Rund 150 000 CNC-Steuerungen jährlich verbauen die Werkzeugmaschinenhersteller weltweit. Hier stellt sich die Frage, mit welchen Ansätzen und Features Bosch Rexroth, Heidenhain oder Siemens um Kunden buhlen.
Von unserem Redaktionsmitglied Werner Möller ia-redaktion@t-online.de
Die Leistungsfähigkeit von CNC-Steuerungen liegt auf hohem Niveau eng beieinander, und Gleiches gilt für die Antriebstechnik in Werkzeugmaschinen. Reine Performance-Daten geben dem Maschinenbauer deshalb nur noch wenige Anhaltspunkte bei der Systementscheidung. „Bei der CNC-Technik nehmen wir uns vor, technische Trends früh in Anwendernutzen umzusetzen. Damit steigern unsere Maschinenbaukunden und Endanwender die Produktivität ihres Betriebes permanent“, sagt Dr. Siegfried Russwurm, Leiter Motion Control Systems bei der Siemens AG, A&D, in Erlangen. Die Erlanger bauen rund 30 000 Steuerungen jährlich weltweit und sind mit der Sinumerik-Reihe 802, 810 oder 840 in allen Bearbeitungssegmenten aktiv.
In Sachen CNC mischt auch der Geschäftsbereich Electric Drives and Controls der Bosch Rexroth AG in Lohr mit. Seit der Emo 2003 hat sich das Unternehmen mit Indramotion MTX-Reihe im Serienmaschinenbereich neu aufgestellt. „Nicht nur deutschen Werkzeugmaschinenherstellern wollen wir mit der durchgehend offen gestalteten Steuerung für spanende und umformende Werkzeugmaschinen Wahlmöglichkeiten bieten“, sagt Geschäftsleiter Vertrieb Norbert Armbrüster. Rexroth, dessen Steuerungen bis 2001 unter Indramat und Bosch Automationstechnik vermarktet wurden, war bis dahin vor allem bei den großen europäischen und amerikanischen Autoherstellern und deren Zulieferern für die High-Productivity-Fertigung präsent.
Ein weiterer, wichtiger CNC-Hersteller ist die Dr. Johannes Heidenhain GmbH aus Traunreut. Das Unternehmen erkannte schon 1976, dass auch vergleichsweise einfache Universalbohr- und Fräsmaschinen mit CNC-Steuerungen produktiver wurden und entwickeln daraus ihre heutige iTNC-Reihe. Heidenhain ist jedoch nicht in Produktionslinien vertreten, die von Anbietern wie Siemens, GE Fanuc und Bosch ausgestattet werden.
Größter Anbieter ist Siemens. Nach Marktanteilen befragt nennt Siemens-Manager Russwurm 28 bis 29 % und sieht sich als Nummer eins im Weltmarkt, gemessen am Marktvolumen und nicht an den Stückzahlen. „Den knappen Vorsprung vor dem Mitbewerb wollen wir noch ausbauen und stärker wachsen als der Markt, denn das sichert langfristig unsere Investitionsfähigkeit“, sagt der Motion-Control-Manager. Im Segment der Job-Shop-Fertigung verspricht er sich mit einfachen Bedienkonzepten weitere Zuwächse. Als Trend nennt er etwa das Programmieren per Mausklick. Junge Facharbeiter sind mit dem PC aufgewachsen, da macht es Sinn, beispielsweise Achsensimulationen oder andere Funktionen auf dem PC und nicht an der Werkzeugmaschine ablaufen zu lassen. „Unsere Lösungen sind zusammen mit den Anwendern entwickelt worden, die nicht ausschließlich im G-Code denken, sondern auch tiefgreifendes Prozess-Know-how einbringen“, kommentiert Russwurm seinen praxisorientierten Ansatz.
Für ihn hat es auch Sinn, mit den WZM-Herstellern schon sehr früh zusammenzuarbeiten, also bereits während der Konzeptphase entlang am Lebenszyklus bis hin zum geplanten Retrofit. So nutzen zum Optimieren der mechanischen Konstruktion viele Maschinenbauer den Siemens- Mechatronik-Support. Potenzial und Grenzen einer Maschinenkonstruktion werden dabei mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode offengelegt und sind in der Simulation optimierbar, ohne dass ein Prototyp gebaut werden muss. Bei bestehenden Maschinen werden gemeinsam die Ursachen für störende, dynamische Effekte aufgedeckt oder der bei einem Retrofit zu erwartende Produktivitätszuwachs ermittelt. Ein Beleg für die erfolgreiche Kooperation: „Inzwischen liegen Erfahrungen aus der Simulation und Optimierung von weit über 1000 Achsen vor“, sagt Russwurm.
Kennzeichen der neuen Bosch-Steuerung ist Offenheit sowohl mit Blick auf die Unternehmenssoftware als auch auf die Aktor- und Sensorebene. Sie arbeitet mit den aktuellen Microsoft-Betriebssystemen und nutzt die entsprechenden Kommunikationsmechanismen. So wird zum Beispiel das Anbinden an CAD/CAM-Systeme oder das Einbinden von Zusatzsoftware über standardisierte PC-Technologien wie OPC, Active-X oder XML ermöglicht. Ethernet TCP/IP ist dabei das Medium für die Kommunikation mit anderen Komponenten und Systemen. NC und integrierte Multitasking-fähige SPS nach IEC 61131–3 sind eng verzahnt und bieten so eine Lösung aus einem Guss, mit durchgängiger, einfacher Bedienung und hoher Systemperformance, sagt CNC-Kenner Armbrüster.
Dass der Markt seit vielen Jahren fest verteilt ist, weiß Armbrüster auch: „Wir wollen einfach besser sein als die anderen“, so sein Statement. „Dazu fahren wir bei den Maschinenbauern nach der Bemusterung nun Benchmarks mit Wettbewerbern, und erste positive Reaktionen beispielsweise von Emag oder Mikron machen uns Hoffnung, doch einen Teil des CNC-Kuchens zu ergatterm“, hebt Armbrüster hervor. Vor allem die Schnelligkeit bei den Bearbeitungszeiten und Nebenzeiten der PLC mit 1000 Anweisungen in 60 µs spielen die Rexroth-Spezialisten als Trumpfkarte aus.
Zu den Stückzahlspekulationen verrät Norbert Armbrüster, „dass momentan im High-End-Segment jährlich rund 3000 Steuerungen abgesetzt werden“. Im neuen MTX-Segment, das jetzt noch um eine Kompaktversion für acht Achsen und eine reine Softwareversion ergänzt wird, sind die Erwartungen hoch gesteckt. „Wir sind hier erst am Anfang und werden nicht – wie ein Mitbewerber – einfach Zahlen unserer Fertigungskapazitäten veröffentlichen“, erklärt der Vertriebsprofi.
Die TNC-Bahnsteuerungen von Heidenhain haben ihren Anwendungsschwerpunkt im Werkzeug- und Formenbau. Bewegungsführung und Benutzerfreundlichkeit stehen seit Beginn im Focus der Weiterentwicklungen. Mit diesen Attributen verkauften sich die Systeme in den mehr als 25 Jahren über 180 000 Mal. Jährlich werden heute rund 7000 Steuerungen verkauft. Der Erfolg hat mehrere Gründe. So reagierte man mit ausgeklügelter Regelungstechnik auf die Anforderungen der Kunden nach höherer Schnelligkeit, so dass TNC-Steuerungen für das Hochgeschwindigkeitsfräsen bestens geeignet sind. Dieses „Schneller-und-besser“ drückt auch der gewonnene High-Speed-Maschinen-Award 2004 aus. Diesen vom Institut für Produktionsmanagement und Technologie für Werkzeugmaschinen (PTW) an der TU Darmstadt ausgelobten Preis errang ein Unternehmen auf einer Werkzeugmaschine DMG 75 mit einer Heidenhain iTNC 530 in der Kategorie Einzelpreis. Ein Ende der Entwicklungsbemühungen ist nicht in Sicht, denn bereits zur nächsten Emo wollen die Traunreuter mit neuer Regelungstechnik auftrumpfen.
Weitere Innovationsschwerpunkte setzt Heidenhain in der digitalen Antriebstechnik, die optimal nur mit entsprechenden Reglern genutzt werden. Praxiserfahrungen der Traunreuter Experten zeigen, dass auch konventionelle Technik noch deutliche Vorteile bieten kann.
Die für eine Steuerungsvernetzung erforderliche Ethernet-Schnittstelle ist Standard. Für reine PC-Liebhaber ist die Zwei-Prozessor-Steuerung gemacht, wobei auf dem zusätzlichen Prozessor eine Benut- zeroberfläche unter Windows läuft, die den Steuerungsbildschirm abbildet, während der zweite Prozessor Echtzeitoperationen abarbeitet. Dem reinen PC-Betrieb mit CNC-Software geben die Traunreuter wenig Chancen. Bei der Antriebstechnik kann der Kunde zwischen drei Lösungen wählen: Einmal einer kompletten Heidenhain-Linie, nimmt er dagegen Siemens- oder Indramat-Antriebe, dann sind entsprechende Adapterkarten verfügbar.
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