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CNC

Von der PC-Steuerung zur Werkzeugmaschinensteuerung

| Redakteur: Reinhold Schäfer

Beckhoff stellt zur Messe EMO eine komplett skalierbare softwarebasierte CNC inklusive der Antriebe vor und tritt als Komplettanbieter von CNC-Lösungen und Antriebssystemen an. Wir befragten Frank Saueressig, CNC-Produktmanager bei Beckhoff, zur Marketingstrategie und zum Stand der Technik.

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Saueressig: "Mit Twincat 3 steht dem Anwender eine modulare, Multicore-fähige Steuerungsarchitektur, mit hohem Integrationsgrad für PLC-, Motion- und CNC-Funktionalitäten zur Verfügung." (Bild: Schäfer)
Saueressig: "Mit Twincat 3 steht dem Anwender eine modulare, Multicore-fähige Steuerungsarchitektur, mit hohem Integrationsgrad für PLC-, Motion- und CNC-Funktionalitäten zur Verfügung." (Bild: Schäfer)

Beckhoff bietet schon seit mehreren Jahren eine CNC-Lösung an, die auf Twincat basiert. Welche Vorteile hat diese softwarebasierte Lösung im Vergleich zu hardwarebasierten?

Saueressig: Hardwarebasierte Lösung heißt, dass die CNC-Funktionalität an den Einsatz von speziellen Hardwarekomponenten gebunden ist. Wir setzen dagegen bei unserer softwarebasierten CNC-Lösung die komplette Steuerungsfunktionalität der Maschine in Softwaremodule um, die auf einer Standard-PC-Plattform lauffähig sind. Die Beckhoff-CNC ist damit eine reine Softwarelösung, zusätzliche spezielle Regel- oder Achskarten werden also nicht benötigt.

Damit haben wir zwei entscheidende Vorteile, zum einen partizipieren unsere Steuerungen sofort von der ständig steigenden Leistungsfähigkeit der PC-Plattform, zum Beispiel aktuell von den Multicore-Prozessoren, und zum anderen haben wir damit eine skalierbare, durchgängige und offene Hardwarebasis. Weiterhin bietet die softwarebasierte CNC auch die effizienteste und leistungsfähigste Softwareplattform zur Realisierung aller an der Maschine benötigten Funktionalitäten, von der PLC über Motion und CNC bis hin zu HMI und Condition Monitoring. Zukunftsfähigkeit und Investitionssicherheit zum günstigen Preis sind so gegeben.

Welche Sicherheit hat der Kunde, dass er in zwei Jahren wieder einen IPC oder eine CNC mit entsprechender Kompatibilität bekommt?

Saueressig: Die Langzeitverfügbarkeit der Hard- und Softwarekomponenten ist ein wichtiger strategischer Punkt in der Beckhoff-Produktphilosophie. Durch ein entsprechendes Lifecycle-Management bieten wir unseren Kunden einen möglichst langen Produktlebenszyklus sowie funktionskompatible oder sogar imagekompatible Nachfolgelösungen an.

Unsere PC-Hardware basiert vollständig auf IT-Standards und ist für das industrielle Umfeld konstruiert. Die eingesetzten Komponenten werden entsprechend ihrer Kompatibilität, der langfristigen Verfügbarkeit, der mechanischen Belastbarkeit und Industrietauglichkeit ausgewählt. Beispielsweise werden CPU und Chipsätze für unsere eigenen Motherboards nur verbaut, wenn sie Teil der Embedded-Produktlinie des Herstellers sind.

Basis für die Steuerung ist die Software Twincat. Inwieweit sind die Softwarefunktionalitäten skalierbar?

Saueressig: Softwareseitig bieten wir zwei CNC-Lösungen an, eine Midsize-CNC und eine High-End-CNC. Die Midsize-CNC kann drei Achsen plus Hilfsachsen pro Kanal interpolieren. Sie hat die Eigenschaft, dass sie bis zu 256 Achsen in bis zu 31 CNC-Kanälen unterstützt und sehr eng mit den Twincat-Motion-Funktionalitäten, wie „Fliegende Säge“ oder „Kurvenscheiben“, verknüpft ist. Die bevorzugten Einsatzbereiche für diese CNC sind daher Maschinen, bei denen neben den CNC-Aufgaben die PLC und die Motion-Funktionalitäten einen hohen Stellenwert einnehmen.

Unsere High-End-CNC unterstützt bis zu 64 Achsen, die auf bis zu 12 Kanäle verteilbar sind, und sie kann bis zu 32 Achsen pro Kanal interpolieren. Die Skalierbarkeit der Beckhoff-CNC-Lösung bezieht sich aber nicht nur auf die CNC-Software, sondern auf das komplette PC-basierte Steuerungssystem.

Softwareseitig bieten wir mit Twincat eine modulare Softwarearchitektur für PLC-, Motion- und CNC-Funktionen. Unsere PC-Hardware kann, entsprechend der Anwendung, vom kompakten Embedded-PC mit integrierter I/O-Schnittstelle bis zum Industrie-PC mit Multicore-Prozessor dimensioniert werden. Zum Bedienen und Beobachten steht eine breite Palette an Control Panels zur Verfügung.

Als Anbieter offener Steuerungstechnik unterstützen wir alle gängigen Bussysteme, setzen aber primär auf Ethercat. Als durchgängiger Highspeed-Feldbus integriert Ethercat alle Funktionsbereiche der CNC-Anwendung: I/O, Motion und Safety. Klassische Feldbus- oder Industrial-Ethernetsysteme wie Profibus oder Profinet sind über die Ethercat-Klemmen integrierbar.

Auch unsere Antriebstechnik ist bezüglich Leistung und Kosten skalierbar: von der Servo- und Schrittmotoranschaltung im Format einer Standardbusklemme bis zur Ethercat-Drives-Serie AX5000 für den mittleren und oberen Leistungsbereich bis 118 kW, mit den dazugehörigen Servomotoren. Das CNC-Gesamtpaket wird abgerundet durch unsere Safety-Lösung Twinsafe, die von den Sicherheits-I/O-Klemmen bis zur komplexen PC-basierten Safety-Steuerung für I/O- und Motion-Anwendungen reicht.

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