CNC Durchgehende Steuerungstechnik erhöht Produktionsflexibilität

Nachdem der Maschinenhersteller Multivac seine Produktion auf eine einheitliche Steuerungstechnik von Siemens umgestellt hat, die zur vorhandenen, integrierten Systemlandschaft passt, ist es zu deutlichen Verbesserungen gekommen. Der Hauptvorteil ist eine spürbar flexiblere Fertigung.

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Die Multivac-Gruppe mit Hauptsitz im bayerischen Wolfertschwenden entwickelt und produziert industrielle Verpackungslösungen. Bei den Verpackungsmaschinen handelt es sich beispielsweise um Tiefzieh-Verpackungsmaschinen, Vakuumkammermaschinen oder Traysealer (Bild 1). Zum allergrößten Teil sind es Einzelanfertigungen, die in enger Abstimmung mit den Kunden aus der Lebensmittel- und Konsumgüterindustrie oder der Medizintechnik geplant und dann hergestellt werden. Die Verwendung hoch spezialisierter Einzelmodule gewährleistet, dass jede Verpackungsaufgabe ihre passende Lösung erhält. Das führt aber zu sehr kleinen Stückzahlen in der Produktion. Die Einzelmodule sorgen für Komplexität in der Fertigung: Viele Teile sind in sehr kleinen Stückzahlen zu produzieren, die Dreh- und Fräsmaschinen sind häufig neu einzurichten oder umzurüsten und auf ihnen laufen viele unterschiedliche CNC-Programme.

Seit 2010 stellt Multivac unternehmensweit auf die CNC-Technik von Siemens um. Die Fertigung wurde dadurch erheblich flexibler, etwa bei Engpässen: Eine Produktionsverlagerung von Teilen zwischen einzelnen Maschinen oder gar Standorten ist seither ohne Weiteres möglich. Weil Multivac vor der Steuerungstechnik schon Datenverwaltung und Programmierung durchgängig und standortübergreifend integrierte, fügt sich die Steuerungstechnik nun wie das letzte Puzzleteil in die bestehende Umgebung ein.

In der Vergangenheit hingegen, als bei Multivac viele unterschiedliche Steuerungen an den Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren im Einsatz waren, ließen sich solche Verlagerungen nicht so einfach bewerkstelligen. Dazu Alexander Konz, Bereichsleiter Fertigung am Standort Lecha-schau in Österreich: „Das war einer der Gründe für den Systemwechsel. Weil fast kein Maschinenbediener, Programmierer oder Postprozessor-Schreiber auf allen Systemen einsetzbar war, kam es in solchen Situationen oft zu Reibungsverlusten.“

Benchmark zur Steuerungstechnik

Benchmark und Pflichtenheft stellten die Entscheidungsgrundlage für die zukünftig einzusetzende Steuerungstechnik dar. Konz erläutert: „Unsere zentrale Frage lautete: Welche Steuerung erfüllt unsere sämtlichen Anforderungen und bringt eine möglichst große Flexibilität für die Fertigung? Alle Anbieter, die es daraufhin in die engere Auswahl schafften, hatten wir eingeladen, uns ihre Technik zu präsentieren.“

Die Steuerung von Siemens zeigte sich allen CNC-spezifischen Anforderungen an die Leistungsfähigkeit oder Funktionalität gewachsen. Für die Sinumerik 840D sl sprach zudem die Steuerungsoberfläche Sinumerik Operate, die technikunabhängig eingesetzt werden kann (Bild 2). Egal ob es ums Drehen, Drehfräsen oder Fräsen geht, die immer gleiche Systematik sowie einheitliche Ansichten und Masken erleichtern Maschinenbedienern ihre Arbeit – besonders, wenn sie an verschiedenen Maschinen im Einsatz sind.

Das Unternehmen profitiert vom Bedienkomfort der Sinumerik-Steuerung: „So banal das auch klingen mag: Dass die Tastenkombination ‚Ctrl + L‘ den einfachen Wechsel von Deutsch zu Englisch oder Spanisch ermöglicht, vereinfacht uns die Zusammenarbeit mit den Kollegen am US-amerikanischen oder am spanischen Standort ungemein – gerade, wenn es um Steuerungsdetails geht“, erklärt Michael Müller, verantwortlich für die NC-Programmierung bei Multivac. „Auch die Möglichkeit, mit der Eingabe von ‚Ctrl + P‘ Screenshots zu erstellen und damit beispielsweise steuerungsrelevante Informationen oder Fehlermeldungen einfach weiterzuleiten, verwenden wir. Das verringert den Abstimmungsaufwand zwischen Programmierern und Maschinenbedienern.“

Messzyklen sind einfach zu parametrieren

Die Steuerung ist zudem mit zahlreichen Zyklen ausgestattet, ihre Anwendung beschleunigt beispielsweise das Umrüsten und Einrichten. Weil diese Aufgaben in Messzyklen umgesetzt sind, ist der Aufwand für das parallele Ausrichten des Werkstücks zu den Maschinenachsen auf ein Minimum begrenzt. Über die Funktion „Messen in JOG“ ermittelt etwa ein Messtaster die Werkstück-Nullpunkte. Die Messzyklen sind auf der Bedienoberfläche mit animierten Bildern einfach zu parametrieren und taugen sowohl zum Einrichten als auch zum Prozessmessen.

Darüber hinaus stellt die Steuerung grafische, teils animierte Darstellungen zur Verfügung, beispielsweise zur Simulation. Sie bringen vor dem NC-Start Sicherheit, weil sie so Programmfehler aufdecken oder das Programmieren an der Maschine erleichtern (Kasten). Mit Shopmill und Shopturn hält die Steuerung auch eine werkstatttaugliche Arbeitsschrittprogrammierung bereit, mit der sich bei Bedarf direkt an der Maschine Programme erstellen lassen.

Standortübergreifende Datenhaltung

Bei Multivac passiert das allerdings nur noch in Ausnahmefällen; die Zeiten, in denen an der Maschine programmiert wurde, sind spätestens mit der Vernetzung und Systemintegration der Maschinen vorbei. Fast 50 Mitarbeiter sind bei Multivac für die Programmierung zuständig, um den hohen Durchsatz zu ermöglichen und die knapp 100 teils automatisierten Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren mit Programmen zu versorgen.

Jeder von ihnen erstellt täglich gleich mehrere neue CNC-Programme in NX CAM, der CAM-Lösung von Siemens. Speicherung und Zugriff auf die Programme erfolgen zentral über das Product-Lifecycle-Management-(PLM-)System Teamcenter. In dieses System wurden an den vier größten Fertigungsstandorten (in Deutschland, Österreich, Spanien und den USA) zwischen 2010 und Ende 2013 sämtliche Dreh- und Fräsmaschinen eingebunden. Damit hat sich innerhalb der Fertigung ein nahtloser Workflow ergeben. Im Zusammenspiel mit der einheitlichen Steuerungstechnik hat das Unternehmen ein homogenes Produktions- und Arbeitsumfeld geschaffen und eine weitestmögliche Übereinstimmung von virtueller und physischer Ebene in der Fertigung erreicht.

Unternehmensweit einheitliche Datenbasis

Multivac hat die in der Produktion verteilten Daten systemübergreifend so gekoppelt, dass eine durchgängige, unternehmensweit verfügbare, vollständige und einheitliche Datenbasis entstanden ist. Gemeinsam mit der einheitlichen Steuerung hat sich die Systemlandschaft in dieser Form wie ein Puzzle zusammengefügt. Viele kleine Erleichterungen führten am Ende zu dem einen Vorteil, der sofort spürbar war: Die Fertigung wurde flexibler und das Unternehmen ist nun besser und schneller als zuvor in der Lage, auf Anforderungen und Engpässe zu reagieren. MM

* Wolfgang Reichart ist Anwendungsspezialist Werkzeug- und Formenbau bei der Siemens AG, Drive Technologies in 91052 Erlangen

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