Weniger Luftschnitte, kürzere Zykluszeiten: NC-Code gezielt optimieren
Viele CNC-Betriebe arbeiten mit NC-Programmen, die zwar sicher laufen, aber nicht auf minimale Bearbeitungszeiten optimiert sind. Simprotec will mit der Manus Software Suite vor allem kleinere und mittlere Fertiger dabei unterstützen, Luftschnitte, unnötige Rückfahrbewegungen und nicht angepasste Vorschübe zu reduzieren.
Kai Georg LehmannKai GeorgLehmannGeschäftsführer Simprotec GmbH & Co. KG
Die Grafik zeigt den Ablauf von der CAD-/CAM-Programmierung über die G-Code-Simulation und NC-Optimierung bis zur CNC-Maschine.Simprotec
Anzeige
Summary:
NC-Programme bergen oft Potenzial durch Luftschnitte, Rückfahrbewegungen und konstante Vorschübe.
MANUSsim simuliert den tatsächlichen G-Code und prüft ihn auf Fehler und Kollisionen.
MANUSsim Optimize passt Werkzeugbewegungen und Vorschübe automatisch an.
Laut Anbieter sind dadurch Zykluszeitverkürzungen von 10 bis 40 % möglich.
MANUSpost Developer soll die Erstellung und Anpassung von Postprozessoren ohne Programmierkenntnisse ermöglichen.
Viele kleine und mittelständische CNC-Betriebe nutzen NC-Programme, bei denen noch Optimierungspotenzial besteht. Nach Angaben von Simprotec entstehen Zeitverluste unter anderem durch Luftschnitte, unnötige Rückfahrten zur Referenzposition oder konstante Vorschubgeschwindigkeiten trotz unterschiedlicher Spanlast. Das Unternehmen nennt für den Mittelstand eine durchschnittliche Maschinenauslastung von rund 65 %.
Genau hier setzt die Manus Software Suite an, die Simprotec im deutschsprachigen Raum vertreibt und implementiert. Das Unternehmen aus Bad Zwischenahn wurde von Kai Georg Lehmann gegründet, der nach eigenen Angaben über mehr als 25 Jahre Erfahrung in der CNC- und Digital-Manufacturing-Branche verfügt. Die Software stammt vom türkischen Anbieter Manus Software und umfasst die Module Manus Sim, Manus Sim Optimize sowie Manus Post Developer.
Simulation auf Basis des tatsächlichen NC-Codes
Anzeige
"Viele Betriebe wissen gar nicht, wie viel Potenzial in ihren bestehenden NC-Programmen steckt. Sie produzieren jeden Tag – aber nicht optimal. Genau hier setzen wir an," erklärt Kai Georg Lehmann, Geschäftsführer bei Simprotec.Alexander Hesse
Manus Sim simuliert nach Angaben des Anbieters nicht lediglich den vom CAM-System berechneten Werkzeugpfad, sondern das tatsächliche NC-Programm beziehungsweise den G-Code, der anschließend auf der Werkzeugmaschine ausgeführt wird. Unterstützt werden unter anderem Steuerungen von Fanuc, Siemens, Heidenhain, Mazatrol und Okuma. Die Maschinenbibliothek umfasst laut Hersteller mehr als 600 CNC-Werkzeugmaschinen.
Die Software soll unter anderem Kollisionen, Eilgangbewegungen im Material, Fehler im NC-Programm und Überschreitungen von Achsgrenzen erkennen. Zudem können nach Anbieterangaben Werkzeuglängen auf ein sicheres Minimum optimiert und mehrere Aufspannungen innerhalb eines Simulationsprojekts verwaltet werden. Schnittstellen bestehen unter anderem zu Siemens NX, Mastercam, hyperMILL, Fusion 360, PowerMill und Catia V5.
Optimierung von Luftschnitten und Vorschüben
Anzeige
Das Modul Manus Sim Optimize geht einen Schritt weiter und analysiert das NC-Programm während der Simulation. Daraus erzeugt die Software laut Simprotec eine optimierte Programmversion.
Dabei kommen drei Ansätze zum Einsatz. Zunächst erkennt das System nicht schneidende Werkzeugbewegungen – sogenannte Touch Moves – und kann deren Vorschub erhöhen. Darüber hinaus sollen unnötige Rückfahrten und große Rückzugsbewegungen zwischen einzelnen Bearbeitungsschritten erkannt und durch kürzere Positionierbewegungen ersetzt werden.
Vergleich der ursprünglichen und der optimierten Werkzeugbewegungen bei der CNC-Bearbeitung.Simprotec
Der dritte Ansatz betrifft die Anpassung des Vorschubs an die jeweilige Bearbeitungssituation. Während der Simulation analysiert die Software nach Herstellerangaben die dreidimensionale Spangeometrie sowie Schnitttiefe, Schnittbreite und Werkzeugeingriff. Auf dieser Grundlage sollen die Vorschubwerte dynamisch angepasst werden. Bei hoher Belastung wird der Vorschub reduziert, bei geringerem Werkzeugeingriff erhöht. Berücksichtigt werden laut Anbieter unter anderem Schnittkräfte, Biegekräfte, Spindeldrehmoment und Leistung. Die Berechnungen basieren nach Unternehmensangaben auf physikalischen und geometrischen Algorithmen und nicht auf KI-Modellen.
Anzeige
Anbieter nennt Zykluszeitverkürzungen von bis zu 40 %
Simprotec führt mehrere Anwendungsbeispiele an, bei denen sich die Bearbeitungszeit durch die Optimierung bestehender NC-Programme reduziert habe. Genannt werden Einsparungen von 19,5, 36,3 und 19,1 %. Daraus leitet das Unternehmen eine nach eigenen Angaben realistische Bandbreite von 10 bis 40 % kürzeren Zykluszeiten ab. Die Werte sind als Herstellerangaben zu verstehen und können je nach Bauteil, Ausgangsprogramm und Bearbeitungsstrategie unterschiedlich ausfallen.
Ein wesentlicher Ansatz besteht darin, bestehende CAM-Systeme nicht zu ersetzen. Simprotec positioniert die Software vielmehr als Ergänzung zur vorhandenen Prozesskette. Zielgruppe sind insbesondere Lohn- und Auftragsfertiger mit vier bis zwanzig CNC-Maschinen in Deutschland, Österreich und der Schweiz.
Anzeige
"Viele Betriebe wissen gar nicht, wie viel Potenzial in ihren bestehenden NC-Programmen steckt. Sie produzieren jeden Tag – aber nicht optimal. Genau hier setzen wir an."
Kai Georg Lehmann, Geschäftsführer bei Simprotec.
Postprozessoren selbst anpassen
Ein weiteres Modul ist Manus Post Developer. Postprozessoren bilden die Schnittstelle zwischen CAM-System und Maschinensteuerung. Änderungen oder Fehler können in der Praxis dazu führen, dass Unternehmen auf Anpassungen durch ihr CAD/CAM-Systemhaus angewiesen sind.
Mit Manus Post Developer sollen Anwender Postprozessoren selbst erstellen und anpassen können. Nach Angaben des Anbieters sind dafür keine klassischen Programmierkenntnisse erforderlich. Stattdessen werden einzelne Operationstypen und NC-Zeilen über eine grafisch beziehungsweise modular aufgebaute Entwicklungsumgebung konfiguriert. Eine Bibliothek stellt mehr als 1.000 vorhandene Postprozessoren als Ausgangsbasis zur Verfügung.
Anzeige
Die Plattform unterstützt laut Simprotec 21 CAM-Systeme, darunter Siemens NX, Mastercam, hyperMILL, Fusion 360, SolidCAM, Catia V5, Delmia, Tebis und Creo. Das Konzept sieht vor, einen Postprozessor der jeweiligen Maschine zuzuordnen und ihn dadurch auch bei einem Wechsel des CAM-Systems weiterverwenden zu können.
Manus Post Developer selbst läuft cloudbasiert im Browser. Die fertige Konfiguration wird anschließend über eine lokale Desktop-Komponente ausgeführt. Ergänzend bietet der Hersteller Video-Tutorials, Webinare und Schulungsangebote an.
KI zunächst nur für die Postprozessor-Erstellung
Anzeige
Bei Simulation und NC-Optimierung verzichtet Manus nach Unternehmensangaben bewusst auf generative KI. Die Ergebnisse sollen auf deterministischen physikalischen und geometrischen Berechnungen beruhen und damit reproduzierbar bleiben.
Für Ende 2026 ist allerdings eine KI-Unterstützung bei der Erstellung von Postprozessoren angekündigt. Anwender sollen künftig in natürlicher Sprache beschreiben können, welche Ausgabe sie benötigen. Daraus soll das System automatisiert eine entsprechende Postprozessor-Konfiguration erzeugen. Mittelfristig plant Simprotec außerdem eine Erweiterung des Portfolios in Richtung MES-Integration.
Das Wichtigste zur NC-Programmoptimierung
Was ist der Unterschied zwischen NC-Simulation und NC-Optimierung?
Die Simulation prüft das tatsächliche NC-Programm unter anderem auf Kollisionen und Programmfehler. Die Optimierung verändert darüber hinaus Werkzeugbewegungen und Vorschübe mit dem Ziel, Bearbeitungszeiten zu reduzieren.
Wie lassen sich Zykluszeiten verkürzen?
MANUSsim Optimize erkennt laut Anbieter unter anderem Luftschnitte, unnötige Rückfahrbewegungen und nicht angepasste Vorschübe und optimiert diese auf Basis geometrischer und physikalischer Berechnungen.
Welche Einsparungen sind möglich?
Simprotec nennt auf Basis eigener Praxisbeispiele Zykluszeitverkürzungen zwischen 10 und 40 %. Die tatsächlichen Werte hängen jedoch von Bauteil, NC-Programm und Bearbeitungsstrategie ab.
Muss dafür das bestehende CAM-System gewechselt werden?
Nein. Die Software ist als Ergänzung zu bestehenden CAM-Systemen konzipiert und soll sich unter anderem in Systeme wie Siemens NX, Mastercam, hyperMILL oder Fusion 360 integrieren lassen.
Was bietet MANUSpost Developer?
Mit dem cloudbasierten Werkzeug sollen Anwender Postprozessoren selbst erstellen und anpassen können. Laut Anbieter sind dafür keine klassischen Programmierkenntnisse erforderlich.
