CNC-Programmierung und Automation: Wie weit lässt sich die Fertigung automatisieren?

Wenn die Software das CNC-Programm erstellt

Ein neues Werkstück benötigt ein passendes Bearbeitungsprogramm. Traditionell übernehmen qualifizierte Fachkräfte dessen Erstellung – entweder direkt an der Steuerung einer CNC-Maschine oder mithilfe einer CAM-Software. Je nach Geometrie und Anforderungen können dafür zahlreiche Arbeitsschritte erforderlich sein.

Die Automatisierung verändert zunehmend auch diesen Bereich. Moderne Software kann beispielsweise geometrische Merkmale erkennen und auf dieser Basisgeeignete Bearbeitungsschritte vorbereiten. Wie umfassend hierAutomatisierung möglich ist, hängt allerdings von der eingesetzten Lösung und den jeweiligen Fertigungsbedingungen ab.

Interessant ist diese Entwicklung vor allem für Unternehmen, die regelmäßig neue Werkstücke produzieren. Während sich der Programmieraufwand bei großen Serien auf zahlreiche identische Teile verteilt, fällt er bei Einzelstücken für jedes neue Bauteil erneut an.Hier liegt also erhebliches Potenzial: Lassen sich wiederkehrende Entscheidungen bei der Programmierung automatisieren, reduziert sich der manuelle Vorbereitungsaufwand. Gleichzeitig können Anwender die Maschinen schneller für neue Aufgaben vorbereiten.

Wie aus CAD-Daten automatisch CNC-Programme entstehen

Ein HERMLE Anwenderbericht zeigt, wie selbstverständlich automatisierte CNC-Programmierung bereits in der Fertigung eingesetzt wird: Das Unternehmen FWM, die Fuchs Werkzeug- und Maschinenbau GmbH aus dem saarländischen Lebach, fertigt unter anderem Bauteile für den automobilen Prototypenbau. Dazu gehören beispielsweise Winkelstücke für Schweißvorrichtungen, die sich häufig nur durch geringfügige geometrische Unterschiede voneinander unterscheiden.

Die Herausforderung: Obwohl viele Bauteile ähnlich aussehen, handelt es sich überwiegend um Einzelstücke, sodass für jedes Teil erneut Programmier- und Vorbereitungsaufwand entsteht.

Um diesen Aufwand zu reduzieren, entwickelte FWM eine eigene Software: die Fuchs Automated Milling Software, kurz FAMS.Die Anwendung übernimmt einen großen Teil der Programmerstellung automatisch. Dafür werden zunächst die CAD-Daten des jeweiligen Werkstücks eingelesen. Anschließend bereitet FAMS die Komponenten für die Maschinenbearbeitung vor. Nach mehrjähriger Entwicklungsarbeit kann das System inzwischen einen Großteil der entsprechenden Bauteile vollständig automatisiert vorbereiten. HERMLE unterstützte FWM bei der Softwareentwicklung mit seiner Expertise.

FAMS ist damit ein konkretes Beispiel, wie weit automatisierte CNC-Programmierung unter geeigneten Voraussetzungen bereits gehen kann.

Automatische Programmerstellung allein genügt nicht

Ein automatisch erzeugtes Bearbeitungsprogramm spart bereits Zeit bei der Arbeitsvorbereitung. Der nächste Schritt besteht jedoch darin, das programmierte Werkstück möglichst ohne zusätzliche manuelle Eingriffe zu fertigen.

Hierfür nutzt FWM unter anderem das HERMLE 5-Achs-Bearbeitungszentrum C 22 Uin Kombination mit dem Robotersystem RS 05-2. Seit 2024 fertigt das Unternehmen damit Bauteile mit Kantenlängen zwischen 80 und 120 Millimetern weitgehend personenlos.

Während die selbst entwickelte Software die Programmierung übernimmt, sorgt das Robotersystem für die automatische Werkstückversorgung.Das Ergebnis ist ein weitgehend automatisierter Fertigungsprozess, mit dem FWM trotz Zwei-Schicht-Betrieb an fünf Tagen pro Woche rund um die Uhr produzieren kann.

Bemerkenswert daran ist insbesondere die Anwendung in der Einzelteilfertigung: Automation in diesem Umfang vermutet man häufig nur bei großen Stückzahlen. Das Praxisbeispiel zeigt jedoch, dass sie sich auch bei häufig wechselnden Werkstücken eignet, sofern Programmerstellung, Bearbeitung und Werkstückhandling aufeinander abgestimmt sind. Die Voraussetzung also: eine zuverlässige Einbindung der fertigen CNC-Programme in den gesamten Fertigungsablauf.

HACS und HIMS: Programme organisieren, Fertigung überwachen

Damit aus mehreren vorbereiteten CNC-Programmen ein zusammenhängender Fertigungsablauf entsteht, brauchtes eine gezielte Organisation der einzelnen Aufträge.Hier setzt HERMLE mit dem Automation Control System HACS an. Dabei übernimmt die Software nicht die eigentliche CNC-Programmierung, sondern unterstützt die Planung und Verwaltung automatisierter Fertigungsaufträge.

HACS kann Laufzeiten und Werkzeugeinsätze vorausberechnen. Außerdem ermöglicht das System die Zuordnung von NC-Programmen und Nullpunkten sowie die Priorisierung einzelner Aufträge. Auch der geplante Ablauf lässt sich bei Bedarf dynamisch anpassen. Das ist besonders bei der automatisierten Fertigung unterschiedlicher Werkstücke relevant. Statt jeden Auftrag einzeln zu betrachten, lassen sich alle benötigten Informationen zentral organisieren.

HIMS, die HERMLE InformationMonitoringSoftware, ergänzt diese Funktionen durch die Maschinenüberwachung. Sie stellt unter anderem aktuelle Maschinenzustände, Statushistorien und Meldungsprotokolle bereit. Darüber hinaus benachrichtigt sie Anwender bei bestimmten Ereignissen oder Fehlern direkt per E‑Mail. Während HACS also die Organisation der Aufträge unterstützt, ermöglicht HIMS die Überwachung des laufenden Betriebs. Zusammen schaffen die Systeme die Voraussetzungen dafür, vorbereitete Bearbeitungsprogramme in einen transparent organisierten Fertigungsablauf einzubinden.

Verändert die Automation auch die Aufgaben der Fachkräfte?

Mit zunehmender Automatisierung verändert sich nicht nur die Technik, sondern auch der Arbeitsalltag.Obwohl FWM beispielsweise einen Teil seiner CNC-Programmierung automatisiert hat, setzt der Betrieb weiterhin bewusst auf qualifizierte Mitarbeiter und deren Weiterentwicklung.Dazu gehören unter anderem Arbeitsplätze, an denen Fachkräfte sowohl die Maschinen bedienen als auch programmieren und ihre CAM-Kenntnisse erweitern.

Automatisierte Programmerstellung setzt voraus, dass Bearbeitungsstrategien entwickelt und technische Anforderungen berücksichtigt werden. Auch die Bewertung neuer Fertigungsaufgaben und die Weiterentwicklung der automatisierten Prozesse erfordern entsprechendes Fachwissen.Gleichzeitig entstehen durch die Automatisierung zusätzliche Möglichkeiten, Fachkräfte von wiederkehrenden Tätigkeiten zu entlasten.

Statt jeden einzelnen Arbeitsschritt erneut manuell vorzubereiten, können sie sich so verstärkt mit anspruchsvollen Aufgaben und der Weiterentwicklung bestehender Fertigungsprozesse beschäftigen.

Fazit: CNC-Programmierung und Automation im Zusammenspiel

Die Entwicklung moderner CNC-Programmierung reicht mittlerweile weit über das manuelle Erstellen einzelner Bearbeitungsprogramme hinaus. Softwarelösungen übernehmen teils umfangreiche Aufgaben der Programmerstellung komplett automatisiert. Jedoch lässt sich das Potenzial der automatisierten Fertigung erst dann richtig umfassend nutzen, wenn CNC-Programme, Werkzeuge, Auftragsplanung und Maschinenautomation bestmöglich aufeinander abgestimmt sind.

Mit digitalen Lösungen wie HACS und HIMS unterstützt HERMLE die Organisation und Überwachung dieser Prozesse. Gleichzeitig bleibt qualifiziertes Fachpersonal für die Planung und Optimierung der Fertigungsprozesse unverzichtbar.