CNC-Technik Highend-Steuerungen bieten zusätzliche Komfortfunktionen

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte – das gilt auch für Visualisierungen an Werkzeugmaschinen. Bilder machen sowohl die Bedienung als auch die Fehlersuche einfacher. Wer bereit ist, für eine Highend-CNC tiefer in den Geldbeutel zu greifen, der bekommt neben einem großen Bildschirm auch viele weitere Komfortfunktionen. Was haben sich die Hersteller einfallen lassen, um sich von der Konkurrenz abzusetzen?

Anbieter zum Thema

Beckhoff Automation GmbH & Co. KG

Knuth Werkzeugmaschinen GmbH

Schneider Electric GmbH

FANUC Europe Corporation SA

Eckelmann Aktiengesellschaft

mehr weniger

Yamazaki Mazak Deutschland GmbH

Siemens AG

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH

Bosch Rexroth AG Electric Drives and Controls

Mitsubishi Electric Europe B.V. Factory Automation

weniger

Wichtig erscheint allen CNC-Herstellern, dass die Bedienung der Werkzeugmaschine und die Programmierung der Steuerung möglichst einfach sind. Heidenhain setzt deshalb seit fast 30 Jahren auf die Klartext-Programmierung, die besonders für den Werkstattbetrieb optimiert sein soll. Relativ neu ist die dialogbezogene Programmierung, die den Nutzer mit Formularen und Fragen durch die einzelnen Bearbeitungsschritte führt. Spezielle Programmierkenntnisse oder der Umgang mit G-Funktionen sind nach Angaben des Unternehmens nicht nötig.

Siemens bietet mit Shop-Turn und Shop-Mill zwei grafische Programmierpakete für Dreh- und Fräsmaschinen, die nach Herstellerangaben ohne DIN/ISO-Kenntnisse leicht zu programmieren sind. Im Simulationsmodus werden die Werkstücke dreidimensional hochaufgelöst dargestellt. Mit der Werkstattprogrammiersoftware Manual Guide i liefert Fanuc GE seine Highend-Steuerungen aus. Selbsterklärende Menüs und grafische Simulation führen durch die Programmierung und sollen für effiziente Ergebnisse sorgen. Die skalierbare M-700-Steuerungsserie von Mitsubishi Electric bietet fabrik- und werkstattorientierte Programmierung sowie spezielle G-Code-Funktionen. Alle vier Hersteller sind international aktiv und bieten daher die Möglichkeit, die Texte der Steuerung in vielen Sprachen anzeigen zu lassen.

Eine besondere Komfortfunktion hat sich MAG für seine Steuerung Freedom NC 200 einfallen lassen: Servo-Scan prüft die Servo-Hardware der Werkzeugmaschine und lädt automatisch alle zugehörigen Parameter in die CNC. Pete Tecos, Vizepräsident Sales und Marketing von MAG: „Das beschleunigt nicht nur den Einrichtbetrieb, es vermeidet auch mögliche Fehler durch inkorrekte Eingaben des Bedieners.“ Die CNC kann mit Gibbs-Cam oder Standard-G-Code programmiert werden. Das Veri-Code-Modul soll mit seiner Echtzeit-, Syntax- und Semantikprüfung für eine schnelle und fehlerlose Programmierung sorgen. Für den Datenaustausch mit dem Servosystem, den I/O und dem HMI setzt die Steuerung ausschließlich auf Ethernet Powerlink.

Tecos: „Das ist ein deutlicher Vorteil gegenüber unseren Wettbewerbern. Diese verwenden verschiedene Bussysteme, was zu mehr Komplexität führt.“ Steuerungshard- und software sind austauschbar, sodass sich die CNC einfach an neue Aufgaben anpassen lässt.

Kontrollsystem in der CNC prüft auf Fehleingaben

Mazak hat ein Kontrollsystem in seine CNC eingebaut. Stephan Fabry, Assistant Manager Application bei Yamazaki Mazak: „Jeder einzelne Programmierschritt wird von der NC auf Fehleingaben geprüft und die Kontur kann sofort in einer 2D/3D-Simulation kontrolliert werden.“ Die Matrix-Steuerungen können den Werkzeugweg zwei- und dreidimensional simulieren und auf dem Bildschirm darstellen. Das für den nächsten Bearbeitungsschritt notwendige Werkzeug wird von der Steuerung automatisch vorgewählt. Fabry: „Im Programm ist keine zusätzliche Anweisung notwendig. Die SPS erkennt, ab welchem Zeitpunkt das Werkzeug bereitzustellen ist.“

Eine Werkzeugverwaltung und -bereitstellung bietet auch Eckelmann. Diese ist nach Angaben des Unternehmens weitgehend frei programmierbar. Roland Simon, Geschäftsbereichsleiter Embedded Control Systems bei der Eckelmann AG: „Durch eine umfangreiche Schnittstelle zwischen SPS und CNC sowie interner Vorverarbeitung können die Wechselzyklen so gestaltet werden, dass minimale Wartezeiten auftreten. Die erforderlichen Bewegungen können parallel zur Programmbearbeitung ausgeführt werden.“

Bei Bosch Rexroth verfügt die CNC Indra-Motion MTX über eine offene Werkzeugdatenbank. Werkzeugdaten können über spezielle auf die Maschine und die Prozesse zugeschnittene Werkzeuglisten eingegeben werden. Auch eine automatisierte Übernahme der Daten über die Identsysteme der SPS soll möglich sein, ohne dass sich die Bearbeitungszeit verlängert.

CNC und SPS als Software auf einem Industrie-PC

Einen eigenen Weg geht Beckhoff mit seiner auf einem Industrie-PC basierenden Lösung. Sowohl CNC als auch SPS sind als Softwaremodule realisiert. Um den Datenaustausch zwischen CNC und SPS zu ermöglichen, wird ein Speicherbereich als Shared Memory angelegt, auf den sowohl CNC als auch SPS zugreifen können. Dieser Speicherbereich wird vom Hersteller als High-Level-Interface (HLI) bezeichnet. Matthias Köster, CNC-Produktmanager bei Beckhoff: „Durch die gemeinsame Prozessorplattform für CNC und SPS kann ein absolut deterministisches Zeitverhalten erreicht werden, was dazu führt, dass Prozesse optimal ablaufen können.“

Durch synchron laufende Prozesstasks für SPS und CNC und schnelle Zykluszeiten innerhalb der SPS (500 µs) sollen sich die Nebenzeiten deutlich reduzieren lassen. Mit Twin-Cat NC I und Twin-Cat CNC hat das Unternehmen zwei Lösungen für interpolierende Bahnbewegungen im Programm. Beide bauen auf dem SPS-System Twin-Cat PLC auf. Zur Kommunikation mit I/O und Antrieben setzt Beckhoff auf das eigene Produkt Ethercat, mit der die genaue Ansteuerung von Aktoren und das schnelle Erfassen von Sensoren möglich sein soll.

Zeit sparen durch intelligente Werkzeugbereitstellung

Intelligente Werkzeugbereitstellung geht Mitsubishi Electric in der M-700-Steuerung mit verschiedenen Modulen an. Festplatzkodierung, variable Magazinbelegung, Werkzeugzwischenspeicher, Werkzeugstandzeitüberwachung und automatische Programmzuordnung gehören dazu. Gemeinsam sollen sie Wartezeiten beim Werkzeugwechsel vermeiden. Siemens sieht die Werkzeugplanung als eine zentrale Funktion seiner CNC an.

Die NC-Programme und Werkzeugdaten werden aus dem Postprozessor des CAD/CAM-Systems übernommen und auf dieser Basis die optimierte Werkzeugbelegung für die Maschinen ermittelt. So sollen Aufträge in einer bestmöglichen Reihenfolge angeordnet werden können, um möglichst wenige Werkzeugwechsel vornehmen zu müssen. Auch Fanuc bietet eine Tool-Management-Funktion in der CNC, die notwendige Eigenschaften, wie Synchronfunktion integriert, um eine schnelle Wechselposition zu erreichen. Damit soll die Wartezeit optimal reduziert werden können.

(ID:237732)