Digitale Intelligenz für den Schutz von Werkzeugmaschinen

Kollisionen infolge von Bedienungsfehlern stehen ganz oben auf der Liste der Vorfälle, die es zu vermeiden gilt. Kollisionen können erhebliche Schäden am Werkstück, den Spindeln und sogar der gesamten Maschine verursachen, was wiederum zu Produktionsstillständen und zusätzlichen Kosten - insbesondere Zeitaufwand - führen kann. Möchten Sie erfahren, wie Sie Bedienungsfehler erkennen und Kollisionen verhindern können, noch bevor sie entstehen?

Anwendungsbeispiele

Wie kann eine Maschine vor Bedienungsfehler geschützt werden?

Im Folgenden sind vier Möglichkeiten zur Vermeidung von Bedienungsfehlern und somit potenziellen Kollisionen beschrieben. Jede dieser Möglichkeiten wird dazu beitragen, Ihre Kosten zu senken und gleichzeitig die Kontinuität Ihrer Produktion zu gewährleisten.

Anforderung: Da die Losgrößen zunehmend kleiner und flexibler werden, ist es von zentraler Bedeutung, Rüstzeiten zu reduzieren und die Automatisierungssysteme auf schlankere Produktionspläne umzustellen. Heute entwickeln Unternehmen sowohl manuelle als auch automatisierte Lösungsansätze, die eine Sichtprüfung des Bearbeitungsbereichs auf falsch montierte Spannvorrichtungen, Werkstücke oder ausschließlich vom Menschen ausgeführte Prozesse erfordern. Mehr Bedienerverantwortung bei gleichzeitiger Zunahme von Sichtprüfungen führt zu Fehlern, wie mehr Ausschuss und steigenden Betriebskosten. 

 

Lösungsansatz: Ein System, bestehend aus einer leichten Kamera und künstlicher Intelligenz (KI), hilft, Werkstücke und Aufspannumgebung zuverlässig und genau zu überwachen, um die Qualität des Bearbeitungsprozesses sicherzustellen.

 

Unsere Lösung: Die Edge Applikation Protect MyMachine /Setup wird zusammen mit der cloudbasierten Applikation Manage MyAI ausgeführt, um ein geschlossenes Ökosystem für das Erfassen von Trainingsdaten, das Trainieren von KI-Modellen und den Einsatz von Modellen in der industriellen Automatisierung zu schaffen. 

Anforderung: Selbst in optimal strukturierten Prozessen können Bedienungsfehler Kollisionen in Werkzeugmaschinen auslösen. Dies schließt auch Fehler bei manuellen Bewegungen und Eingriffen ein, die nicht offline durchgeführt werden können. Zudem können die in der Maschine aktivierten Werkzeuglängen und Referenzpunkte von den angegebenen abweichen. Wenn kein Kollisionsschutz in Echtzeit vorhanden ist, kann ein übervorsichtiges Vorgehen bei Probeschnitten den Prozess ebenfalls verlängern und Stress verursachen.

 

Lösungsansatz: Derartige Bedien- und Programmierfehler lassen sich im Vorfeld vermeiden, wenn sie am 3D-Kinematikmodell simuliert werden können, das synchron zur angeschlossenen Werkzeugmaschine arbeitet.

 

Unsere Lösung: Die Edge Applikation Protect MyMachine /3D Twin ermöglicht es Anwendern, den Aufbau für jeden Auftrag auf dem 3D-Kinematikmodell der Werkzeugmaschine zu erstellen und zu platzieren, um Kollisionen während des Betriebs zu vermeiden.  

Anforderung: Wird ein NC-Code, der aus einem externen CAM-System abgeleitet wurde, direkt auf der Werkzeugmaschine ausgeführt, dann birgt das viele Risiken. CAM-Systeme kontrollieren die von ihnen erzeugten Werkzeugwege, weshalb die Erkennung eines Bedienungsfehlers unwahrscheinlich ist. Besonders Unternehmen, die heterogene Werkstücke produzieren, benötigen eine Simulation, bei der die Faktoren, die zu einer möglichen Kollision führen können (z. B. kinematischer Aufbau, Aufspannung, Verhalten bei der Transformation usw.), aktiviert sind. 

 

Lösungsansatz: Ein kompletter Digitaler Zwilling, der den Materialabtrag am kinematischen 3D-Modell simulieren kann und das NC-, PLC- und HMI-Verhalten der Maschine, einschließlich der Werkzeugausstattung und der Aufspannung, berücksichtigt, ermöglicht einen durchgängigen Kollisionsschutz in allen Arbeitsgängen. 

 

Unsere Lösung: Mit der Run MyVirtual Machine-Suite können sich Anwender einen vollständigen Digitalen Zwilling ihrer Werkzeugmaschine vom Maschinenhersteller zur Verfügung stellen lassen. So können NC-Programmierer die Teileprogramme offline an einem PC für die Arbeitsvorbereitung simulieren und überprüfen, ohne dass die Maschine für die zerspanende Fertigung angehalten werden muss.

Anforderung: Insbesondere bei der Zerspanung von Gusswerkstoffen können Werkzeuge Belastungen ausgesetzt sein, die CAM-Programme nicht vorhersagen können. Zudem können Restmaterialien aus früheren Zerspanungen nachfolgende Bearbeitungsprozesse gefährden. Solche Fehler können zu weiterem Ausschuss und erheblichen Werkzeug- und Spindelausfällen führen.

 

Lösungsansatz: Ein Echtzeit-Kollisionsüberwachungssystem, das auf externen Sensoren basiert, kann jede Anomalie im Falle einer Überlastung oder Kollision erkennen und die Maschine stoppen, bevor ein Schaden entsteht. 

 

Unsere Lösung: Kollisionserkennung (VCM) ist ein Echtzeitsystem auf Mikroprozessor-Basis, das Vibrationsdaten analysiert, um bevorstehende Ausfälle vorherzusehen oder zu verhindern. So können die Kosten, die mit dem Ausfall von Maschinenteilen wie Spindeln, Achsmotoren, Lagern, Schneidwerkzeugen und sonstigen Vorrichtungen verbunden sind, gesenkt werden. Das System ist so ausgeführt, dass es Anwendern ermöglicht, potenzielle Probleme zu erkennen und vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen, wenn die Maschine von ihrer „gesunden“ Schwingungssignatur abweicht.

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Wie erreicht man maximale Produktivität und Verfügbarkeit von Werkzeugmaschinen?

Wie kann der Digitale Zwilling helfen, die Maschinen in Echtzeit zu schützen? Die Edge-App Protect MyMachine /3D Twin zeigt nicht nur die aktuellen Positionen aller kollisionsrelevanter Körper an, sondern auch deren zukünftige Position als sogenanntes „ghost image“ (Geisterbild). Somit stoppt die Maschine vollautomatisch bevor es zu einer teuren Kollision und langen Stillstandszeiten kommt.

Was sind die Vorteile einer Software zum Schutz von Werkzeugmaschinen?

Siemens unterstützt Maschinenhersteller ebenso wie Maschinenanwender mit seinem umfassenden Portfolio von Produkten zum Schutz von Werkzeugmaschinen.

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