Digitaler Zwilling für CNC-Werkzeugmaschinen

Die digitale Zwillingstechnologie von NUM ermöglicht es Werkzeugmaschinenherstellern, ihre Markteinführungszeit drastisch zu verkürzen.
Die digitale Zwillingstechnologie von NUM ermöglicht es Werkzeugmaschinenherstellern, ihre Markteinführungszeit drastisch zu verkürzen.Bild: NUM AG

Der CNC-Anbieter NUM hat eine Technologie der digitalen Zwillinge eingeführt, die es Werkzeugmaschinenherstellern ermöglicht, ihre Markteinführungszeit durch den Einsatz von Industrie-4.0-Simulationstechniken zu verkürzen. Das Unternehmen bietet dabei zwei Versionen an. Beide Versionen sind für den Einsatz mit der offenen Architektur der Flexium+ CNC-Plattform von NUM ausgelegt. Die eine Version verwendet eine einfache Flexium+-Steuerung und eine residente Virtualisierungssoftware, die auf dem Industrie-PC des Systems läuft, um die Automatisierung der realen Maschine zu simulieren. Die andere Version verwendet die eigentliche Flexium+-Steuerung, die schließlich in die Maschine integriert wird und über Ethercat mit einem eigenständigen PC verbunden ist, auf dem eine spezielle Hochgeschwindigkeits-Hardware-Simulationssoftware läuft, welche die Mechatronik der realen Maschine simuliert.

Die Version mit der virtuellen Zwillingssteuerung beinhaltet ein Software-Entwicklungskit zur Erstellung des Software-Modells der Maschine. Das Modell ist ein eigenständiges SPS-Programm, das vordefinierte Komponenten verwendet, um einzelne Maschinenelemente wie Sensoren, Spindeln, Pneumatikzylinder usw. zu simulieren. Es wird in die integrierte SPS der Flexium+-Steuerung geladen. Die Flexium NCK in der Steuerung führt die NC-Programme aus und simuliert die sich ändernden Positionswerte der Maschinenachsen. Um den Anwendern die Visualisierung des Prozesses zu erleichtern, nutzt das Paket von NUM das Softwaretool Codesys Depictor der Firma Codesys, mit dem aus dem durch die Simulation erzeugten IEC61131-3-Code 3D-Visualisierungen erzeugt werden können.

Die andere Version des Digitalen Zwillings von NUM ermöglicht die Datenerfassung und -analyse in Echtzeit. Sie basiert auf der Hardwaresimulationssoftware ISG-Virtuos, die von der Industriellen Steuerungstechnik GmbH (ISG) hergestellt wurde. Die Flexium+-Steuerung, die in der physikalischen Maschine eingesetzt werden soll, ist über ein Ethercat-Netzwerk mit einem Standard-PC verbunden und interagiert in Echtzeit mit der Simulationssoftware. Der PC fungiert als virtuelle Maschine im Zwillingsverbund, wobei sich alle simulierten, virtuellen Komponenten hinsichtlich ihrer Schnittstellen, Parameter und Betriebsarten wie reale Komponenten verhalten, um die Struktur und das dynamische Verhalten der realen Maschine genau nachzubilden. Die Bewegungen der Maschine werden mit Hilfe der mitgelieferten 3D-Simulationssoftware realistisch auf dem PC dargestellt.

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