefertermine verzögern sich, manchmal sind sogar Menschen gefährdet. Schnell fertigen bedeutet, den Maschinenraum unter Berücksichtigung aller Komponenten mit idealen Verfahr- und Rückzugsbewegungen optimal zu nutzen.

Der Tebis CNC-Simulator bringt in diesem Zusammenhang Sicherheit und Geschwindigkeit in Einklang – und speist sich aus einer Vielzahl an virtuellen Daten. In Tebis planen und programmieren die Anwender von Anfang an und durchgängig mit Digitalen Zwillingen von allen Werkzeugen, Aggregaten, Maschinen und weiteren Komponenten. Vor diesem Hintergrund definiert Tebis den Digitalen Zwilling als die Abbildung sämtlicher tatsächlich vorhandener Fertigungsmittel und -prozesse in der Software. Die reale Fertigungssituation wird 1:1 in die virtuelle Welt aufgenommen.

Digitaler Zwilling: Kein ganz neues Konzept

Bei aller Modernität der Begrifflichkeit ist das eigentliche Konzept, das hinter dem digitalen Zwilling steht, im CAM-Umfeld nicht neu: Tebis hatte bereits in die erste Vollversion seiner Software Postprozessoren als Steuerungsabbild integriert, auch die virtuelle Maschinenbibliothek zählt seit Langem zur Grundausstattung. Im Lauf der Zeit wurden die digitalen Zwillinge zunehmend detaillierter. Im Bereich der Werkzeuge begann es mit der einfachen Fräs-Schneide, es folgten die komponentenbasierten Fräs- und Bohrwerkzeuge und später die komponentenbasierten 3D-Drehwerkzeuge. Heute gibt es kein Werkzeug, das in der Tebis Werkzeugbibliothek nicht abbildbar wäre. Die von Tebis-Kunden eingesetzten Zwillinge in der Maschinenbibliothek etwa umfassen mit über 1.400 virtuellen Modellen in 3.700 Varianten alle marktüblichen Maschinentypen unterschiedlicher Hersteller mit ihren geometrischen und kinematischen Eigenschaften. Die Möglichkeit, mit virtuellen Maschinenmodellen zu programmieren, wird derzeit von über 70 Prozent der Bestandskunden aktiv genutzt.

Grundstein für die mannlose Fertigung

Seit der Release 6 verfügt Tebis zudem über eine Aggregatebibliothek für Zusatzeinrichtungen wie Backenfutter, Lünetten und Spitzen sowie Maschinentische, Anbauten und Trennwände. Auch virtuelle Spannmittel sind Teil des CAD/CAM-Systems. Auf diese Weise übernimmt Tebis die reale Fertigungsumgebung vollständig und detailgetreu in die virtuelle CAD/CAM-Welt und erfüllt damit die Voraussetzung für eine exakte Simulation.

Um diese so genau wie möglich durchzuführen, verfolgt Tebis einen weiteren speziellen Ansatz: Der Simulator ist vollständig in die CAD/CAM-Umgebung integriert. Simulation und Kollisionsprüfung lassen sich so noch vor dem Postprocessing zu jedem Zeitpunkt der NC-Programmierung durchführen. Am effizientesten ist es, die Werkzeugwege in der CAM-Umgebung noch vor der NC-Ausgabe auf Kollision zu prüfen und gegebenenfalls zu korrigieren. Vor allem ist diese Verfahrensweise besonders sicher und legt damit den Grundstein für die mannarme Fertigung und die mannlose Fertigung am Wochenende. Letztere funktioniert bekanntlich nur, wenn sichergestellt ist, dass alle Maschinen ohne Unterbrechung durchlaufen.

Integriertes MES für eine digitale Auftragssteuerung

Die CAD/CAM-Software und der Simulator mögen noch so gut sein – wer seine Aufträge gemäß Industrie 4.0 voll digital und hochautomatisiert planen, abwickeln und steuern möchte, kommt um eine integrierte MES-Lösung (Manufacturing Execution System) nicht herum. Die MES-Software ProLeiS ist fester Bestandteil bei Tebis und integriert auch andere Systeme. In ProLeiS sind die Fertigungsumgebung und Fertigungswissen in Vorlagen sowie Erkenntnisse aus zurückliegenden Projekten hinterlegt. Die Software greift zudem auf weitere relevante Daten wie Stücklisten, Verfügbarkeit von Ressourcen und die Fertigungsdauer zu. Sämtliche Auftragsabläufe inklusive Materiallogistik und Terminen lassen sich über ProLeiS verwalten – und zwar nicht nur die des eigenen Unternehmens, sondern auch die von Lieferanten und Dienstleistern. So bildet das MES alle fertigungsrelevanten Abläufe digital, quasi als digitaler Zwilling der Fertigung, ab und erlaubt eine effiziente Auftragssteuerung. Zudem verknüpft die Software Maschinendaten, Lagerorte und Erfahrungswerte als Grundlage für eine vorausschauende Planung. Über die Maschinendatenerfassung entsteht ein digitaler Schatten. ProLeiS gleicht Reststandzeiten von Werkzeugen ab, sodass dem Maschinenbediener rechtzeitig eine notwendige Versorgung mit einem Ersatzwerkzeug angezeigt wird. Nach Bestätigung durch den Bediener wird automatisch ein Auftrag für den Einrichteplatz erzeugt.