„Der zentrale Baustein in der Entwicklung von Sinumerik One war das Reengineering der Sinumerik-840-Systemsoftware. Diese ist über mehr als zwei Dekaden gewachsen und dadurch extrem leistungsfähig und technologisch einmalig umfangreich. Diese Systemsoftware haben wir für die Multicore-Architektur modernster Mikroprozessoren redesigned“, so der Entwicklungs-Projektleiter Frank Armbrecht, „Das führte zu einem Quantensprung an CNC-Performance an allen möglichen Stellen.“
Die Geschwindigkeitsführung – also der Teil der Systemsoftware, der für maximale Geschwindigkeit und gleichzeitig höchstmögliche Bahntreue bei der Bearbeitung von Freiformflächen sorgt – wurde auf einen separaten Core des Prozessors ausgelagert. Im Vergleich zu vorher, als alle Bausteine des CNC-Kerns auf einem Core liefen, konnte die Bearbeitungszeit um bis zu 30 % verkürzt werden – bei gleichzeitig merklich höherer Oberflächenqualität. Das ist ein großer Fortschritt bei der Bearbeitung von Freiformflächen. Auch die Bedienoberfläche Sinumerik Operate läuft nun auf einem eigenen Core. Selbst bei höchster Beanspruchung des NC-Kerns ist damit eine flüssige CNC-Bedienung sichergestellt.
Ein zweiter wichtiger Baustein der Sinumerik-One-Entwicklung war die Implementierung der Simatic-S7-1500-PLC. Dadurch haben sich die PLC-Zykluszeiten um den Faktor 10 verkürzt. Die nicht-produktiven Zeiten der Maschine wurden im Vergleich zum Vorgänger somit weiter verringert. Übrigens läuft auch die Simatic-S7-1500-PLC-Anpasssteuerung in einem separaten Core des Mikroprozessors in der CNC.
Simatic S7-1500 ist aber nicht nur ein ideales Werkzeug für die Automatisierung der Werkzeugmaschine selbst. Die PLC und das TIA-Portal sind die beste Voraussetzung für die Integration der Maschine in übergeordnete Automatisierungssysteme wie Hochregallager oder Roboter für den automatisierten Werkstückfluss.
Voll kompatible Bedienung und Programmierung
Das wohl wichtigste Feature der neuen High-End-CNC für Maschinenbetreiber ist die Kompatibilität zum Vorgängersystem Sinumerik 840D sl. Auch wenn die CNC-Funktionen nun auf mehrere Cores verteilt sind und somit deutlich mehr Performance bieten, sind die Eigenschaften der beiden CNC-Generationen identisch. Mit anderen Worten: Der CNC-Sprachumfang ist exakt derselbe. Auch die Technologiezyklen bis hin zur grafischen Arbeitsschrittprogrammierung ShopMill und ShopTurn sind identisch. CNC-Programme einer Maschine mit Sinumerik 828D oder 840D sl können also ohne Anpassungen auf eine Nachfolgemaschine desselben Herstellers mit Sinumerik One portiert werden.
Auch die voll kompatible Bedienung und Programmierung der CNC war ein Muss. Sinumerik One nutzt ebenfalls die im Markt etablierte und von Anwendern sehr geschätzte CNC-Bedienoberfläche Sinumerik Operate. Zwar wurde diese in ihrem Look & Feel dem Zeitgeist optisch angepasst. Die Softkeys befinden sich aber immer noch mit exakt denselben Texten an exakt denselben Stellen.
„Wenn die Farben nicht anders wären, würde ich zunächst einmal gar nicht erkennen, dass eine Sinumerik One im Schaltschrank steckt,“ so Technologieexperte Tobias Leimbach aus dem Siemens-Maschinenvorführzentrum in Erlangen. „Für das Einrichten der Maschine bis hin zur Programmierung mit den CNC-Bordmitteln konnte ich mein bestehendes Know-how von Sinumerik 828D und 840D sl eins zu eins in Sinumerik One nutzen. Der Aufwand für die Umstellung war Null.“
Auch wenn Sinumerik One mit der Multicore-Systemarchitektur die Basis für völlig neue CNC-Features gelegt hat, ist die Nutzbarkeit alter Funktionen, sprich der bestehenden CNC-Programme, weiterhin eine zentrale Anforderung. Aber auch ein anderer Aspekt von Kompatibilität ist gewährleistet: Betrachtet man das komplette CNC-Ausrüstungssystem, so besteht dieses weitgehend aus Antrieben, Motoren und PLC-Peripheriebaugruppen. Hier bedient sich Sinumerik One beim bewährten Antriebssystem Sinamics und beim Motorsystembaukasten Simotics.
Auch die bestehenden Peripheriebaugruppen des Simatic-Portfolios werden genutzt. Maschinenanwender mit eigenen Wartungs- und Instandhaltungsabteilungen müssen ihre Ersatzteilbevorratung lediglich bei den CNC-Komponenten marginal anpassen. Der große Anteil im Bereich Antriebe, Motoren und Peripheriebaugruppen bleibt aber grundsätzlich gleich.
Zukunftsweisend durch digitalen Zwilling
Sinumerik One, die den Beinamen „Digital Native CNC“ trägt, läutet gleichzeitig die digitale Transformation in der Werkzeugmaschinenwelt ein. Dabei stellt sich das neue CNC-System einem deutlich spürbaren Trend: Zukünftig werden immer mehr CNC-Programmieraufgaben weg von der Maschine in die Arbeitsvorbereitung verlagert. Hierfür bietet Sinumerik One von Beginn an mit dem digitalen Zwilling eine Lösung. Run MyVirtual Machine ermöglicht dabei verschiedene Ausprägungen.
Run MyVirtual Machine /Operate ist das virtuelle Abbild zur CNC in der Maschine. Diese Lösung ist vergleichbar zu dem bewährten und verbreiteten Offline Bedien- und Programmiertool SinuTrain der Systeme 828 und 840. Darüber werden CNC-Programme offline erstellt und getestet. Viele Maschinenanwender schätzen diese Lösung, da für die CNC-Arbeitsvorbereitung das Knowhow des bestehenden Personals der Maschine genutzt werden kann und gleichzeitig nicht in zusätzliche CAM-Systeme investiert werden muss.
Mit der Option /3D bietet Run MyVirtual Machine ein zusätzliches Highlight. Neben der virtuellen CNC können Hersteller von Dreh- und Fräsmaschinen auch ein virtuelles Abbild der Maschine anbieten. Damit werden nicht nur CNC-Programme auf Kollisionen des Werkzeugs mit Spannmitteln verifiziert. Auch zum offline Training von CNC und Maschine ist dies eine ideales Werkzeug.
Durch die Sinumerik Machining Technology Extension (SMTE) lassen sich Anwenderfunktionen nachinstallieren, ohne dass die CNC-Systemsoftware seitens der Maschinenhersteller hochgerüstet werden muss. Somit können bereits genutzte Maschinen, vergleichbar zu anderen modernen IT-Systemen, mit geringem Aufwand up to date gehalten werden. Mit dem digitalen Zwilling, der SMTE-Architektur und der neuen PLC S7–1500 bereitet Sinumerik One somit den Weg zum digitalisierten und automatisierten Shopfloor von morgen.
Siemens AG
www.siemens.de/sinumerik-one
