Innovatives CNC-System mit gemeinsamer Achsnutzung ebnet den Weg für vielseitigere und flexiblere Werkzeugmaschinen

CNC-Kerne können per Timesharing mehrere Achsen gleichzeitig steuern

5. Oktober 2015 – NUM hat eine innovative, neues CNC-System mit gemeinsamer Achsnutzung eingeführt, die es Entwicklern ermöglicht, Werkzeugmaschinen von beispielloser Vielseitigkeit, Flexibilität und Produktivität zu fertigen. Das neue CNC-System mit gemeinsamer Achsnutzung bietet eine sehr flexible und effiziente Möglichkeit, eine grosse Anzahl verschiedener Gruppen zusammenhängender Bewegungsachsen zu steuern. Diese Steuerung erfolgt über eine erweiterte dynamische Technologie zur Ressourcenverteilung und kann so über mehrere CNC-Kerne hinweg geteilt werden. Die typischen Anwendungen umfassen mehrere Produktionszentren und Rundtaktmaschinen mit komplexen Mehrzweck-Achssteuerungsanforderungen.

Darüber hinaus wird die Flexibilität der High-End-CNC-Architektur Flexium+ 68 erweitert, indem die Steuerung von bis zu 32 Servoantrieben per Timesharing der CNC-Kerne im System möglich ist. Bisher konnte die Steuerung von Achsen nur über die acht CNC-Kanäle der einzelnen Flexium+-68-CNC-Kerne in einem System geteilt werden. Obwohl dies für die meisten Anwendungen mehr als ausreichend ist, verfügen einige der neueren Produktionszentren und Rundtaktmaschinen über eine hohe Anzahl von Stationen, die in der Regel jeweils einen Mehrachsenkopf (mit den Achsen B und C) umfassen, der von mehreren separaten Bearbeitungseinheiten in jeder Station gemeinsam genutzt wird. Optimalerweise verfügt jede Bearbeitungseinheit über ihren eigenen CNC-Kanal, wobei die Steuerung der gemeinsam genutzten Mehrachsenköpfe im Laufe des Bearbeitungszyklus von einem Kanal zum anderen übergeben wird.

So würde beispielsweise eine Taktmaschine mit einem Hauptrundtisch und 12 Stationen, die jeweils einen mit drei Bearbeitungseinheiten pro Station gemeinsam genutzten Zweiachsenkopf umfassen, eine CNC-Kapazität von 36 Kanälen erfordern – einen Kanal pro Bearbeitungseinheit. Jeder dieser Kanäle müsste zwei gemeinsam genutzte Achsen, drei lokale (oder «feste») Achsen und eine oder mehrere Spindeln steuern. Alle fünf Achsen jeder Bearbeitungseinheit müssen vollständig interpoliert sein, und die Kanalverteilung der beiden gemeinsam genutzten Achsen muss sich bei jeder Indexierung des Rundtischs ändern. Dies kann nun mit Hilfe von fünf Flexium+-68-CNC-Kernen und einer gemeinsamen Achsnutzung erzielt werden. Jeder Flexium+-CNC-Kern eignet sich für eine beliebige Kombination von interpolierten Achsen oder Spindeln – insgesamt bis zu 32 – und unterstützt bis zu acht CNC-Kanäle.

Jeder Kanal kann jede dieser Achsen oder Spindeln steuern und entweder sein eigenes Teilprogramm asynchron ausführen und autonom arbeiten (als verfüge er über einen eigenen CNC-Kern) oder mit einem der anderen sieben Kanäle synchronisiert werden. Die Steuerung der Achsen und Spindeln kann während des Betriebs von einem Kanal an den anderen übergeben werden. Auf diese Weise kann die Verwendung der verfügbaren Hardwareressourcen optimiert werden.

Durch die Verwendung mehrerer CNC-Kerne in Verbindung mit der neuen gemeinsamen Achsnutzung können Entwickler nun Steuerungskonzepte für beinahe jede Art von Werkzeugmaschine implementieren – unabhängig von deren Komplexität. Einzige Voraussetzung: Alle gemeinsam genutzten Servoantriebe müssen physisch mit dem ersten CNC-Kern im System verbunden sein. Die CNC-Architektur Flexium+ 68 von NUM ist grundsätzlich skalierbar und für Systeme mit mehr als 200 interpolierten Achsen und Spindeln sowie mehr als 50 CNC-Kanälen geeignet.

Die marktführende CNC-Plattform Flexium+ von NUM bietet drei verschiedene Konfigurationen des CNC-Kerns an, sodass Entwickler kosten- und leistungsoptimierte Steuerungssysteme für eine breite Palette an Automatisierungslösungen konzipieren können. Neben der High-End-CNC-Architektur Flexium+ 68 beinhaltet die Produktreihe zwei Konfigurationen für weniger anspruchsvolle Anwendungen. Flexium+ 6 verfügt über einen CNC-Kanal, kann vier interpolierte Achsen und eine Spindel steuern und eignet sich für Anlagen von niedriger bis mittlerer Komplexität. Flexium+ 8 ist für komplexere Anwendungen ausgelegt und verfügt über zwei CNC-Kerne, die jeweils bis zu fünf interpolierte Achsen oder vier interpolierte Achsen und eine Spindel steuern können.

Unterstützt wird die Flexium+-Plattform durch eine leistungsstarke Software. Alle Funktionen von CNC, Servoantrieb, Eingang/Ausgang, Automatisierungs-PLC und Sicherheits-PLC werden mit einem einheitlichen Toolset programmiert. Eine vollständig an individuelle Kundenwünsche anpassbare Benutzerschnittstelle ermöglicht es den Nutzern, die Ergonomie zu verbessern und die Maschine mit berührungsempfindlichen Steuerungselementen auszustatten. Die Anwendungssoftware von NUM deckt eine breite Auswahl an Bearbeitungsarten ab: Schleifen, Werkzeugbearbeitung, Drehen, Fräsen, Zahnradbearbeitung, Formenbau und Veredelung sowie Schneiden (Wasserstrahl, Laser und Plasma). Viele dieser Softwarepakete gelten unter Werkzeugmaschinenherstellern und Anwendern heute als Industriestandard.

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