Zerspaner zukunftssicher machen: Programmierkompetenzen für die Automatisierung meistern

Programmierung ist das Herzstück moderner Zerspanung. Aktuell zu bleiben und sich lebenslangem Lernen zu verpflichten, ist unerlässlich – egal wohin die Branche steuert. Ist der Maschinenprogrammierer der Zukunft ein Code-Entwickler, Systemintegrator oder KI-Enabler?

Wie automatisiert wird die Zerspanung in Zukunft? Wie „vorgefertigt“ oder „feature-basiert“ werden Bearbeitungsfunktionen?

Manche argumentieren, es müsse stärker in Richtung feature-basiert gehen, um dem erwarteten Fachkräftemangel Rechnung zu tragen. Automatisierung findet statt – aber sie erfordert menschlichen Eingriff zur Wartung, Fehlersuche und Programmierung. Wird die Branche vollständig von Automatisierung beherrscht? Eher nicht.

„Es gibt eine großartige Geschirrspüler-Analogie, die mir jemand nannte: In meinem Leben werde ich nie sehen, dass sich ein Geschirrspüler selbst ausräumt, weil Expertise und Komplexität darin stecken, ihn ein- und auszuräumen“, sagt Dr. Thomas Kurfess, Professor und HUSCO/Ramirez Distinguished Chair in Fluid Power and Motion Control am Georgia Institute of Technology, in einem Q&A mit Better MRO.

„Dasselbe gilt für Maschinen – wir müssen sie einfacher bedienbar machen, indem wir dem Programmierer helfen, Entscheidungen zu treffen: welches Werkzeug, welche Orientierungen in vollen 5-Achs-Kontinuierlich-Modi zu programmieren“, erklärt Dr. Kurfess.

Programmiersprachen könnten sich weiterentwickeln, um die Rechenleistung von Grafikprozessoren (GPUs) besser zu nutzen, wie man sie in High-End-Gaming-Systemen sieht. Manche Bearbeitung könnte einfacher werden – aber um bei Skills und Verdienst oben zu bleiben, waren Programmierung und tiefes Technologieverständnis für Zerspaner nie wichtiger.

Better MRO sprach mit Branchen- und Akademie-Insidern über Programmierung – und andere Skills und Technologien, die die Branche beeinflussen.

Herausforderungen in der heutigen CNC-Maschinenprogrammierung

Schneidstrategien, Kühlung, CAM-Software, Werkzeugmaschinen und viele weitere Bereiche der Zerspanung entwickeln sich stetig weiter. Genauso ihre Integration, damit sie zusammenarbeiten.

Technologie läuft nicht immer synchron: CAM-Software ist vielleicht noch nicht bereit für die neueste Maschinen- oder Schneidwerkzeug-Innovation – da liegt es am Programmierer, zu verstehen, wie Geometrien optimal manipuliert und verfeinert werden, erklärt Ronnie Brittain, CNC-Instruktor am NASCAR Technical Institute (Teil von Universal Technical Institute).

„Eine der größten Herausforderungen für CNC-Techniker heute ist die Integration von Automatisierung in den Prozess“, sagt Brittain. „Vielleicht haben Sie einen Roboter oder Gantry-Loader, der Teile be- und entlädt oder von A nach B bewegt. Der muss auch mit der CNC-Maschine kommunizieren. Diese beiden Programmiersprachen sind काफी unterschiedlich.“

Brittain hat auch für einen hochautomatisierten Automobilhersteller gearbeitet und erlebt, wie Roboter-Techniker und CNC-Programmierer zusammenarbeiten mussten, um Systemintegrations-Probleme zu lösen.

„Immer mehr Firmen streben an, das zu einem One-Person-Job zu machen … Also fordern sie Zerspaner auf, mehr zu verstehen, ihre Skills zu erweitern und zu lernen, wie man Dinge zwischen Robotern, CNCs und all den verschiedenen Maschinen zum Laufen bringt“, sagt Brittain.

Robotik hält auch in kleineren Lohnfertigern Einzug –mainly, um Produktionsanforderungen zu erfüllen und Maschinen 24/7 im „Lights-out“-Betrieb laufen zu lassen, sagt Brittain. Dafür braucht es einen anderen Programmierer-Skillset.

„Die Herausforderung in der Fertigung, speziell in der Programmierung heute, ist Variabilität … Wenn ich das Verhältnis Werkzeuge-zu-Geometrien ansehe, gibt es unendlich viele Arten, Teile zu schneiden“, sagt Jason Ray, CEO von Paperless Parts. „Viele denken, es gäbe so viele einzigartige Teilegeometrien und Geometrievariablen. Ich würde sagen: es gibt viele, aber typischerweise spezialisieren sich Lohnfertiger.“

Ray glaubt, die Branche wird zunehmend Daten und Machine Learning auf standardisierten Datensätzen anwenden – wie Werkzeugbahnen und Geometrien –, was Dinge einfacher macht.

Haben Sie eine technische Frage? Fragen Sie das MSC Metalworking Tech Team im Forum.

Chancen durch Maschinendaten und der Wert der Wiederholbarkeit

In naher Zukunft sollen Daten Geschäftsentscheidungen antreiben, die das Leben für Lohnfertiger einfacher und effizienter machen. Nicht, dass Daten für die Fertigung neu wären.

„[H]ersteller wurden lange mit riesigen Datenmengen konfrontiert, die durch ihre Organisationen fließen“, schreibt Eric Fogg, Mitgründer von MachineMetrics, in einem Blogpost. „Die Herausforderung war jedoch, einen praktischen Weg zu finden, diese Daten zu nutzen, um sie in einen Wettbewerbsvorteil zu verwandeln – statt sie nur auf Servern vor sich hin dümpeln zu lassen.“

Erfahrung, nicht Daten, treibt heute Entscheidungen und Wettbewerbsvorteile bei den meisten Lohnfertigern an, sagt Ray.

„Weil Daten nicht wirklich zugänglich waren – sie waren stark isoliert. Aber mit dem Wandel zu Cloud-Lösungen können wir über Daten und Bearbeitungsstrategien hinwegschauen und wissen: ein bestimmtes Schneidwerkzeug performt auf eine bestimmte Art, eine bestimmte Maschine läuft mit einer bestimmten Spindeldrehzahl“, sagt Ray.

Es beginnt bereits. Ray verweist auf ein weiteres Beispiel: BlueSwarf führt Maschinenschwingungsanalysen durch – was hilft, harmonische Signaturen zu identifizieren und Herstellern spezifische, einzigartige Maschinenfähigkeiten auf dem Shopfloor besser zu verstehen.

„Ich glaube, Sie werden anfangen, diese Lego-Bausteine zu sehen – ähnlich wie bei der menschlichen Interaktion mit Code und Python-Snippets. Diese Bausteine werden proliferieren. Immer mehr Menschen werden sie nutzen, wenn dieselben Schneidstrategien anwendbar sind“, sagt Ray.

Tiefer einsteigen. Sehen Sie, wie die Nachfrage steigt. Lesen Sie „CNC Machine Programming: Advanced Skills Are in Demand.“

Eigene Skills-Lücke schließen: Der Wert technischer Skills und Programmierung

Technologie-Skills und technische Skills können heutigen Lohnfertigern helfen, mehr zu verdienen. Push-Button-Machining ist vorbei. Was braucht es, heute und in Zukunft mehr zu verdienen? Die kontinuierliche Verfolgung technischen Wissens.

„Ein hochqualifizierter Mitarbeiter mit großem technologischem Wissen wird zum riesigen Asset für die meisten Werkstätten – nicht weil der Inhaber Geld in Ihre Tasche schaufeln will; ganz im Gegenteil“, schreibt Colin Gilchrist, Mastercam-Berater und CNC-Programmierungsexperte, in einem LinkedIn-Pulse-Post. „Sie werden zum Asset, indem Sie der Werkstatt mehr Geld machen. Und Sie machen eine Werkstatt profitabler, indem Sie Teile besser und schneller produzieren als die Werkstatt nebenan. Ich verdiene mein hohes Gehalt, weil ich viele Skills habe, die andere nicht haben; mein Wissen macht mich wertvoll.“

Gilchrist hat zahlreiche Artikel auf LinkedIn veröffentlicht, in denen er Erfahrung und Wissen teilt – mit einem Talent dafür, zu erklären, was es braucht, um die eigenen Skills vom Rudel abzuheben.

Er spricht oft über den Wert lebenslangen Lernens und die Wichtigkeit von Teamarbeit in Zerspanungsteams. Er scheut auch nicht davor zurück, über nötige Technologie-Skills zu reden: G-Code, M-Code und Macro B lernen – die Programmiersprache für Maschinensteuerungen.

Macro B ermöglicht Zerspanern, „Variablen zu speichern und abzurufen“ – Werkzeuglängen, Radius-Korrekturwerte, Werkstücknullpunkte und Parameter-Einstellungen.

„Macro B und Logik in Ihr Programm einzubauen erlaubt Dinge wie ‚schleife bis Bedingung erfüllt‘ oder ‚springe an andere Position wenn Bedingung erfüllt‘“, merkt Gilchrist an. „In vielen Fällen können Sie einen Test einrichten, der Probleme an der Maschine prüft und einen Alarm auslöst, um Sie auf ein Problem oder einen potentiellen Crash aufmerksam zu machen.“

Wie verändert sich Ihr Job? Müssen Sie mehr Code-Entwickler oder -Interpret sein? Diskutieren Sie im Forum. [Registrierung erforderlich]