Neue Plattform für CNC-Technik

Skalierbar und sicher zur automatisierten Lösung

Die CNC-Technik wandelt sich seit Jahren und der Automatisierungsgrad in den Maschinen steigt. Mit Computer-aided manufacturing (CAM) erhalten Anwender Hilfestellungen, um besonders umfangreiche Fertigungsabläufe und komplexe Formen mit hoher Präzision zu erstellen. Der CNC-Programmierer oder Zerspanungsmechaniker wird in dieser Aufgabenkette mehr und mehr zum Werkstückdesigner. Um die Effizienz des Arbeitsprozesses zu erhöhen und die Anforderung der Maschinenbetreuung zu reduzieren, steht jetzt ein neues Komplettpaket aus Hardware und Software zur Verfügung.


Für die Anwendung in Werkzeugmaschinen bietet KEB Automation ein neues IPC-System aus Hardware und komplettem Softwarepaket. Neben dem integrierten CNC-Kern für die Bewegung der interpolierten Achsen beinhaltet es gleichzeitig die komplette Visualisierung in einer benutzerfreundlichen HMI-Oberfläche. Sie ist als Schnittstelle für den Nutzer mit intuitiver Bedienerführung ausgelegt und bietet komfortable Features für die Ausführung in der CNC-Applikation. Die in Leistung und Größe skalierbare Lösung - von der Steuerung über die Drives und Motoren bis hin zu Sicherheitskomponenten - ermöglicht verschiedene Applikationen wie Fräsen, Bohren oder Schneiden.

Schnittstelle zum CAM-Programm

Der neu entwickelte CNC-Controller legt die Schnittstelle zum CAM-Programm offen, um ihn so kompatibel wie möglich zu gestalten. Die Funktionalität der Postprozessoren wird über einen frei programmierbaren Funktionsbaustein im CNC-Controller ausgeführt. Somit ist es möglich, zu einem G-Code beliebiger Syntax den passenden Postprozessor im CNC-Controller auszuwählen. Eine Anpassung im CAM-Programm ist nicht notwendig. Neben ISO-Code nach DIN66025 stehen standardmäßig diverse Postprozessoren für verschiedene CNC-Controller zur Verfügung. Weitergehende Optimierungen des Fahrwegs durch Look-Ahead-Funktionalität oder Lagerspielkompensation können dabei entweder manuell oder automatisch parametriert werden. Darüber hinaus können weitere G-Code-Befehle eingebunden und editiert sowie Subprogramme im G-Code aufgerufen werden. Unterstützt werden unter anderem mathematische und logische Ausdrücke sowie String Operatoren. So kann der Anwender mit einem Funktionsblock verschiedene Funktionen wie manuell, Macros, Automatikmodus oder M-, T- bzw. S-Funktionen ausführen.

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Leistungsstarke Maschinenvisualisierung

KEB stattet die CNC-Controller mit einer leistungsstarken und intuitiven Maschinenvisualisierung aus, deren grafische Bedienoberfläche auf Multitouch basiert. Der zugehörige Inbetriebnahme-Wizard führt den Benutzer von der Referenzpunktfahrt zur Ermittlung der (bis zu 100) Nullpunkte der Werkstück- und ggf. Maschinenkoordinatensysteme bis zur Parametrierung des CNC-Programms und aller erforderlichen Maschineneinstellungen. Das ermöglicht es auch Anwendern mit wenig Erfahrung, ein Maschinenprogramm problemlos zu starten. Neben der Bedienung über den kapazitiven Touchscreen ist eine klassische Bedienung über Maus und Tastatur ebenfalls möglich. Die CNC-Controller sind je nach geforderter Kinematik in ihrer Leistung skalierbar. Sie arbeiten dabei standardmäßig mit der Orientierung am Tool Center Point (TCP). Im CNC-Kern von KEB kann mit bis zu elf interpolierenden Achsen im kartesischen Koordinatensystem gearbeitet werden. Abhängig von der ausgewählten Kinematik werden mehrere Achsen in einen Verbund geschaltet. Als besonders wirtschaftliche Lösung kann der CNC-Kern bereits auf dem Hutschienen-IPC C6 Smart angewandt werden. Anspruchsvollere Anforderungen an die Zykluszeit übernimmt die nächstgrößere Variante: Der C6 E22 ist in der Book-Mount-Version oder als Panel-IPC mit Touch-Technik in Größen bis 18,5" verfügbar. Die Anzahl der nicht-interpolierenden Achsen im Busverbund ist bei allen Skalierungen im CNC-Programm nicht begrenzt. Dem Anwender steht eine IEC61131-Programmierumgebung zur Verfügung, in der er maschinenspezifische Funktionen und Besonderheiten relativ einfach umsetzen kann. Der CNC-Kern bietet hier eine Vielzahl von Schnittstellen, die Zugriff auf alle Informationen gewährt und eine kundenspezifische Bedienbarkeit der Maschine ermöglicht.

Sicherheitslösungen nach Maß

Parallel zur Funktionalität steigen auch die Anforderungen zur funktionalen Sicherheit einer Werkzeugmaschine. KEB bietet hierfür ebenfalls skalierbare Lösungskonzepte, sowohl auf CNC-Controller-Ebene als auch im Antriebssteller selbst, die weit über den Standard des sicheren Halts hinausreichen. Drehende Werkzeuge werden ohne Geber in ihrer maximalen Drehzahl sicher überwacht und der Stillstand der Achsen sicher festgestellt. Sicherheitsrelevante Sensoren werden von der frei programmierbaren Sicherheitssteuerung überwacht und lösen über FSoE sichere Reaktionen aus. Mit der Vielzahl an Sicherheitsfunktionen wird der sichere Betrieb auch in der CNC-Maschine möglich. Als Basis lösen die Drive Controller KEB Combivert S6 und F6 sowohl Aufgaben eines Servoverstärkers als auch eines Spindelreglers mit Drehfeldfrequenzen bis zu 2.000Hz. Die Parametrierung der Drive Controller läuft dabei vollautomatisch über das Einlesen der elektronischen Typenschilder, die in der aktuellen Servomotorengeneration Dynamic Line 3 in den Multiturn-Absolutwertgebern integriert sind. Ist kein elektrisches Typenschild vorhanden, wird die NC-Achse über den Inbetriebnahme-Wizard für Fremdmotoren eingelesen und voreingestellt. Komplettiert wird der gesamte KEB-Antriebsstrang mit verdrehspielarmen Getrieben für dynamische und präzise Bewegungsabläufe beim Fräsen, Bohren und Schneiden. Sind besonders hohe Genauigkeiten erforderlich, die sich durch indirekte Messsysteme nicht realisieren lassen, werden direkte Messsysteme komfortabel am zweiten Geberkanal vom Drive Controller eingelesen. Eine Anpassung in der Bedieneroberfläche ist dabei nicht erforderlich. Das Fernwartungs-Tool Combivis connect oder die Nutzung von Combivis cloud schaffen die Durchgängigkeit der CNC-Lösung hin zu IoT bzw. Industrie 4.0. Relevante Daten können so für die individuelle Analyse bereitgestellt und aufbereitet werden, um sie dem Hersteller oder Betreiber z.B. für die vorausschauende Wartung weltweit zugänglich zu machen.

Einstiegslevel der Systemlösung

Der beschriebene Leistungsumfang - kurz bezeichnet als CNC-Entry-Level-Solution - stellt eine besonders wirtschaftliche Basislösung für ausgewählte Anwendungen des KEB CNC-Kerns bereit. Zur SPS IPC Drives 2018 hat KEB ein weiteres Lösungspaket präsentiert, das weitergehende Eigenschaften für CNC und Robotik beinhaltet und zusätzlich auf Einsatzgebiete der Applikationen Drehen, Schleifen, Biegen, Schweißen, sowie die zugehörigen Handling-Systemen zielt.

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