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Automatisierter G-Code für CNC-Maschinen: Wie CloudNCs KI einen zentralen Engpass löst

Der entscheidende Schritt zwischen dem 3D-Modell und dem CNC-gefertigten Bauteil ist die Erstellung des Werkzeugwegs, dem die Maschine folgen soll. Bisher waren dafür viel Erfahrung, Zeit und manuelle Arbeit durch qualifizierte CNC-Fachkräfte erforderlich. Bis jetzt.

Jason Bowes, COO von CloudNC, hat uns erzählt, wie die Reise des Unternehmens im Jahr 2015 begann – zu einer Zeit, als KI in diesem Bereich noch weitgehend unerforscht war.

Warum klassische CAM-Systeme nicht ausreichen

Welches Problem wolltet ihr lösen?

Präzisionsbearbeitung ist eine Grundlage des modernen Lebens. Die dabei entstehenden Metallbauteile werden in nahezu allen Branchen und Industriezweigen eingesetzt. Doch der Prozess läuft keineswegs automatisch ab. Schritte wie die Programmierung werden von Experten manuell durchgeführt und erfordern viel Zeit, Aufwand und Ressourcen.

Um ein Bauteil herzustellen, lädt ein Bediener beispielsweise ein Modell hoch und programmiert anschließend manuell eine CNC-Maschine. Genau dieser Prozess ist ein Engpass: CNC-Maschinen sind in der Bedienung anspruchsvoll, und die zugehörige Software ist oft komplex und wenig intuitiv. Hinzu kommt, dass Maschinen je nach Bauteilkomplexität, Material, eingesetzten Werkzeugen und Erfahrung des Bedieners auf nahezu unendlich viele Arten programmiert werden können.

Das führt zu großen Unterschieden bei Effizienz und Zuverlässigkeit in der Zerspanungsbranche. Erfahrene CNC-Fachkräfte können Lösungen entwickeln, die Lieferzeiten verkürzen und Ergebnisse verbessern. Computer konnten mit dieser Expertise bisher jedoch nicht mithalten – die Berechnung ist schlicht zu komplex, um sie ausschließlich durch Rechenleistung zu lösen. Genau dieses Problem wollten wir angehen.

Warum braucht CAM einen „Assistenten“? Warum können bestehende Systeme das nicht leisten?

Klassische CAM-Systeme sind leistungsfähig, aber Werkzeuge – keine Assistenten. Sie verlassen sich darauf, dass der Nutzer Tausende kleiner, kontextabhängiger Entscheidungen trifft: Welche Bearbeitungsoperationen sollen verwendet werden? In welcher Reihenfolge? Welche Werkzeuge sind geeignet? Welche Vorschübe und Drehzahlen passen?

Es gibt zwar Vorlagen und Add-ons zur Feature-Erkennung, aber sie arbeiten regelbasiert. Sie sind anfällig, schwer skalierbar, abhängig von einer fachkundigen Einrichtung – und erfüllen die Anforderungen vieler Fertigungsbetriebe nur unzureichend.

CAM Assist funktioniert anders. Die Software nutzt KI, um das gesamte Bauteil zu bewerten und anschließend eine praktikable Werkzeugwegstrategie vorzuschlagen, die für rund 80 Prozent aller 3+2-Achs-Bauteile geeignet ist. Dieselben Entscheidungen kann CAM Assist innerhalb weniger Sekunden treffen.

Dabei geht es nicht darum, die Menschen zu ersetzen. Es geht darum, wiederkehrende Aufgaben zu reduzieren und Fachkräfte zu entlasten, damit sie sich auf die Aufgaben konzentrieren können, bei denen ihre Erfahrung wirklich den Unterschied macht.

Automatisierter G-Code – mit menschlicher Kontrolle

Was genau macht CAM Assist?

CAM Assist ist ein Plug-in für CAM-Software, das per Knopfdruck innerhalb weniger Sekunden professionelle Bearbeitungsstrategien erzeugt.

Dadurch reduziert sich die Zeit, die für die Programmierung einer CNC-Maschine benötigt wird, erheblich. Hersteller, die CAM Assist nutzen, können ihre Produktivität steigern und die Durchlaufzeiten verkürzen. Die Software beschleunigt die Angebotserstellung, schafft Freiräume für erfahrene Programmierer und ermöglicht auch für weniger Erfahrene die Programmierung komplexer Bauteile.

Wie sieht der Prozess von der CAD-Datei bis zum Start der Maschine aus?

Ein CAM-Assist-Nutzer lädt ein 3D-Modell eines prismatischen 3-Achs- oder 3+2-Achs-Bauteils in sein CAM-System, definiert die Aufspannungen und klickt auf den CAM-Assist-Button. Die Software ermittelt anschließend, welche der verfügbaren Fräswerkzeuge benötigt werden und wie sie eingesetzt werden sollen.

Je nach Bauteilkomplexität erstellt CAM Assist innerhalb von Minuten oder sogar Sekunden den Code, mit dem die CNC-Maschine das Bauteil fertigen kann – direkt im bestehenden CAM-Programm des Nutzers. Der Programmierer kann diesen Code anschließend prüfen, bei Bedarf anpassen und die Maschine starten.

Was passiert, wenn es Probleme mit dem fertigungsgerechten Design gibt?

CAM Assist weist auf Geometrien hin, die potenziell nicht oder nur ineffizient bearbeitet werden können – etwa schwer erreichbare Ecken, tiefe Taschen oder Bereiche, für die Spezialwerkzeuge erforderlich sind.

Die Software verändert das Bauteil noch nicht automatisch, hilft dem CNC-Fachmann oder Konstrukteur jedoch dabei, mögliche Problemstellen zu erkennen, bevor die Maschine gestartet wird.

Ihr habt kürzlich CAM Assist 2.0 vorgestellt. Was hat sich geändert?

CAM Assist 2.0 baut auf der Geschwindigkeit der ersten Version auf, ergänzt sie aber um Kontrolle, Feedback und geteiltes Prozesswissen – also genau die Dinge, die Fertigungsbetriebe benötigen, um KI mit Vertrauen einsetzen zu können. 

Bisher war es so: Wenn CAM Assist einen Werkzeugweg generieren sollte, übernahm die Software die Arbeit und präsentierte anschließend ihre Lösung. Das konnte jedoch bedeuten, dass der Programmierer eine sehr komplexe Operation nachvollziehen und im Detail auseinandernehmen musste, um die Vorgehensweise der KI zu verstehen. Die Rolle des Nutzers verlagerte sich dadurch teilweise vom Ersteller auf den Bearbeiter.

CAM Assist 2.0 gibt dem Programmierer die Kontrolle zurück. Die Software macht nachvollziehbar, wie die KI eine Strategie oder Bearbeitungsoperation entwickelt. Dadurch behalten Programmierer jede kritische Entscheidung fest in der Hand.

Neues Bauteil, neuer Code – der Engpass in der Fertigung

Worin liegt der größte Mehrwert von CAM Assist?

CAM Assist macht CNC-Fachkräfte produktiver und effizienter. Viele Nutzer berichten, dass sich die Programmierzeit für ein Bauteil deutlich reduziert. Teile, deren Programmierung sonst mehrere Stunden gedauert hätte, lassen sich nun innerhalb weniger Minuten vorbereiten.

Ihr seid vor rund zwei Jahren gestartet. Wie wurde CAM Assist bisher angenommen?

Die Resonanz ist sehr positiv. Wir sind von null gestartet, und inzwischen wird CAM Assist in mehr als 1.000 Fertigungsbetrieben weltweit eingesetzt. Einige nutzen die Software täglich, um schneller und effizienter zu arbeiten.

Außerdem haben wir enge Beziehungen zu vielen Kunden aufgebaut. Das hat uns geholfen, einige anfängliche Hürden zu lösen – insbesondere die Frage, wie sich unterschiedliche Werkzeugbibliotheken effektiv mit der KI integrieren lassen. Heute geben uns diese Kunden direkt zurück, was sie von der Software erwarten. Dieses Feedback hat auch unser neues 2.0-Update maßgeblich geprägt.

Wer profitiert aktuell am meisten?

Derzeit sehen kleine und mittelgroße Fertigungsbetriebe die schnellsten Erfolge – insbesondere solche mit hoher Variantenvielfalt, vielen neuen Bauteilen und einem klaren Engpass in der Programmierung.

Gibt es konkrete Kundenbeispiele?

Ein Kunde aus den USA berichtete uns, dass CAM Assist die Programmierzeit für ein Bauteil von 1,5 bis 2 Stunden auf 23 Minuten reduziert hat – einschließlich der Feinabstimmung. Ähnliche Effizienzgewinne konnte das Unternehmen auch in anderen Bereichen erzielen.

Wir sehen außerdem, dass Kunden Angebote deutlich schneller erstellen können, häufig in der Hälfte der bisherigen Zeit. Das hilft ihnen, mehr Aufträge zu gewinnen – ein wichtiger Vorteil in einer Branche, die sich durch die Rückverlagerung von Fertigungsaufträgen derzeit schnell verändert.

Mit welchen Programmen lässt sich CAM Assist integrieren?

CAM Assist lässt sich derzeit in viele führende CAM-Pakete integrieren, darunter Autodesk Fusion, Mastercam, Siemens NX, SolidCAM, Creo und GibbsCAM. Weitere Integrationen sind bereits geplant und sollen sehr bald folgen.

Unser Ziel ist es, diese Funktionalität dorthin zu bringen, wo CNC-Fachkräfte ohnehin arbeiten – damit möglichst viele davon profitieren können.

Wie ist euer Preismodell aufgebaut?

Wir arbeiten mit einem abonnementbasierten Modell, das sich nach der Anzahl der Nutzer und dem Unternehmenstyp richtet. Die Preise skalieren mit der Anzahl der Anwender und der Maschinen. Dadurch ist CAM Assist für kleinere Fertigungsbetriebe zugänglich, kann aber ebenso unternehmensweite Rollouts unterstützen.

Außerdem bieten wir eine Geld-zurück-Garantie, falls die Software aus irgendeinem Grund nicht zum jeweiligen Unternehmen passt.

KI entwickelt sich vom Hype zum praktischen Nutzen

CloudNC ist schon vor der aktuellen KI-Welle gestartet. Was ist heute anders?

Wir arbeiten seit 2015 an diesem Thema – lange bevor „KI-Startup“ zum Modewort wurde.

Ein großer Unterschied liegt im Datensatz. Es gibt keine umfassende Datenbank darüber, wie sich CNC-Maschinen im Detail verhalten. Deshalb mussten wir einen Teil dieses Wissens selbst aufbauen, unter anderem durch den Betrieb unserer eigenen Fertigung.

Das bedeutet: Unsere Algorithmen basieren auf realer Zerspanung, nicht nur auf Theorie. Das ist entscheidend, wenn man KI auf Maschinen anwendet, die mehrere Zehntausend Euro kosten.

Wohin entwickelt sich die industrielle KI?

Wir sehen gerade, wie KI den Schritt vom Hype zum echten praktischen Nutzen macht. In der Fertigung bedeutet das Systeme, die Anwender tatsächlich unterstützen und schneller machen – nicht nur bei uns, sondern auch bei Unternehmen wie MachineMetrics, Paperless Parts und anderen.

In den kommenden Jahren wird KI zunehmend die gesamte Prozesskette verbinden: Konstruktion, CAM, Planung, Qualitätssicherung und Angebotserstellung. Jeder Schritt wird den Nächsten mit Informationen versorgen. Viele Unternehmen arbeiten an einzelnen Teilen dieses Puzzles, und das ist gut für das gesamte Ökosystem.

Und wohin entwickelt sich CloudNC?

CAM Assist hat ein enormes Marktpotenzial, ist für uns aber erst der Anfang. Unsere Mission ist es, die globale Fertigung mithilfe von KI zu verändern. Im Moment bedeutet das vor allem, Programmierer mit CAM Assist deutlich produktiver zu machen.

Langfristig wollen wir dieselbe Technologie aber auch nutzen, um angrenzende Herausforderungen zu lösen – etwa die Angebotserstellung, die Produktionsplanung, die fertigungsgerechte Konstruktion und möglicherweise noch mehr.

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