NUM führt die CNC-Plattform der nächsten Generation ein

Das neue FlexiumPro-System ist mehr als 10 Mal schneller als sein Vorgänger

Basierend auf der SoC-Technologie beherbergt die RTK sowohl die SPS als auch die CNC

12. September 2022 — Mit der Einführung einer völlig neuen CNC-Plattform setzt der CNC-Spezialist NUM neue Leistungsmassstäbe in der Maschinensteuerung.

Die neue FlexiumPro-CNC-Plattform von NUM ist ein deutlicher Fortschritt in Bezug auf Rechenleistung, Geschwindigkeit, Vernetzung und Zuverlässigkeit gegenüber der vorherigen Generation des Flexium+-CNC-Systems, das selbst als eine der führenden Steuerungslösungen für High-End-Werkzeugmaschinenanwendungen gilt.

Der Real-Time Kernel (RTK) der FlexiumPro beherbergt die Codesys V3 SPS und die CNC-Einheit. Basierend auf einem Multi-Core-ARM-Prozessor ist der RTK mit fortschrittlicher System-on-Chip (SoC)-Technologie implementiert. Die hohe Integrationsdichte dieser Technologie trägt dazu bei, die Anzahl der Komponenten erheblich zu reduzieren, was zu einer verbesserten Systemzuverlässigkeit und Kompaktheit führt; das lüfterlose Einplatinen-Design ist nur 25 mm dick.

Die Geschwindigkeitsvorteile des FlexiumPro-CNC-Systems von NUM sind beträchtlich. Sein hartes Echtzeit-Betriebssystem reduziert die Latenzzeit und eliminiert den Overhead komplexer "soft"-Betriebssysteme; jeder Aspekt der Hardware und Firmware ist optimiert, um die Produktivität und Verfügbarkeit der Maschine zu maximieren.

Im Vergleich zu seinem Vorgänger Flexium+ ist das neue System mehr als 10-mal schneller - von der Boot-Zeit über die Ausführung von Sätzen pro Sekunde bis hin zum SPS/CNC-Datenaustausch, der E/A-Schnittstelle und der Achsensteuerung.

Sämtliche SPS-Anwendungen, Teileprogramme, Maschinenkonfigurationen, Kalibrierungsdaten usw. werden sicher auf einer herausnehmbaren microSD-Karte gespeichert - und zur Absicherung von Shutdown-Prozessen verfügt das FlexiumPro RTK über Superkondensatoren, die das System für die Zeit in Betrieb halten, die erforderlich ist, um alle Daten im Falle eines Stromausfalls zu speichern.

Maschinenanwender und OEMs, die mit dem CNC-System Flexium+ von NUM vertraut sind, werden es sehr einfach finden, zu FlexiumPro zu migrieren. Die SPS-Programmiersprachen und die Umgebung sind identisch mit Flexium+ , die Teileprogramme bleiben mit beiden Systemen kompatibel, die Softwareschnittstellen zu kundenspezifischen HMIs (Human Machine Interfaces) bleiben sehr ähnlich, und alle EtherCAT-Terminals und Sicherheitsgeräte sind unverändert.

FlexiumPro behält und erweitert alle Funktionen und Eigenschaften des Flexium+-Systems von NUM. Dazu gehören unter anderem die Steuerung von bis zu 32 Achsen und/oder Spindeln, bis zu 32 Bearbeitungskanäle und Sub-Nanometer-Interpolation. Das System unterstützt RTCP- (Rotation Tool Center Point) und HSC-Funktionen (High Speed Cutting) sowie eine Reihe von technologiespezifischen Funktionen und Bearbeitungszyklen.

Darüber hinaus hat NUM eine innovative Benutzerschnittstellen-Architektur (UI) für FlexiumPro entwickelt, die separate, vom OEM definierte Module mit integrierten technologiebezogenen Funktionen enthalten kann. Bisher mussten OEMs oft spezielle HMIs für die spezifische Technologie ihrer Produkte entwickeln, was eine teure und zeitaufwändige Aufgabe sein kann.

Die neue FlexiumPro Dual-Layer-HMI-Architektur von NUM vereinfacht diesen Aspekt des Werkzeugmaschinendesigns erheblich. Die Funktionalität der verwendeten Benutzerschnittstellenmodule (UIMs) kann von OEMs einfach definiert, modifiziert und gespeichert werden, was die Erstellung von hoch ergonomischen, anwendungsspezifischen HMIs erleichtert. Dieser neue Ansatz für die Interaktion zwischen Benutzer und Maschine nutzt die neuesten Softwaretechnologien - WPF für die UIMs und C# für das Software Development Kit (SDK) - um die Leistung in Bezug auf Geschwindigkeit und Ressourcenmanagement zu maximieren.

Wie das Vorgängermodell Flexium+ läuft auch die FlexiumPro HMI von NUM unter dem Windows Betriebssystem; sie kann entweder direkt an eine FlexiumPro RTK angeschlossen werden oder per Fernzugriff auf einem beliebigen PC laufen, der mit demselben LAN wie die FlexiumPro RTK verbunden ist. Für zusätzliche Flexibilität unterstützt das System auch Multi-HMI-Konfigurationen (für den Fall, dass eine einzelne Werkzeugmaschine über mehr als eine HMI verfügt), SPS-basierte Visualisierungsseiten und die bekannte grafische Simulationssoftware Flexium 3D von NUM.

Gleichzeitig mit der Einführung von FlexiumPro führt NUM eine neue Serie von Hochleistungsantrieben und eine neue vierachsige Antriebseinheit ein. Die neuen NUM DrivePro-Antriebe sind in ein-, zwei- und vierachsigen Konfigurationen erhältlich.

NUM DrivePro-Antriebe sind mit einem Multi-Core-ARM-Prozessor ausgestattet und basieren auf moderner SoC-Technologie. Um Latenz und Overhead zu vermeiden, gibt es kein Betriebssystem zwischen den CPUs und der Software - es handelt sich um eine reine Hardware-Programmierung. Infolgedessen kann jede NUM DrivePro-Steuereinheit bis zu 4 Achsen gleichzeitig verarbeiten, wobei die Zykluszeit der Positionsschleife 50 µs beträgt.

Für maximale Flexibilität können die NUM DrivePro-Antriebe alle Arten von Elektromotoren steuern, einschliesslich Spindel-, Servo-, Linear-, Torque-, Synchron- und Asynchronmotoren. Der Regelkreis jeder Achse kann mit bis zu 3 externen Sensoren geschlossen werden - typischerweise handelt es sich dabei um einen Motorgeber, einen Maschinengeber wie einen Linearmassstab und einen Beschleunigungsmesser. Für eine maximale Konfigurationsflexibilität unterstützt jede Antriebseinheit bis zu 99 vollständige Parametersätze.

Wenn NUM DrivePro mit der Option NUM-SAMX ausgestattet ist, sind alle erforderlichen Sicherheitsbewegungsfunktionen implementiert: Safe Torque Off (STO), Safe Stop (SS1/2), Safe Operating Stop (SOS), Safe Limited Speed (SLS), Safe Limited Position (SLP), Safe Direction Monitoring (SDM), Safe Cams (SCA) und Safe Brake Control (SBC). Die Sicherheitsfunktionen werden über die sichere SPS des Systems mittels FSoE (Fail Safe over EtherCAT) angesprochen - eine lokale Verdrahtung ist also nicht erforderlich.

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