Einfaches Programmieren spart immens Zeit ein

Dipl.-Ing. Dirk Wöhrmann ist Mitarbeiter im Bereich Automatisierungs- und Antriebstechnik der Siemens AG, Erlangen

Gerade in der Werkstatt ist es zur einfachen Handhabung wichtig, daß schon das Einrichten der Maschine wirkungsvoll unterstützt wird. Die Bedienoberfläche Shop-Mill bietet hier Meßzyklen zum Messen von Werkstück und Werkzeug. Die Nacharbeit eines bereits gefertigten Teils bereitet kein Problem, da durch das Vermessen des Werkstücks dessen Lage nach dem Einspannen genau bestimmt wird.

Einfaches Handhaben heißt aber auch einfaches Programmieren. Hier repräsentiert Shop-Mill den Arbeitsplan mit einfachen Symbolen, die dem Denken des Facharbeiters entsprechen. Die Trennung von Geometrie und Technologie, eines der Kriterien für WOP (Werkstatt-orientierte Programmierung), wurde bei diesen Bedien- und Programmieroberflächen eliminiert.

Konturen lassen sich beispielsweise getrennt abspeichern, sind somit mehrfach benutzbar und können geändert werden, ohne den eigentlichen Programmablauf zu beeinflussen. Jeder Facharbeiter kann so die Gedanken seines Kollegen einfach nachvollziehen und notwendige Änderungen durchführen.

Der Nutzen für den Anwender liegt auf der Hand: Jeder Facharbeiter kann jetzt ohne Kenntnis der DIN-Programmierung CNC-Fräsmaschinen bedienen und programmieren. Taschen, Nuten und Bohrbilder jeglicher Ausprägung sind als einfache Eingabemasken vorhanden. Nun entscheiden der Anwender oder die Steuerung, an welcher Stelle (helikal, pendelnd oder mittig) eingetaucht wird. Nützlich ist auch die automatische Restmaterialerkennung für Konturtaschen. Leerschnitte werden komplett ausgeschlossen. Der integrierte Konturrechner schließt, wenn mathematisch möglich, auch bei schlecht bemaßten oder unbestimmten Konturen die Geometrie. Mit einem Toggelfeld wählt der Facharbeiter per Tastendruck, ob das Werkzeug längs mit einer Geraden, im Halbkreis oder Viertelkreis an die Kontur heranfahren soll.

Da es im Programmeditor möglich ist, zwischen der Programmdarstellung und einer dynamischen Grafik umzuschalten, hat der Facharbeiter zu jedem Schritt sofort die Kontrolle über die Richtigkeit. Das Programm läßt sich auch simulieren. Dazu gibt es in Shop-Mill drei Möglichkeiten: Draufsicht, Drei-Seiten-Ansicht und 3D-Grafik. Optional läßt sich diese Simulation auch als Real Time Monitoring des Arbeitsprozesses benutzen. Der Anwender kann so von der Ferne auf dem Farbdisplay erkennen, wie weit der Arbeitsfortschritt gediehen ist.

Für die Werkstatt ist die Netzwerkanbindung vorteilhaft. So können Programme jetzt leicht vom Programmier-PC zur Maschine übertragen werden. Sehr lange Programme müssen auch nicht mehr zerlegt werden, sondern können komplett auf der Festplatte der Sinumerik 810D oder 840D abgelegt und von dort abgearbeitet werden. Zusätzlich lasssen sich Daten auf Disketten speichern und woanders weiterverarbeiten. Wird direkt an der Maschine programmiert, kann sich der Facharbeiter wie früher bei konventionellen Maschinen voll auf die Zerspanung konzentrieren.

Er liest seine Zeichnung und gibt dann die Daten des nächsten Arbeitsschrittes ein, und zwar sowohl Geometrie, als auch Technologie. Schritt für Schritt arbeitet er bis hin zum fertigen Werkstück. Die Gesamtbearbeitung wird dabei gedanklich zerlegt in Teilbearbeitungsschritte, wie beispielsweise Planfräsen, Taschen, Nuten, Bohren oder Gewindeschneiden.

Shop-Mill setzt jeden Bearbeitungsschritt in ein Grafikfenster und ein Parameterfeld um: Im Grafikfenster kann der Werker zwischen einer dynamischen Strichgrafik oder einer aussagefähigen Hilfsgrafik umschalten. In das Parameterfeld trägt der Facharbeiter alle technologischen und geometrischen Informationen für den jeweiligen Arbeitsschritt ein. Damit sind keinerlei DIN-/ISO-Programmierkenntnisse mehr erforderlich.

An Stelle der bisher üblichen Programmbeschreibung einer Werkstückbearbeitung nach DIN 66025 oder davon abgeleiteten steuerungsspezifischen Dialekten kommuniziert Shop-Mill mit dem Facharbeiter über technologiebezogene verständliche Symbole. Alle Schritte sind grafisch unterstützt. Jede Teilbearbeitung wird komplett als Bearbeitungsblock beschrieben. Solche Blöcke – im Sinne von Arbeitsschritten – können verändert, ergänzt und sogar vertauscht werden.

Kleinere Betrieb nutzen auch die Möglichkeit, aus den generierten Daten einfach Angebote zu erstellen. Zur Preiskalkulation wird die voraussichtliche Fertigungsdauer benötigt. Die Gesamtbearbeitung muß also schnell programmiert und dann zur Kontrolle simuliert werden. Hierbei liefert Shop-Mill die voraussichtliche Bearbeitungsdauer gleich mit. Am Ende der Simulation kann diese Zeit abgelesen werden.

Anwendungen sind beispielweise:

Einzelteile für Prototypenmuster – schnell programmiert und gefertigt – werden häufig geändert und neuen Bedingungen angepaßt. Trotzdem gibt es enge Genauigkeitsgrenzen, zum Beispiel 0,02 mm Toleranz bei Passungen oder Rauhigkeitstiefen von RZ 1,5.

Verschiedene Mitarbeiter fertigen in mehreren Schichten Losgrößen von 100 bis 100 000 Stück und müssen auch mehrere Maschinen bedienen oder während der Bearbeitung an einer Maschine eine andere einrichten oder programmieren.

Werkstattprogrammierung ist in praktisch allen Fertigungsbetrieben anzutreffen. Erfahrungsgemäß liegt der Schwerpunkt der Programmierung an der Maschine bei den Klein- und Mittelbetrieben. Die Vielfalt der zu fräsenden und zu bohrenden Teile ist um so größer, je kleiner der Fertigungsbetrieb und je kleiner in der Regel auch die zu fertigende Serie ist. Dies erfordert eine hohe Flexibilität der Werkstatt, ein enges Zusammenspiel von Mensch und CNC-Maschine bei der Programmerstellung und einen – in der Bearbeitung, nicht in der Programmierung – erfahrenen Facharbeiter, der sein Wissen und Können in der direkten Kommunikation mit der CNC-Steuerung einbringen kann.

Um die Ausbildung und das Einarbeiten zu unterstützen, werden weitere Schulungsmaterialien erstellt. Auch das Thema „Selbststudium“ kann teilweise durch eine interaktive CD-Rom (siehe nebenstehenden Kasten) in Angriff genommen werden. Das Material wird aber weiter spezialisiert, so daß auch die Programmierausbildung mit diesem Medium erfolgen kann.

Wie geht es weiter? Die Werkstatt- (Job-Shop)-Initiative, die der Vereinfachung der Werkstattarbeit dient, wird fortgeführt. Überdies werden die Funktionen fürs Fräsen weiter abgerundet, und auch der Drehbereich wird ausgedehnt. Über die zyklengesteuerten Drehmaschinen hinaus profitieren dann auch Anwender von Standarddrehmaschinen vom einfachen Bedienen und Programmieren der Sinumerik-Steuerungen.

Die 80seitige Farbbroschüre „Wir gehören zur Werkstatt: Wissenswertes für CNC-Interessierte“ und eine zugehörige interaktive CD haben zum Ziel, das Basiswissen der NC-Technik in einer neuen multimedialen Weise zu präsentieren. Angesprochen werden interessierte Laien ebenso wie „neugierige“ Fachleute. Gerade die Kombination dieser Medien macht komplexe geometrische und technologische Zusammenhänge deutlich.

Weitere Infos unter Tel. 0911/978-3272