Der Betriebsleiter 6/2020

FERTIGUNGSTECHNIK
Sinumerik – 60 Jahre CNC
Vom Lochstreifen zum digitalen Zwilling
Ohne Werkzeugmaschinen und
ohne CNC sähe das moderne Leben
sicherlich anders aus. In ihrer nun
sechzigjährigen Geschichte haben
die Sinumerik-Steuerungen die
Welt der Produktion tiefgreifend
verändert. Ob bei der Produktion
von Zahnbürsten, von Smartphones
oder von Autos und Gitarren
– überall sind Werkzeugmaschinen
und mit ihnen CNCs beteiligt. Ihre
Geschichte ist geprägt von
Innovationen.
Ein gleichmäßig surrendes Werkzeug, fliegende
Späne und blankpoliertes Metall
– die Arbeit einer Werkzeugmaschine hat
eine schlichte Schönheit. Schicht für
Schicht wird Material abgetragen, bis ein
perfektes Werkstück entsteht. Wieder und
wieder und wieder. Das digitale Gehirn der
Maschine ist die CNC (Computerized Numerical
Control), die den Produktionsvorgang
– sei es nun Schleifen, Drehen, Fräsen,
Bohren oder auch die additive Fertigung –
steuert. Seit inzwischen sechzig Jahren leisten
Steuerungen von Siemens auf der ganzen
Welt ihren Dienst. In dieser Zeit haben
sie sich stetig weiterentwickelt. Wurde die
erste NC von Siemens noch mit Lochstreifen
gefüttert, so ist die Bedienung mittels
Touchpanel heute Standard. Und mit der
neuesten Steuerungsgeneration Sinumerik
One entstand die erste vollständig digitale
Werkzeugmaschinensteuerung, mit der
Herstellungs- und Produktionsprozesse mit
Hilfe des digitalen Zwillings komplett digitalisiert
und optimiert werden.
Von der ersten NC zur
„digital native CNC“
Ihren Ursprung hat die Erfolgsgeschichte der
Sinumerik im Jahr 1960. Nach intensiver Entwicklungsarbeit
der Ingenieure Dr. Werner
Feist und Paul Volk wurde die erste NC von
Siemens auf der heute als EMO bekannten
Werkzeugmaschinenausstellung vorgestellt.
In mehreren Pilotmaschinen konnten die Besucher
der Ausstellung die Steuerung bestaunen,
die mittels Relaistechnik die Punkt- und
Streckensteuerung von Maschinen und damit
Bearbeitungstechniken wie Drehen, Fräsen,
Schleifen und Nibbeln ermöglichte. Die NC
zeigte bereits damals das Potenzial einer automatisierten
Steuerung von Werkzeugmaschinen,
auch wenn sie mit ihrer Größe eher einem
Schaltschrank ähnelte.
Während die Entwicklung von Werkzeugmaschinen
damals von Erfahrung und Prototypenbau
geprägt war, finden Design, Entwicklung
und Engineering heute virtuell
statt. So wartet die Steuerung Sinumerik
One mit Softwarepaketen zur Erstellung der
digitalen Zwillinge für Engineering und Produktion
auf. Damit können Maschinenhersteller
ihre Maschinen mit dem digitalen
Zwilling im Virtuellen entwickeln und testen,
lange bevor die reale Maschine gebaut
wird. „Der digitale Zwilling bietet Maschi-
nenherstellern die Möglichkeit, die Entwicklung
der Maschine völlig neu zu denken.
Von der ersten Idee über das Konzept
bis hin zur ersten Inbetriebnahme können
sie alles an der digitalen Maschine machen“,
erklärt Nils Brüdigam, Projektleiter der
Sinumerik One. Auch Maschinenbetreiber
profitieren vom digitalen Zwilling. Sie können
CNC-Programme zunächst offline in
der Arbeitsvorbereitung erstellen und verifizieren
und anschließend auf die reale Steuerung
übertragen. Rüstvorgänge werden vorab
optimiert und das Risiko von Kollisionen
beim Einfahren neuer Teile minimiert. Das
beste Beispiel dafür, dass die Entwicklung
mit einem digitalen Zwilling funktioniert, ist
die Sinumerik One selbst. Sie ist ein echter
digital Native. Lange bevor die erste Hardware
gebaut wurde, wurde die CNC virtuell
entwickelt, getestet und optimiert.
Apple I oder Sinumerik System 7
Von der ersten NC bis zur „digital native
CNC“ war es ein langer Weg. Zunächst musste
die NC zur CNC, also zur Computerized
Numerical Control werden. Der Siegeszug
der Transistoren und die breitere Verfügbarkeit
von Mikroprozessoren in den Siebzigern
veränderte die Welt der NCs und machte diese
Entwicklung möglich. Schon 1973 führte
Siemens die mit einem Minicomputer ausgestattete
Sinumerik 500C ein, die auf Drehund
Fräsanwendungen spezialisiert war.
Autor: Thomas Kiessling, Presse-Volontär,
Siemens Digital Industries und Anna Mann,
Marketing Manager, Siemens
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