Der Ort Bad Neustadt an der Saale als Rahmen für die Vor-Pressekonferenz zur EMO 2017 war nicht zufällig gewählt: Im dortigen, seit 80 Jahren bestehenden Elektromotorenwerk hat Siemens vor knapp zwei Jahren damit begonnen, das Thema Digitalisierung in der eigenen Fertigung auszurollen (siehe unter Punkt “Die Spielwiese der Digitalisierung”). Das bedeutet: Sämtliche digitalen Technologien, die im Werkzeugmaschinen-Umfeld relevant sind, werden hier sukzessive implementiert und „auf Herz und Nieren“ getestet. Mit den dabei gesammelten Erfahrungen will man allerdings nicht hinter dem Berg halten – im Gegenteil: Im Rahmen von mittlerweile fast täglich stattfindenden Führungen können auch Besucher sich in Bad Neustadt ein Bild davon machen, wie Digitalisierung von der Werkzeugmaschine bis in die Unternehmensleitebene nahtlos funktionieren kann.

Genau dieses Thema wird auch den Messeauftritt auf der EMO in Hannover prägen, wo sich Siemens auf rund 1200 Quadratmetern Ausstellungsfläche präsentieren wird. Dr. Wolfgang Heurich, CEO der Business Unit Motion Control im Vorfeld des bevorstehenden Branchen-Events: „Die Digitalisierung wird die gesamte Werkzeugmaschinenindustrie gravierend verändern und nach vorne bringen. Die völlig neuen Möglichkeiten durch die Verknüpfung der digitalen mit der realen Welt ermöglichen deutliche Produktivitätsschübe und völlig neue Geschäftsmodelle.“ Eine zentrale Rolle soll dabei das Thema Cloud-Anbindung spielen. So stellt Siemens mit ‚Manage MyMachines‘ zur EMO unter anderem seine erste MindSphere-Applikation für die Werkzeugmaschine vor – und zwar nicht nur in der Theorie: Auf dem gesamten Ausstellungsgelände werden Heuring zufolge etwa 200 Werkzeugmaschinen über diese App an das offene IoT-Betriebssystem angebunden sein. Maschinenbetreiber etwa können über diesen neuen Ansatz Cloud-basiert beispielsweise einen Überblick über wichtige Daten und Betriebszustände ihrer Maschinen erhalten.

Weiterhin stellt Siemens in Hannover mit der ‚Sinumerik Edge‘ eine neue hoch performante Lösung für Edge Computing an der Werkzeugmaschine vor. Sie soll Anfang nächsten Jahres auf dem Markt kommen und es ermöglichen, die Prozessdaten nahe am Bearbeitungsprozess zu verarbeiten und zu analysieren. Die Entkopplung von Datenverarbeitungsaufgaben und Prozesssteuerung sorgt für die notwendige Sicherheit im Prozess. Neben der robusten Hardware wird Siemens dafür maßgeschneiderte Anwendungen – so genannte Edge Apps – unter anderem für die Überwachung und Optimierung der Werkzeugmaschine anbieten. Darüber hinaus können Maschinenhersteller oder Dienstleister eigene Edge Apps in die offene Plattform einbinden.

Was die CNC-Steuerung an sich betrifft, stellt Siemens in Hannover den Softwarestand 4.8 der Sinumerik vor. Neu in dieser Version ist zum Beispiel die Nickkompensation (NoCo). Sie dient zum Ausgleich von dynamischen Positionsabweichungen in einer oder mehreren linearen Maschinenachsen, die durch Beschleunigungsvorgänge beziehungsweise mechanische Nachgiebigkeit innerhalb der Maschine verursacht werden. Konkret gleicht NoCo die dominante Positionsabweichung mit einer Korrekturbewegung in der jeweiligen Maschinenachse aus. Somit soll eine bessere Bearbeitungsqualität bei gleichzeitig höheren Ruck- und Beschleunigungswerten erreicht werden. Einsetzbar ist die Nickkompensation etwa beim Fräsen, für Multitasking, Tapping, Laserbearbeitung oder Wasserstrahlbearbeitung.

Darüber hinaus wartet der Softwarestand 4.8 der Sinumerik mit einem weiterentwickelten Kollisionsschutz auf: Collision Avoidance Eco und Collision Avoidance Advanced. Die Eco-Variante ermöglicht einen einfachen, zuverlässigen Maschinenschutz und verhindert dabei Eigenkollisionen der Maschinenkörper im Arbeitsraum. Um diesen Effekt in Echtzeit zu erreichen, sind die zu schützenden Baugruppen als einfache geometrische Körper gerechnet. Die Eco-Version der Kollisionsüberwachung steht in allen Betriebsarten – also etwa JOG, MDA und Automatik – zur Verfügung; die Schutzbereiche lassen sich einfach projektieren und als 3D-Darstellung an der Steuerungsoberfläche visualisieren.

Die Advanced-Variante beinhaltet einen vollumfänglichen Maschinen-, Werkzeug- und Werkstück-Schutz. Die Software des Sinumerik-Produkt-Partners ModuleWorks läuft über eine Schnittstelle integriert auf einem externen Rechner. In Zusammenarbeit mit der CNC sorgt sie in Echtzeit dafür, dass Maschine, Werkzeug und Werkstück während des Materialabtrags permanent einsehbar und dynamisch geschützt sind. Die erforderlichen Werkstück- und Werkzeugdaten werden dem System beim Rüsten zur Verfügung gestellt.

Last but not least stellt Siemens zur EMO mit der steuerungsintegrierten Software ‚Safety Integrated plus‘ eine neue Version der Funktion Safety Integrated (SI) für die Sinumerik 840D sI vor. Während bislang je ein komplettes Programm für den NCK und die PLC geschrieben werden musste, ist künftig nur noch eines für die PLC notwendig. Erstellen lässt sich dieses Failsafe-Programm mit der SPS-Software Step 7, die standardmäßig im TIA-Portal integriert ist. Hier stehen dem Anwender diverse zertifizierte Funktionsbausteine zur Verfügung, die direkt in das Safety-Programm übernommen werden können. Siemens zufolge verkürzt sich mit Safety Integrated plus die Projektierungszeit um bis zu 50 %. Auch die Inbetriebnahme soll bis zu 20 % schneller erfolgen können – und zwar indem grafische Masken in der Sinumerik-Bedienoberfläche die Parametrierung der Sicherheitsfunktionen spürbar erleichtern.

Motoren-Portfolio ergänzt

Im Bereich der Direktantriebsmotoren hat Siemens seine Segmentmotoren für große Werkzeugmaschinen weiterentwickelt.

Der Simotics M-1FE2 etwa ist in der neuen Baugröße 180 verfügbar. Bei diesem Spindeleinbaumotor, der vor allem für die Bearbeitung größerer Werkstücke konzipiert ist, sichern Permanentmagnete eine besonders hohe Drehmomentdichte. Sein Innendurchmesser von 200 mm und seine hohe Leistungsfähigkeit prädestinieren den Motor unter anderem für den Einsatz in Dreh- und Fräszentren. Speziell für Vorschubachsen hat Siemens das Portfolio zudem um den Simotics S-1FT7 in der Baugröße 132 mit wahlweise Selbstkühlung oder Fremdbelüftung erweitert.

Im Bereich der Sinamics-Antriebe ergänzen schließlich vier neue Motor-Module die Booksize-Baugrößen. Bei 24 A, 45 A und 60 A laufen die Motor-Module mit zweifacher Überlast, bei 24 A zusätzlich mit dreifacher Überlast. Neue Antriebsfunktionen zur Kompensation von Rastmomenten und periodischer Drehmomentwelligkeit ermöglichen zudem noch bessere Oberflächengüten bei der Bearbeitung von Werkstücken. Last but not least wurde das Sinamcis-Portfolio um die Antriebsfunktion ‚Erhöhte Kippleistung‘ erweitert. Damit können asynchrone Spindelmotoren Siemens zufolge bis zu 55 % schneller abbremsen, was beispielsweise beim Werkzeugwechsel die Nebenzeiten reduziert.

Eine 'Spielwiese' der Digitalisierung

Wesentlicher Eckfeiler der digitalen Fabrik: In Bad Neustadt wird keine Maschine mehr neu angeschafft, ohne dass der Lieferant dafür einen voll¬ständigen 'digitalen Zwilling' zur Verfügung stellt.

© Computer&AUTOMATION

Der Simotics M-1FE2 etwa ist in der neuen Baugröße 180 verfügbar. Bei diesem Spindeleinbaumotor, der vor allem für die Bearbeitung größerer Werkstücke konzipiert ist, sichern Permanentmagnete eine besonders hohe Drehmomentdichte. Sein Innendurchmesser von 200 mm und seine hohe Leistungsfähigkeit prädestinieren den Motor unter anderem für den Einsatz in Dreh- und Fräszentren. Speziell für Vorschubachsen hat Siemens das Portfolio zudem um den Simotics S-1FT7 in der Baugröße 132 mit wahlweise Selbstkühlung oder Fremdbelüftung erweitert.

Im Bereich der Sinamics-Antriebe ergänzen schließlich vier neue Motor-Module die Booksize-Baugrößen. Bei 24 A, 45 A und 60 A laufen die Motor-Module mit zweifacher Überlast, bei 24 A zusätzlich mit dreifacher Überlast. Neue Antriebsfunktionen zur Kompensation von Rastmomenten und periodischer Drehmomentwelligkeit ermöglichen zudem noch bessere Oberflächengüten bei der Bearbeitung von Werkstücken. Last but not least wurde das Sinamcis-Portfolio um die Antriebsfunktion ‚Erhöhte Kippleistung‘ erweitert. Damit können asynchrone Spindelmotoren Siemens zufolge bis zu 55 % schneller abbremsen, was beispielsweise beim Werkzeugwechsel die Nebenzeiten reduziert.