Siemens-Steuerung Fraunhofer IPA

CNC-Steuerungen gibt es schon lange, aber sie passen sich immer wieder an die neuen Produktionsbedingungen an. Was als Nächstes ansteht, lesen Sie im Interview. (Bild: Fraunhofer IPA)

PRODUKTION befragte zwei der führenden deutschen Professoren für Fertigungstechnik zur Zukunft der CNC-Steuerung: Prof. Dr. Christian Brecher, Leiter des Lehrstuhls für Werkzeugmaschinen am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University, und Prof. Dr. Alexander Verl, Leiter des Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen ISW der Uni Stuttgart.

PRODUKTION: Wie sehen Sie die aktuellen Trends bei CNC-Steuerungen?

Christian Brecher: Der Funktionsumfang von CNC-Steuerungen nimmt durch die Digitalisierung zu. Immer wichtiger wird die automatische Bahnplanung auf Basis von 3D-Modellen und den in der Maschine vorhandenen Werkzeugen. Darüber hinaus dienen sie zunehmend als Basis für individualisierte Applikationen und Modelle. Beispielsweise lassen sich reduzierte Prozesssimulationen von Maschine, Werkstück und Werkzeug in Echtzeit auf der Steuerung ausführen und auf dieser Basis eine vorausschauende Kollisionsvermeidung erzielen. Schließlich ist die Steuerung eine zentrale Schnittstelle für das Aufzeichnen und Weiterleiten von Maschinendaten für Cloud- und Edge-Devices.

Alexander Verl: Getestet werden derzeit neue Geschäftsmodelle, beispielsweise im Bereich Dentaltechnik, wo Werkzeugmaschinen direkt beim Zahnarzt stehen. Der Zahnarzt schickt einen Scan des Kiefers zum Spezialisten für die CAD-CAM-Kette, der ein Bearbeitungsprogramm zurückschickt. Wir erforschen am ISW auch, wie CAM-Systeme intelligenter werden können. Wir holen CAD-Daten direkt in die NC, um ein intelligenteres Bearbeiten der Bahnen für sauberere Kanten und schönere Übergänge durchzuführen, ohne die Splines in immer feinere Mikrometer-Stufen umrechnen zu müssen.

Portraits von Verl und Brecher
Die befragten Experten: Alexander Verl, Leiter des Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen ISW der Uni Stuttgart (links) und Christian Brecher, Leiter des Lehrstuhls für Werkzeugmaschinen am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen. (Bild: ISW / WZL)

Welche Rolle spielt die klassische werkstattorientierte Programmierung (WOP) an der Maschine noch?

Brecher: WOP ist als Benutzer- bzw. Programmierschnittstelle für zunehmend komplexere Prozessplanungs- und Programmierfunktionalitäten verfügbar, sodass z. B. trochoidale Fräszyklen direkt an der Maschine konfiguriert und angewendet werden können. Bei kleineren Lohnfertigern dominiert weiterhin der Einsatz von WOP, ggf. auch an externen Programmierarbeitsplätzen, während größere Unternehmen tendenziell eher eine Kompetenzbündelung innerhalb ganzer CAM-Abteilungen anstreben.

Verl: Für viele kleine Mittelständler bildet WOP die Lebensgrundlage. Diese Zielgruppe könnte man besser unterstützen, um beispielsweise Teile zu optimieren oder Kollisionen zu vermeiden. Ein weiteres Thema ist die virtuelle Inbetriebnahme und Testautomatisierung. Große Fertiger überlegen, dass man an der virtuellen Maschine erst einmal seine Programme austestet, bevor man sie auf die reale Maschine bringt.

Was muss eine CNC-Steuerung in absehbarer Zukunft leisten?

Brecher: In jedem Fall steigt der Funktionsumfang von CNC-Steuerungen und ermöglicht so eine große Flexibilität hinsichtlich ihrer Nutzung. Die Verknüpfung der Systeme reicht von der Produktionsplanung bis hin zur Qualitäts- und Zustandsüberwachung von Bauteilen und Einzelkomponenten. Die Steuerung wird hierin zukünftig nicht mehr nur konventionelle Fertigungsaufgaben übernehmen, sondern muss beispielsweise auch Produktivitätspotenziale erkennen und ausschöpfen sowie kritischen Bearbeitungszuständen und negativen Trends frühzeitig entgegenwirken.

Verl: Wir gehen davon aus, dass es auch in zehn Jahren noch den typischen Kasten an der Werkzeugmaschine gibt. Wir sehen zwar den Trend, die Elektronik in die Komponenten zu verlagern, aber aus Sicht der Wartung ist das Unsinn. Für einen Teiletausch muss mehr zerlegt werden, Platinen müssen robuster auslegt werden. Das kostet unnötig Geld. Die Anzahl der Kabel wird sich eventuell reduzieren, wenn man Signale auf Strom- oder Zwischenkreiskabel aufmoduliert.

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Bearbeitet von Julia Dusold

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