Das Multitalent Industrie-PC ergänzt die Hardware-CNC

Von unserem Redaktionsmitglied Werner Möller IA.redaktion@konradin.de

Spezialhardware mit hoher Performance prägt die Steuerungswelt in der WZM-Branche. Sie erfüllt Kriterien wie vorausschauende Geschwindigkeitsführung, Ruckbegrenzung, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsvorsteuerung, Kompensation von mechanischen und Temperaturfehlern oder Mehrachstransformation. Der Industrie-PC wurde – wenn überhaupt – zum Visualisieren oder als Steckkarten-PC für Peripherieaufgaben eingesetzt. Doch das Profil zukünftiger CNC-Steuerungen ist breiter geworden. Zunehmend wollen Anwender ihre Maschinen mit standardisierten Hard- und Software-Produkten steuern. Sie fordern immer häufiger vernetzte Anwendungen, eine möglichst einfache Bedienung, Offenheit sowie als Kommunikationsmittel den Bus- oder besser den Internetanschluss.

Ein WZM-Hersteller, der diesen Weg jetzt geht und seine Drehmaschinen mit diesem zukunftsweisenden Steuerungskonzept auf PC-Basis ausrüstet, ist die Hitachi Seiki Europe Machine Tools GmbH aus Krefeld. Der PC-Flexi genannte Ansatz basiert auf der Hardware „YS 840Di“ des japanischen Joint-Venture Yaskawa-Siemens. Geboten werden eine einfache, grafisch unterstützte Dialog-Programmierung mit Werkstoff- und Werkzeugbibliotheken, Schnittzeitanzeige, 3D-Simulation und integrierte Bedienhilfen. Hinzu kommen alle Möglichkeiten einer umfassenden Kommunikation über das kundenspezifische Intranet und das Internet. Für das Übertragen und Auswerten einer Vielzahl von Informationen und Statusberichten, die mit der Maschine selbst oder auch mit der Teilefertigung zusammen hängen, bietet Hitachi Seiki die eigens entwickelte Software FIexLink Lt an. Ein robuster Industrie-PC mit der System-Software Windows NT übernimmt die komplette Steuerung. Auf dem Pentium-III-Prozessor mit 500 MHz und 128 MB RAM läuft nicht nur die Bedienoberfläche, sondern auch die NC-Funktionen. Somit entfällt die sonst übliche NC-Prozessor-Karte. Zum System gehören eine 4,8-GB-Festplatte, ein 10,4″-TFT-Farbbildschirm, eine Ethernet-Karte mit 10/100 Mbaud sowie eine Reihe weiterer Schnittstellen.

Eine reine Softwaresteuerung bietet auch der Geschäftsbereich Electric Drives and Controls der Bosch Rexroth AG, Lohr, an. Unter dem Namen MTC200i und ISP200i nutzen die Soft-SPS und Soft-CNC alle offenen PC-basierenden Standards und sichern so die Möglichkeit, auf der vorhandenen Hardwarebasis zukünftige Softsteuerungs-Entwicklungen problemlos zu implementieren. Durch die Softsteuerungen entfallen die bisher notwendigen SPS- und CNC-Steuerungskarten. Die Folge: kompakte Einbaumaße und höhere konstruktive Freiheit. Durch Integration eines Echtzeitbetriebssystems für Windows erfüllt die Steuerung auch anspruchsvolle Synchronisationsaufgaben. Eine integrierte unterbrechungsfreie Spannungsversorgung erhöht die Prozesssicherheit. Neu entwickelte Bediengeräte ermöglichen das einfache Programmieren und Diagnose per Tastatur oder Touch-Screen.

Im Bereich hochperformanter CNC-Technik bringt die Traunreuter Dr. Johannes Heidenhain GmbH eine Weiterentwicklung ihrer TNC-Baureihe auf den Markt. Mit neuer Prozessor-Architektur für kurze Satzverarbeitungszeiten und optimierter Bewegungsführung ist die iTNC 530 für anspruchsvolle HSC-Bearbeitung geeignet. Anwender alter Steuerungen müssen sich aber beim Bedienen und Programmieren nicht umstellen, denn die Neue ist kompatibel zu allen Vorgängermodellen.

Ihr Einsatzbereich reicht von der Fertigung von Einzelteilen oder in der Serienfertigung, einfacher oder komplexer Werkstücke, im Werkzeug- und Formenbau oder an Bearbeitungszentren. Zahlreiche einfach programmierbare Bearbeitungszyklen ermöglichen das Anfertigen komplexer Geometrien. Eine kurze Satzverarbeitungszeit von 0,5 ms schafft bei hohen Vorschüben ein gutes Endprodukt. Mit ihrer digitalen Motorregelung und Bewegungsführung bildet die iTNC 530 programmierte Konturen auf dem Werkstück ab. Große Datenmengen extern erstellter Programme werden über die Fast-Ethernet-Schnittstelle schnell übertragen. Hardwareseitig verfügt die Steuerung über einen NC-Hauptrechner.

Eine neue Generation von CNC-Systemen unter dem Namen Modell B kreierte GE Fanuc aus Luxemburg. Speziell für High-End-Anwendungsfälle, in denen die neuen Systeme 16/18/21i Modell B zum Einsatz kommen, wird die PMC-SB7-Software angewendet. Dank dieser Architektur lassen sich umfangreiche Abfolgesteuerungs-Programme abarbeiten. Grundanweisungen dauern lediglich 0,033 µs pro Schritt. Die maximale Kontaktplanprogramm-Größe beträgt 64 000 Schritte. Für einen vernetzten Betrieb verfügt die Steuerung über Ethernet-Verbindungen. Bei Low-End-Anwendungsfällen kann weiterhin auch die für die ursprünglichen Modell-A-Systeme entwickelte PMC-SA1 benutzt werden.

Der Datenaustausch zwischen CNC und PMC erfolgt über eine Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle, über die auch spezielle Funktionen der jeweiligen Maschinenhersteller eingespielt werden. Programmiert wird die Steuerung über den PMC-Management-Software-Bildschirm, auf dem aber auch in der Programmiersprache C gearbeitet werden kann. Auch das von europäischen Anwendern stark nachgefragte Dual Safety Check-System ist für den Einsatz im Modell B weiterentwickelt worden. Dieses Sicherheitssystem senkt beim Öffnen von Schutzeinrichtungen die Servo- oder Spindeldrehzahl innerhalb festgelegter Grenzen.

Der Industrie-PC hat in der Welt der proprietären CNC als WZM-Steuerung immer größere Chancen. Neben den klassischen CNC-Anbietern offerieren inzwischen immer mehr Anbieter Lösungen für die WZM-Industrie. Zu einem Komplettpaket sollten gehören:

– der Einsatz eines Steuerungsrechners

mit Standard-PC-Architektur,

– die Verwendung von Automatisierungssoftware mit vielfältigen NC-Funktionalitäten unter Windows,

– Echtzeitfähigkeit unter Windows,

– Standardschnittstellen wie OLE, OCX oder ActiveX

– Unterstützung aller wichtigen Antriebsbusse wie Sercos sowie die

– Antriebstechnik.