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CNC-Steuerungen: Offenheit nicht auf Kosten der Zuverlässigkeit

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CNC-Steuerungen: Offenheit nicht auf Kosten der Zuverlässigkeit

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Offene CNC-Steuerungen haben zweifellos Vorteile. Auch GE Fanuc hat seine CNCs geöffnet, so dass sie der Maschinenhersteller auf seine Bedürfnisse und letztendlich auf die des Endanwenders optimal anpassen kann. Doch die Offenheit bis in den Kern lässt der CNC-Weltmarktführer nicht zu. GE Fanuc sieht darin eine Gefahr für die bekannte Zuverlässigkeit seiner CNC-Steuerungen.

Die Offenheit von CNC-Steuerungen ist immer wieder Diskussionsthema. Uneinigkeit herrscht vor allem darüber, bis in welche Tiefe die CNC offen sein muss. GE Fanuc bezieht eindeutig Position: Für den Weltmarktführer liegt der hauptsächliche Sinn der Offenheit darin, dass der Maschinenhersteller die CNC den Bedürfnissen optimal anpassen kann. Das betrifft in erster Linie die Bedienoberfläche. Während beim Drehen und Fräsen auf einfachen Maschinen oftmals die Standardoberfläche genügt, ist zum Beispiel beim Schleifen und Erodieren eine spezielle Benutzerführung notwendig. In diesen Fällen entwickelt in der Regel der Maschinenhersteller seine eigene Oberfläche, um den Endanwendern eine optimale Bedienerfreundlichkeit zu bieten.

Grundsätzlich unterscheidet GE Fanuc im Angebot zwischen Standard-CNCs und Open CNC-Modellen. Für beide Arten stehen Werkzeuge zur Verfügung, um die Bedienoberfläche zu modifizieren. Die GE Fanuc Standard-CNC besteht aus CNC-Einheit und Bildschirm. Dabei produziert die CNC eine einfache Bedienoberfläche. Diese hat sich über lange Zeit und mehrere Steuerungsgenerationen nur marginal verändert, was für viele Anwender ein großer Vorteil ist. Denn sie finden sich auch auf den neuesten CNC-Modellen sehr schnell zurecht. Um diese Bedienoberfläche speziellen Bedürfnissen anzupassen, stellt GE Fanuc Entwicklungs-Tools zur Verfügung, wie zum Beispiel Makro-Executor, C-Executor, und Fanuc Picture, die direkt auf der CNC implementiert werden. Trotz ihres Einsatzes auf der CNC greifen diese Programme nicht in die Interpolationen ein. Sie arbeiten als separate, eigenständige Tasks und beeinflussen die CNC nur insoweit, dass sie auf dem gleichen Prozessor laufen.
Funktionen über Makros automatisieren
Der Makro-Executor hilft dabei – wie der Name sagt – bestimmte Makros in die Software einzubinden. Das heißt, wenn der Maschinenhersteller bestimmte Funktionen automatisieren will, kann er das über dieses Tool bewerkstelligen. Es eignet sich auch, um neue CNC-Screens selbst herzustellen.
Für erfahrene Programmierer ist der so genannte C-Executor eine große Hilfe. Mit ihm kann er auf CNC-Seite Echtzeittasks schreiben, eigene Screens erstellen, vorhandene Screens verändern, neue Informationen hinzufügen oder bestimmte Bereiche entfernen.
Mit Fanuc Picture lässt sich in erster Linie die Optik beeinflussen. Mit dem Softwaretool ist der Anwender in der Lage, CNC-Screens auf einem ganz normalen PC zu erstellen. Dazu kann er beispielsweise Knöpfe und Lampen hinterlegen sowie bestimmte Funktionalitäten einbauen. Das alles funktioniert per Drag&Drop, ohne eine Zeile Programmcode zu schreiben. Wenn der Anwender fertig ist, lädt er die erstellte Software in die CNC, und die eigene Bedienerführung ist einsatzfähig.
Neben den Standard-CNCs hat GE Fanuc eine CNC-Lösung entwickelt, die auf dem Markt unter der Bezeichnung „Open CNC“ bekannt ist. Dazu zählen die so genannten 100er Baureihen 160i, 180i, 210i sowie 300i, 310i und 320i. Diese CNC-Steuerungen sind mit einem zusätzlichen PC (Windows 2000/XP) ausgestattet, beziehungsweise in den is-Varianten mit einem Embedded System (Windows CE).
Die PC-unterstützten Steuerungen der Serie i Open CNC bieten mehr Möglichkeiten, eine selbsterklärende Bedienerführung zu gestalten, als die Standardlösung. Über eine von GE Fanuc programmierte Schnittstelle kann der PC auf sämtliche Daten der CNC zugreifen und sie anderen Programmen zur Verfügung stellen. Die Schnittstelle erlaubt außerdem, das Maschinenverhalten zu beeinflussen. Wobei auch hier die eigentliche CNC-Funktionalität – die Zyklen zum hochgenauen Bewegen von Motoren beziehungsweise die Interpolation der Achsen – unberührt bleibt.
Ein weiterer Vorteil der physisch getrennten CNC/PC-Lösung ist die Möglichkeit, beide Komponenten asynchron weiter zu entwickeln. So wird GE Fanuc zum Beispiel beim Embedded System in Kürze den Pentium M Prozessor nutzen, der den bisherigen Pentium III mobile ablöst. Die CNC selbst bleibt von der Veränderung unberührt. Bei PC-basierten Systemen ist so etwas nicht möglich, weil PC und CNC so dicht zusammengerückt sind, dass eine separate Entwicklung nicht möglich ist.
Präzision und Zuverlässigkeit an erster Stelle
Der Hauptgrund dafür, dass der CNC-Kern bei GE Fanuc geschlossen bleibt, liegt jedoch im hohen Stellenwert, den Präzision und Zuverlässigkeit der Systeme beim Weltmarktführer genießen. Um diese zu garantieren, werden große Anstrengungen unternommen, sowohl in der Entwicklung eigener Komponenten als auch in ausgiebigen Tests, die neue CNC-Systeme bis zur Markteinführung bestehen müssen. Alles, wo GE Fanuc drauf steht, muss diese Zuverlässigkeit gewährleisten. Wenn von externer Seite in den CNC-Kern eingegriffen würde, könne man nicht mehr für eine einwandfreie Funktion garantieren, heißt es aus dem Hause GE Fanuc. Neue Interpolationsschritte müssen beispielsweise mit den Servo-zyklen abgestimmt werden. Würden neue Systeme oder Module hinzugefügt, müssten sie erst mit dem Gesamtsystem getestet werden, ansonsten wäre die Integrität der Software nicht mehr gewährleistet. Solche Eingriffe entzögen sich bei einem offenen CNC-Kern der Kontrolle des Anbieters. Darum könne GE Fanuc nur bei einem geschlossenen System und definierten Schnittstellen 100-prozentige Sicherheit garantieren.
Für die meisten Fälle sind Eingriffe in den CNC-Kern nach Auffassung von GE Fanuc nicht notwendig: Veränderungen bei den Interpolationen benötigen nur Maschinenhersteller, die eine spezielle Mechanik einsetzen, zum Beispiel für das Steuern von Stabkinematiken und ähnlichem. Auch GE Fanuc bietet Möglichkeiten, um solche Spezialanforderungen zu bewältigen. Jedoch setzen diese eine intensive Entwicklungsarbeit zwischen Maschinen- und Steuerungshersteller voraus.
Neben dem freien Gestalten der Bedienoberfläche lassen die GE Fanuc CNCs auch den offenen Zugriff auf den Maschinenbereich zu. Die PMC, also die mit einem eigenen Prozessor in die CNC integrierte SPS, ist voll programmierbar. Der Anwender kann über ein bestimmtes Programmiertool sein eigenes Programm schreiben, das anschließend kompiliert und ausgeführt wird. So lassen sich über die PMC alle Signale verarbeiten und Bewegungen wie „Tür auf/Tür zu“ sowie „Wechsler rein oder raus“ anweisen. Auch die Ansteuerung von zusätzlichen Motoren zu Be- und Entladevorgängen ist auf diese Weise möglich. Die PMC von GE Fanuc läuft auf einem separaten Prozessor, der speziell für die Maschinensteuerung entwickelt wurde. Auch die Software, die auf diesem Prozessor läuft, ist eine Eigenentwicklung von Fanuc. Sie ist mit Zykluszeiten von 8 ms bei der CNC 16i und sogar nur 4 ms bei der 30i sehr schnell. Auf einem PMC-Prozessor sind drei PMCs lauffähig; es können also drei Maschinen gleichzeitig gesteuert werden.
GE Fanuc Automation CNC Deutschland GmbH Tel. 07158/187400 Fax 07158/187455 www.gefanuc-europe.com

Trend zum Embedded System
Ein Trend im Bereich Open CNC, der zur Zeit im Automobilbereich zu spüren ist, geht zur Embedded System-Lösung mit Windows CE – eine Spezialität, die GE Fanuc mit seiner Open CNC is-Serie bietet. Sie bringt Vorteile gegenüber der Standard-CNC, aber auch gegenüber einer PC-Lösung. Bei der is-Serie wird anstatt eines vollwertigen PCs quasi ein Pocket PC als Frontend eingesetzt, mit dem es möglich ist, der CNC zusätzliche Funktionen hinzuzufügen. So eröffnet das zusätzliche Embedded System mit Windows CE gegenüber einer Standard-CNC erweiterte graphische Möglichkeiten; außerdem steht hilfreiche Software zur Verfügung, wie zum Beispiel eine Textverarbeitung, eine Tabellenkalkulation, ein FTP-Server und Web-Server. Über die Adobe-Software Acrobat lassen sich Hilfe-Systeme realisieren, und übers Internet ist ein wechselseitiger Informationstransfer möglich. Auch gegenüber einem vollwertigen PC bietet das Embedded System mit Windows CE einige Vorteile. Zum Beispiel verwendet es einen Festkörperspeicher als Speichermedium für die Software, genauer gesagt: eine Compact Flash Card. Der Verzicht auf die Festplatte sorgt gerade in rauer industrieller Umgebung für deutlich höhere Zuverlässigkeit.
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