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Mechatronischer Innovator

In der Architektur der neuen Okuma OSP-P200 stecken über 40 Jahre Erfahrung in Entwicklung und Produktion von CNC-Steuerungen. Die PC-CNC verbindet den Komfort Windows-basierter Anwenderprogramme und PC-typischer Hardware-Annehmlichkeiten, wie USB, Ethernet, alphanumerischer Tastatur usw. mit der Ausfallsicherheit eines autarken CNC-Betriebssystems
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Die neue Steuerung Okuma OSP-P200 integriert ausfallsicheres, echtzeitfähiges CNC-Betriebssystem, den Komfort von Windows XP und ein innovatives Kollisions-Vermeidungssystem namens CAS.

Die Systemarchitektur der neuen Steuerung Okuma OSP-P200 verbindet die Vorteile von CNC und PC auf effiziente Weise. Die PC-CNC integriert zwei voneinander unabhängige Betriebssysteme, also je ein eigenes für bedienerorientierte PC-Funktionen und für den betriebssicheren CNC-Betrieb. Gemeinsame Plattform ist ein kompaktes, in das Bedienpult integriertes CPU-Rack mit Intel Pentium M Prozessor, industriekonformer Festplatte, DRAM Arbeitsspeicher sowie unterbrechungsfreier Spannungsversorgung. Ferner bietet die P200 diverse Schnittstellen wie ServoLink für Antriebe und DeviceNet für die Interaktion mit Komponenten der Feldebene.

Okuma setzt bei der OSP auf Windows XP und parallel dazu auf ein unabhängiges, betriebssicheres CNC-Echtzeit-System für die eigentliche Steuerung der Maschinen-Funktionen. Durch die „Gewaltenteilung“ ist die Betriebssicherheit für die Produktion immer gewährleistet. Die neue Steuerungsarchitektur erweitert Okuma´s duales Programmier-Prinzip, nämlich die interaktive Programmierung mit automatischer Arbeitsplanerstellung (One-touch-IGF) und/oder DIN/ISO-Programmierung um eine 3. Säule mit Windows XP.
Anwender können mit der Okuma P200 nun auch Windows-Applikationen wie etwa Excel nutzen, um zum Beispiel Daten und Parameter in tabellarischer Darstellung komfortabel zu handeln. Für die externe Kommunikation bietet die Steuerung gängige PC-Schnittstellen. So sind 2 USB 2.0-Ports für den direkten Anschluss von externen Speichern, Digitalkameras usw. vorhanden; ebenso gibt es eine Ethernet-Schnittstelle „on Board“. Für die Anzeige von Daten und Grafik nutzt die Okuma P200 einen 15“-LCD in augenfreundlicher XGA Auflösung (1024 x 768 pixel) in Ausführung als Touch-Screen. Die Bedienung ist mit „Finger-am-Bildschirm“ oder PDA-like bekanntermaßen sehr komfortabel, aber natürlich auch mit normaler USB-Maus möglich.
Ein echtes Highlight der P200 ist der neue Kollisionsschutz namens CAS. Mit CAS reduzieren Anwender ihren Zeitaufwand (und damit auch die Kosten) für das Einfahren von neuen NC-Programmen um bis zu 50 %.
Kollisionsschutz CAS
In CAS stecken die Erfahrungen aus jahrelanger praktischer Erfahrung als Hersteller von Mehrachsmaschinen. Vor allem bei komplexen NC-Programmen verursacht das Einfahren die meisten Kollisionen. Moderne Dreh-Fräszentren verfügen nicht selten über 9 und (auch deutlich) mehr lineare und rotative CNC-Achsen. Das Einfahren neuer Teile auf solchen Multiaxis-Maschinen ist einfach sehr komplex. Und der Einrichter muss ja nicht nur das Werkzeug beobachten, sondern alle sich im Raum bewegenden Maschinenelemente auf Kollisionsfreiheit überwachen. In Konsequenz reduzieren Praktiker aus Sicherheitsgründen die Vorschübe zumeist drastisch und verfahren die NC-Sätze in kritischen Situationen sogar Zeile für Zeile. Insbesondere bei umfangreichen Programmen dauert das Einfahren so recht schnell auch mal mehrere Stunden, was insbesondere bei Aufträgen mit kleinen Losgrößen wirtschaftlich kritisch sein kann. Kann – muss aber nicht!
Mit dem neuen Echtzeit-Kollisions-Vermeidungssystem CAS gelingt das Einfahren neuer NC-Programme deutlich sicherer und schneller, wodurch sich die Stückkosten besonders bei komplexen, sich überlagernden Bearbeitungsoperationen deutlich reduzieren. CAS simuliert nicht nur die virtuelle Bearbeitungssituation vor der Fertigung; CAS ermöglicht zudem erstmals die Echtzeit-Prüfung während der Bearbeitung des ersten Teils. Zudem wirkt CAS auch im manuellen Betrieb. So wird auch das manuelle Verfahren der Schlitten in der Simulation dargestellt. Und wenn dann zum Beispiel die Spindel in Futternähe wegen drohender „Kollision mit Backe“ nicht indexiert, lässt sich das Futter per Handrad in der C-Achse drehen, beziehungsweise die Backe aus der Kollisionszone verfahren.
CAS verrechnet und prüft 0-Punkte, Werkzeug-Korrekturdaten und Programmbefehle stets vor der aktuellen Verfahrbewegung. Verursacht ein NC-Satz möglicherweise eine Kollision, wird die Ausführung unmittelbar gestoppt bzw. die Verfahrbewegung angehalten. Zur schnellen Analyse des von CAS aufgespürten Kollisionsproblems werden gleichzeitig die kritischen Elemente am Bildschirm rot eingefärbt. Insbesondere bei CAS zeigen sich die Vorteile der dualen Hochleistungs-Systemarchitektur der neuen Okuma-Steuerung, so laufen die virtuelle Bearbeitung (Grafik) als auch die gleichzeitigen Achsbewegungen während der praktischen Zerspanung sowie der Soll-Ist-Vergleich synchronisiert mit maximaler Performance in unterschiedlichen Prozessen.
Damit die CAS funktioniert, müssen natürlich die notwendigen maschinenbezogenen Daten der Baugruppen wie Revolver, Reitstock, Gegenspindel Futter, Backen, Werkzeughalter, Schneidwerkzeuge, Klemmhalter und Wendeplatten im System hinterlegt sein. Daten des jeweiligen Maschinenmodells sowie diverses Standard-Zubehör stehen „ab Werk“ zur Verfügung. Anwenderindividuelle Ausrüstungsmerkmale müssen in CAS eingegeben werden. Das kann manuell an der Tastatur über eine „Modelling-Funktion“ geschehen, als Geometriebeschreibung einer Fläche mit Angabe der Höhe. Auf diese Weise lassen sich recht einfach und effizient für Futter (als Zylindermodell), Backen (als Quader), Schneidwerkzeuge (Klemmhalter, Sonderwerkzeuge, Sonderplatten) und Rohteile (als Zylindermodell) für die Verwendung in CAS definieren. Alternativ hierzu ist auch der Datenimport im STL-Format möglich. Diese Eingabe ist nützlich bei komplexen Komponenten, die mit der „Modelling-Funktion“ nur sehr zeitaufwändig oder auch gar nicht beschreibbar sind, wie etwa Formspannbacken, Guss- und Schmiedeteile, Sonderhalter und -werkzeuge. Einmal definiert müssen alle simulationsrelevanten Elemente noch kombiniert werden, zum Beispiel Futter und Backen, Werkzeughalter und Schneidwerkzeuge, Werkzeughalter mit Klemmhalter und Wendeplatten usw. Nach Eingabe weiterer Zusatzinformationen und der Zuordnung der Elemente zu den entsprechenden NC-Programmen ist CAS startklar.
Aus der skizzierten Vorgehensweise wird klar, dass der wirtschaftliche Erfolg von CAS für den Anwender entscheidend davon abhängt, wie engagiert er seine spezifische CAS-Datenbank aufbaut und mit neuen simulationsrelevanten Daten füttert.
Hommel CNC-Technik GmbH
Tel. 0221/59890, Fax 0221/5989100 www.hommel-gruppe.de
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