Fachkraft in der Werkstatt wird zum Steuermann in der Prozesskette

Eine Fertigung, in der von der Konstruktion bis zum auslieferungsfertigen Bauteil alle Arbeitsschritte miteinander vernetzt sind, hat Heidenhain entwickelt. Kernstücke der Vernetzung sind Hard- und Software-Lösungen. Mit ihnen erhalten Anwender über ihre Steuerung Zugriff auf alle auftragsbezogenen Daten im Firmennetzwerk und können wichtige Informationen zurückspiegeln. Die Fachkraft in der Werkstatt wird zum Steuermann in der Prozesskette.

Konstruktion im CAC-System, Programmierung und Aufbereitung der Fertigungsdaten im CAM-System, Simulation der Bearbeitung in einer virtuellen Maschine, Werkzeugbereitstellung, Werkzeugvermessung, Werkzeugverwaltung – das alles ist für sich genommen in einer modernen Fertigung längst verfügbar. Keineswegs selbstverständlich ist dabei der reibungslose Datenaustausch zwischen allen beteiligten Personen und Systemen. Dort ist noch viel Handarbeit an der Tagesordnung – im günstigeren Fall eine manuell veranlasste Datenübertragung, im schlimmsten Fall die Weitergabe eines handgeschriebenen Zettels.

An der Maschine, an der das Werkzeug entsteht, müssen auch ganz entscheidende Informationen über Status und Qualität eines Werkstücks in die IT-Systeme der Fertigung – also in die Prozesskette – zurückfließen. Der für die Bauteilqualität und Termintreue verantwortliche Facharbeiter muss Zugriff auf alle Daten haben und er muss seine Erfahrung aus der Fertigung in die Prozesskette zurückspiegeln können.

Ideen für eine Vernetzung aller prozessbeteiligten Personen und Systeme gibt es viele. Aber die Maschinensteuerung in der Werkstatt zum Dreh- und Angelpunkt im Firmennetzwerk zu machen, hat sehr viele Vorteile wie Arbeitserleichterungen und die Steigerung der Effizienz im gesamten Prozess.

Auf der Palette an der Maschine liegen die gespannten Rohlinge für die anstehende Bearbeitung. Im Werkzeugmagazin der Maschine sind bereits vermessene Werkzeuge eingesetzt. Sie sind über einen Code an der Werkzeugaufnahme eindeutig gekennzeichnet. Bei der Bestückung des Werkzeugmagazins hat der TNC-Anwender diese Kennung über einen Scanner eingelesen. Damit weiß die Steuerung, welche Werkzeuge in der Maschine vorhanden sind. Die Daten dazu kommen über die Schnittstelle direkt aus dem Werkzeugverwaltungssystem. Übertragungsfehler sind ausgeschlossen.

Über den Remote Desktop Manager kann der Anwender von der Steuerung direkt auf das CAM-System zugreifen, das für die Programmerstellung wiederum auf die Werkzeugdatenbank zurückgreift. Über den Batch Process Manager der TNC 640 kann der TNC-Anwender nun die Abarbeitung des Fertigungsauftrags an der Maschine einplanen. Im Batch Process Manager werden NC-Programme und die Lage der Werkstückaufspannung auf der Palette auftragsbezogen verknüpft und nach Priorität in die Liste der offenen Aufträge eingeordnet.

Der Batch Process Manager erlaubt dem Anwender die hauptzeitparallele Planung mehrerer Fertigungsaufträge. Dabei unterstützt ihn die Steuerung, indem sie die im NC-Programm verwendeten und die tatsächlich an der Maschine vorhandenen Werkzeuge miteinander abgleicht. Daraufhin gibt sie eine Rückmeldung über gegebenenfalls fehlende Werkzeuge und die voraussichtliche Laufzeit der Bearbeitung. Der Anwender kann eine Werkzeugdifferenzliste ausgeben lassen, die nur die Werkzeuge enthält, die er noch zusätzlich rüsten muss.

Die Informationen über die voraussichtliche Laufzeit der Bearbeitung können für die Auftragsplanung genutzt werden, also zur Planung der weiteren Logistik für die gefertigten Bauteile oder zur Planung der Folgeaufträge für die Maschine. Sie werden zusammen mit den Informationen aus der Werkzeugverwaltung auch genutzt, um neue Werkzeuge nachzubestellen. Dabei unterstützt die Software den Anwender. Sie erfasst die Daten von angebundenen Maschinen, verschafft eine Echtzeitsicht auf den Maschinenstatus und kann Nachrichten an Rechner im ganzen Unternehmen und mobile Endgeräte senden. Die Prozessabläufe werden transparent und die Prozessplanung einfacher.

Flexible Anbindung

In der Werkzeugbereitstellung laufen Anforderungen für zusätzlich benötigte Werkzeuge auf. Das gilt auch für eine bereits laufende Serienfertigung. Die Software kann eine Nachricht an die Werkzeugbereitstellung senden, wenn die Standzeit eines Werkzeugs einen kritischen Wert erreicht und dies im NC-Programm erkannt wird. In der Werkzeugbereitstellung können anhand der in der Werkzeugverwaltung hinterlegten Daten neue Werkzeuge umgehend auf dem Voreinstellgerät bereitgestellt und eingemessen werden. Auch in diesem Fall fließen die Daten der konkreten Werkzeugeinstellung wieder in die Werkzeugverwaltung zurück. Die voreingestellten Werkzeuge erhalten an der Werkzeugaufnahme wiederum eine Codierung zur eindeutigen Identifizierung. CAM-Programm und virtuelle Maschine haben damit auch wieder Zugriff auf diese konkreten Daten.

Eine abschließende automatische Werkstückvermessung auf der Maschine liefert wichtige Daten für die Qualitätssicherung, die nur archiviert oder auch ausgewertet werden können. Außerdem stehen sie dann zentral für alle anderen Systeme zur Verfügung, sodass vom NC-Programm bis zu den Werkzeugen alle Glieder der Prozesskette optimiert werden können.