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Digitaler Zwilling

Machen Sie es gleich beim ersten Mal in der Teilefertigung richtig

In der CNC-Fertigung ist es entscheidend für Präzision, Effizienz und Kostenkontrolle, es gleich beim ersten Mal richtig zu machen. Ein zentraler Hebel dafür: die Integration der realen und digitalen Welt, um Ideen ohne kostspielige Iterationen in hochwertige Teile umzusetzen.

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Vor welchen Herausforderungen stehen Sie bei der Herstellung von Teilen?

Um Ihre Teilefertigung zu verbessern, konzentrieren Sie sich auf die spezifischen Herausforderungen und Anforderungen, die für Ihren branchenspezifischen Anwendungsfall spezifisch sind. Jede Branche hat ihre eigenen Überlegungen und Lösungen, sodass die Anpassung Ihres Ansatzes zu besseren Ergebnissen führen kann.

CNC-Drehmaschine zur Bearbeitung eines zylindrischen Metallwerkstücks mit Kühlmittelspray und Schneidwerkzeugen in Aktion

Hohe Variabilität: CNC in einer Werkstatt

Kleine Fertigungsbetriebe, die vereinfachte oder kundenspezifische Teile herstellen, haben oft enge Margen und eine hohe Variabilität. Die Programmierung direkt an der Maschine — ohne fortschrittliche CAM-Tools — lässt wenig Spielraum für Fehler und erhöht das Risiko von Abstürzen, falschen Offsets oder kostspieligen Ausfallzeiten. Gleichzeitig können die Suche nach qualifiziertem Personal, die training verschiedener Schnittstellen und die Integration neuer Technologien echte Herausforderungen darstellen.

Ein Digital Twin bietet eine zukunftssichere Lösung: Sie ermöglicht es, NC-Programme virtuell zu entwickeln, zu testen und zu optimieren — ohne den Betrieb zu unterbrechen. Das steigert die Effizienz, reduziert Fehler und gewährleistet die korrekte Bearbeitung auf Anhieb, auch in Umgebungen mit hoher Mischung und kleinen Chargen.

Komplexe Werkstücke für die hochpräzise Fertigung

Hersteller stehen aufgrund von Präzisionsanforderungen und strengen Qualitätsstandards vor wachsenden Herausforderungen. Lange Zykluszeiten, geringe Stückzahlen und komplexe, kundenspezifische Prozesse zur Belastung der Teile. Limited Sichtbarkeit in Echtzeit, häufige Ausfallzeiten und die Optimierung von Versuch und Irrtum führen zu Ineffizienzen und Kosten. Die Sicherstellung einer gleichbleibenden Qualität und die training des Personals in Bezug auf neue Werkzeuge erhöhen die Komplexität, während Fehler die Produktion verzögern und zu kostspieligen Nacharbeiten führen können.

Ein Digital Twin gewährleistet eine perfekte Kombination zwischen virtueller und realer Maschine — unverzichtbar für hochpräzise Teile und Crashprävention. Es ermöglicht das virtuelle Testen und Validieren von NC-Programmen, die in der CAD-Umgebung erstellt wurden, wodurch die Präzision erhöht, Fehler reduziert und Abläufe optimiert werden.

CNC-Fräsen einer Turbinenschaufelscheibe mit einem Bohrer, der in das präzisionsgefertigte Metallbauteil einschneidet.
CNC-Fräsmaschine, die ein kreisförmiges Metallwerkstück schneidet, wobei während der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung Metallspäne und Kühlmittelspray herumfliegen

Komplexe Bearbeitungsvorgänge in einer Massenproduktion

In der Großserienproduktion zählt jede Sekunde. Komplexe Bearbeitungen müssen effizient und maßstabsgetreu ablaufen — ohne Abstriche bei der Präzision. Die Programmierung und das Testen des ersten Teils sind von entscheidender Bedeutung, da Fehler zu Verzögerungen, Verschwendung und höheren Kosten führen können. Ein hoher Automatisierungsgrad erfordert eine nahtlose Technologieintegration und gut ausgebildete Teams, um Konsistenz und Leistung zu gewährleisten.

Ein Digital Twin simuliert und validiert den Bearbeitungsprozess virtuell, um die Genauigkeit sicherzustellen und die Parameter vor der Produktion zu optimieren. Das reduziert Fehler, gewährleistet Qualitätsstandards und minimiert Ausfallzeiten — was letztlich die Effizienz und Präzision in der Fertigung verbessert. Neu entwickelte Werkzeuge können auch auf eine Verkürzung der Zykluszeit getestet werden.

Was ist ein Digital Twin und warum benötigen Sie ihn?

Ein digitaler CNC-Zwilling ist eine digitale Nachbildung des gesamten CNC-Systems, die dessen Steuerlogik, Kinematik und Verhalten exakt wiedergibt. Diese digitale Darstellung ermöglicht eine umfassende Simulation, Analyse und Optimierung der Systemleistung in einer virtuellen Umgebung — alle Änderungen in der realen Welt werden vorgenommen. Es gewährleistet Präzision vom ersten Teil an, reduziert Ausfallzeiten und erhöht die Gesamteffizienz.

Ihre Vorteile

Symbol für schnellere Markteinführungszeiten: ein Kreisdiagramm mit einem Häkchen

Schnellere Markteinführungszeit

Digitale Zwillinge beschleunigen die Entwicklung und Validierung neuer Produkte und Prozesse. Durch die virtuelle Simulation und Optimierung von Designs können Hersteller Produkte schneller auf den Markt bringen und sich so einen Wettbewerbsvorteil verschaffen.

Symbol für Kosteneinsparungen: eine Uhr mit einem Dollarzeichen

Kosteneinsparungen

Die Fähigkeit, Bearbeitungsprozesse zu optimieren und Fehler zu vermeiden, bevor sie auftreten, senkt die Kosten erheblich. Niedrigere Ausschussraten, minimierter Werkzeugverschleiß und effizienter Materialeinsatz tragen alle zu niedrigeren Betriebskosten bei.

Symbol für verbesserte Qualitätskontrolle: ein Drei-Sterne-Auszeichnungsplakette

Verbesserte Qualitätskontrolle

Durch die virtuelle Simulation und Analyse von Bearbeitungsprozessen tragen digitale Zwillinge dazu bei, dass das Endprodukt strenge Qualitätsstandards erfüllt. Das reduziert Defekte und Nacharbeiten — und erhöht die Kundenzufriedenheit und senkt die Produktionskosten.

Symbol für eine nahtlose Workflow-Integration: drei ineinandergreifende Zahnräder

Nahtlose Workflow-Integration

Digitale Zwillinge optimieren den Übergang von der digitalen zur realen Bearbeitung, verkürzen die Rüstzeit und steigern die Produktivität. Sie gewährleisten Präzision und Zuverlässigkeit durch kontinuierliche Sicherheitsüberprüfungen von der Simulation bis zur Ausführung.

Wo können Sie einen Digital Twin in der Fertigung verwenden?

Die Digital-Twin-Technologie verändert die Art und Weise, wie Hersteller Präzision, Produktivität und Effizienz erreichen. Indem es die digitale und die reale Welt verbindet, ermöglicht es eine intelligentere, flexiblere Art, Bearbeitungsprozesse vorzubereiten, zu testen und zu verbessern — lange bevor der Fertigungsbetrieb beginnt.

Virtuelle Berufsvorbereitung

Bearbeitungsaufträge können vor Produktionsbeginn virtuell vorbereitet und geplant werden — einschließlich Maschineneinrichtung, Werkzeugauswahl und Parameterdefinition — alles offline auf einem PC erledigt. Mehrere Maschinenzwillinge können auf einem einzigen Computer gespeichert werden, sodass NC-Programme von einer Workstation aus erstellt werden können. Betriebsbereite Programme werden direkt auf die reale Maschine übertragen, wodurch die Einrichtungszeit um bis zu 20% reduziert wird. Benutzer können NC-Programme vorbereiten und testen und Mitarbeiter schulen, auch wenn sie auf neue Maschinen warten — so ist gewährleistet, dass sie voll einsatzbereit sind, wenn sie ankommen.

Ingenieur, der an einer Workstation mit zwei Monitoren arbeitet.
CNC-Bediener, der mit einer digitalen Zwillingssimulation auf einer Workstation mit zwei Monitoren arbeitet

Offline-Programmierung und Validierung

CNC-Programme können offline erstellt und getestet werden, ohne den eigentlichen Maschinenbetrieb zu unterbrechen. NC-Programme werden auf einem PC entwickelt und validiert, sodass Tests und Optimierungen vollständig im virtuellen Raum stattfinden können. Dieser Ansatz reduziert die Ausfallzeiten erheblich und reduziert die unproduktive Maschinenzeit um bis zu 75% — und verbessert gleichzeitig die Prozesszuverlässigkeit und Effizienz.

Simulation (einfach und fortgeschritten)

Benutzer profitieren sowohl von grundlegenden als auch von detaillierten Simulationsfunktionen. Einfache Simulationen decken schnell potenzielle Probleme auf, während fortgeschrittene Simulationen tiefere Einblicke bieten und die Prozessoptimierung ermöglichen. Durch die Integration von Steuerungs- und Kinematikdaten aus VCP-Dateien mit CAM-Funktionen erhalten Benutzer Zugriff auf eine präzise Simulationsumgebung. Dadurch können sie die Herstellbarkeit überprüfen, die Eignung der Maschine beurteilen und die Produktionszeit genau berechnen — ohne in echte Maschinen oder Produktionskapazitäten zu investieren.

Ingenieur überprüft eine CNC-Werkzeugwegsimulation
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Schulung und Qualifikationsentwicklung

Bediener können sicher an virtuellen Maschinen geschult werden, um verschiedene Szenarien und Programmieraufgaben zu bewältigen, ohne Geräte zu gefährden oder die Produktion zu unterbrechen. Fehler können sofort korrigiert werden, und die training kann vor der Auslieferung der Maschinen stattfinden. Das reduziert Fehler, macht physische Prototypen überflüssig und die Maschinen bleiben für die eigentliche Produktion verfügbar.

Welche Lösungen bietet mir Siemens an, einschließlich Partnerkooperationen?

Siemens bietet eine umfassende Suite von Digital-Twin-Lösungen, die entwickelt wurden, um diesen Herausforderungen zu begegnen und die Effizienz, Genauigkeit und Sicherheit bei CNC-Bearbeitungsvorgängen zu verbessern. Hier sind die wichtigsten Lösungen, die Siemens anbietet, einschließlich der Zusammenarbeit mit Partnern.

Von der virtuellen Bearbeitung zur Produktion auf Anhieb

Run MyVirtual Machine ist der Digital Twin einer Siemens-CNC-Steuerung, insbesondere der SINUMERIK ONE und die SINUMERIK 828D. Es bietet zahlreiche Vorteile, einschließlich der Möglichkeit, NC-Programme offline auf einem PC zu erstellen, zu validieren und zu optimieren. Es dient auch als hervorragende Plattform für training- und Weiterbildung.

  • 1:1 Digital Twin der CNC-Steuerung: Führen Sie echten NC-Code in einer simulierten Umgebung aus, bevor Sie ihn auf der tatsächlichen Maschine ausführen.
  • Standalone-Lösung für Jobshops: Spiegelt die SINUMERIK-CNC-Schnittstelle wider und ermöglicht die Offline-Validierung von Werkzeugbewegungen und -einstellungen.
  • Optionale Integration mit NX CAM: Stellt eine perfekte Übereinstimmung zwischen CAM-generierten Werkzeugwegen und der realen Bearbeitungsausführung sicher, wodurch die Genauigkeit verbessert und Materialverschwendung reduziert wird.
Run MyVirtual Machine Machine-Softwareschnittstelle aus, auf der das SINUMERIK-Bedienfeld zusammen mit einer 3D-Drehsimulation angezeigt wird.
3D-Simulation eines CNC-Bearbeitungszentrums mit aktiver Kollisionserkennung, die eine Werkstückanordnung auf einem Drehtisch zeigt

Von Kollisionsrisiken zur kollisionsfreien Bearbeitung

Protect MyMachine /3D Twin ist ein Echtzeit-Kollisionsschutzsystem, das den Bearbeitungsprozess kontinuierlich überwacht, um mögliche Kollisionen zu erkennen und zu verhindern. Es verwendet dieselbe 3D-Engine wie Run MyVirtual Machine und gewährleistet so eine nahtlose Integration und konsistente Sicherheit von der virtuellen Simulation bis zur Ausführung in der realen Welt. Dieses System schützt sowohl die Maschine als auch das Werkstück, was es besonders in schnelllebigen Umgebungen und hochpräziser Fertigung wertvoll macht.

Von 3D-CAD-Modellen zu CNC-Programmen in wenigen Minuten

Optimieren Sie MyMachining /3D-Scanner reduziert die Programmierzeit und verbessert die Produktqualität, indem Fehler minimiert werden. Der intelligente Analysealgorithmus erfasst die tatsächliche Bauteilgeometrie und schlägt optimierte Bearbeitungsstrategien auf der Grundlage geometrischer Merkmale vor. Das spart Zeit und Kosten, verhindert Programmierfehler und gewährleistet eine gleichbleibende Qualität. Verfügbar als unbefristete Lizenz für echte Maschinen und als Option für ihren Digital Twin über Run MyVirtual Machine. Mehr Informationen

Optimieren Sie MyMachining /3D-Scanner
Run MyVirtual Machine /3D-Screenshot aus der Anwendung aus

Sind Sie bereit, unseren Digital Twin of CNC kostenlos zu testen?

Laden Sie die Demo herunter und erkunden Sie die Möglichkeiten der virtuellen Bearbeitung!

Probieren Sie es aus, jetzt!

Integrierte CNC-Maschine und digitale Werkzeugmaschine

CNC-Werkzeugmaschine gepaart mit ihrem digitalen Twin-Wireframe-Rendering auf dunklem Hintergrund

Siemens arbeitet eng mit führenden Herstellern von CNC zusammen, um gemeinsame Lösungen zu entwickeln. Endbenutzer profitieren erheblich von dem gemeinsamen Angebot, das den Digital Twin einer CNC-Steuerung mit dem Digital Twin einer Werkzeugmaschine kombiniert.

Diese integrierte Lösung verbessert die Effizienz, Genauigkeit und Produktivität bei CNC-Bearbeitungsvorgängen. Dieses einzigartige Angebot bietet erhebliche Vorteile:

  • Nahtlose Integration von virtuellen und realen Maschinen — von Maschinenlogik bis HMI
  • Einheitlicher Support von Siemens und dem Maschinenbauer
  • Kosten- und Zeitersparnis durch schnellere Inbetriebnahme, weniger Fehler und kürzere Schulungszeiten

Lösungen für Digital Twin Zwillinge in Aktion

Das gemeinsame Angebot vereint den Siemens CNC Digital Twin mit den originalgetreuen digitalen Zwillingen von OEMs für Werkzeugmaschinen. Da diese Modelle von den OEMs in ihrem eigenen Betrieb angewendet werden, spiegeln sie das reale Maschinenverhalten wider und ermöglichen eine genaue Programmierung, Simulation und Prozessoptimierung vom ersten Tag an. Von der Entwicklung und Inbetriebnahme von Werkzeugmaschinen bis hin zu Produktion und Service zeigen diese Beispiele aus der Praxis den Wert integrierter Digital Twin Twin-Lösungen für CNC- und Werkzeugmaschinen.

Häufig gestellte Fragen