Tweespalt bij CNContwikkelingen

30-31-32-33-35_Besturingen 20-06-11 11:21 Pagina 30

DOOR: PAUL QUAEDVLIEG

Tweespalt bij CNC-

ontwikkelingen

De ontwikkelingen bij CNC-besturingen zijn veelomvattend. Enerzijds introduceren bepaalde fabrikanten eenvoudigere besturingen voor een minimum aantal assen en goedkope machines, weer anderen bouwen voort op complexe besturingen en zorgen voor meer functionaliteit. Dialoogbesturing wordt populairder, bepaalde merken die ooit alleen volgens ISO programmeerden, bieden nu ook software aan voor dialoog. En globalisering speelt een steeds grotere rol. Europese fabrikanten leveren aan het Verre Oosten en de eerste volwassen Chinese CNC-besturingen zijn al waargenomen. Hier volgt de stand van zaken op CNC-gebied aan de vooravond van de EMO 2011.

Een CNC-besturing is een element van een metaalbewerkingsmachine waar elke operator, machine-insteller of programmeur dagelijks mee te maken heeft. Door een verregaande automatisering, krachtige CAM-pakketten enerzijds maar ook de vraag naar goedkopere en eenvoudigere machines anderzijds is er een tweespalt bij de besturingen ontstaan. Een fabrikant die aan de bovenzijde van de markt opereert is Heidenhain. Besturingen van

Krachtige CNC-besturingen, zoals deze Heidenhain iTNC 530, hebben alles in zich om producten nauwkeurig,

deze fabrikant worden veel verkocht aan ma-

snel en vijfassig te kunnen bewerken (foto: Paul Quaedvlieg)

chinefabrieken die CNC-machines leveren aan onder meer matrijzenbouwers. Deze, vaak com-

bevindt zich in een spanningsveld tussen nauw-

produceerbaarheid van de banen is van groot

plexe producten, vragen om een solide en

keurigheid, snelheid en oppervlakteruwheid”,

belang om de oppervlakte goed te krijgen. Ook

nauwkeurige besturing. “Een CNC-besturing

legt Paul Venema van Heidenhain uit. “De re-

is een constante snelheid van de frees van groot

30

jaargang 49 | www.metaalmagazine.nl | 6-2011


A U T O M A T I S E R I N G

belang. Daarom is de dataverwerking van de nieuwste generatie CNC-besturingen nog snel-

Open CNC-besturing

ler en nauwkeuriger.”

Binnen de metaalindustrie wordt er veel gebruik gemaakt van de CNC-besturingen van Siemens, Fanuc en Heidenhain. Toch zijn er machinebouwers die kiezen voor andere besturingen die meer ‘open’ zijn en waarmee

Intelligent verspanen

de softwareontwikkelaars net iets meer kunnen doen dan met de gevestigde orde. Een van die bedrijven is

Heidenhain spreekt zelf van ‘Intelligent Machi-

het Nederlandse Voortman Automatisering, een bekende speler in de bewerking van staalprofielen. Zij ont-

ning’. Daaronder vallen optionele zaken als

wikkelen en bouwen machines voor de staalbouwindustrie en gebruiken de besturingen van Beckhoff. De be-

Adaptive Feed Control en Dynamic Collision

sturingen van de Voortman machines zijn zo ontworpen dat deze onderling in een complete productielijn met

Monitoring. Bij Adaptive Feed Control voelt de

elkaar moeten kunnen communiceren. In theorie zou één operator in staat moeten zijn een complete Voort-

spil aan het opgenomen vermogen hoeveel ma-

man installatie, bestaande uit meerdere machines en processen, te kunnen bedienen. De Beckhoff CNC soft-

teriaal er verspaand wordt. De voedingsnelheid

ware is een uitbreiding van het Twincat pakket. Dit pakket draait als soft PLC/CNC in realtime op een standaard

wordt daarop aangepast. Bij meer materiaal

of industriële PC. Met behulp van de snelle Ethercat veldbus worden de servoassen en I/O’s aangestuurd die

gaat de voeding omlaag, bij minder materiaal

de CNC-bewerking uitvoeren, maar ook de overige hulpassen en aan- en afvoersystemen. Doordat Twincat

omhoog. In zijn totaliteit wordt de bewerking-

draait op moderne PC processoren (Dual, Quad, multicore, 64 bit OS) blijft er voldoende rekenkracht over voor

snelheid geoptimaliseerd, wat zeker bij vijfas-

overige ‘high level’ functies zoals vision systemen, data analyse voor conditie monitoring, robots, HMI/SCADA,

sige bewerkingen van belang is. Een andere be-

MES, databases et cetera. De totale besturing is in één controller te plaatsen met alle voordelen daarbij (kosten,

langrijke feature bij vijfassig verspanen is de

data-integratie, eenvoudige datakoppeling, assen koppelen, synchroniseren, enz.).

geïntegreerde Dynamic Collision Monitoring. Venema: “Deze functionaliteit voorkomt botsingen tussen het gereedschap en machinecomponenten of tussen het gereedschap en de opspanmiddelen. Hierbij kan de gebruiker zelf met behulp van een ‘Fixturewizard’ zijn eigen opspanmiddelen in de besturing brengen. Daarnaast bestaan er tabellen van de meest gebruikte opspanmogelijkheden.

Intuïtief Een andere factor waar fabrikanten van CNCbesturingen en machines mee te maken hebben is de uitloop en het mogelijk toekomstige tekort aan ervaren operators. “De nieuwe generatie operators is opgegroeid met computers”, legt Venema uit. “Die willen snel, eenvoudig en intuïtief kunnen programmeren. Daarom heeft Heidenhain de intuïtieve gebruikersinterface Smart.NC ontwikkeld voor de iTNC530 besturing. Door deze meer ‘windows’-achtige manier

Voortman Automatisering is een van de machinebouwers die de open besturingen van Beckhoff gebruiken en hier hun

van programmeren, met de bekende mappen-

eigen software op laten draaien (foto: Paul Quaedvlieg)

structuur, kan de ‘jeugdige’ operator sneller en makkelijker uit de voeten. Voor complexe bewerkingen verdiepen extra schermen de func-

scherm en samen met het toetsenbord in de be-

EMO 2009 in Milaan al een eenvoudigere bestu-

tionaliteit van de betreffende bewerking. Maar

dieningskast gemonteerd. Hiermee komt rela-

ring, namelijk de Sinumerik 828D. Metaal Ma-

ook de mensen die reeds ervaring hebben met

tief dure bekabeling te vervallen. Als geheugen-

gazine heeft daar al vaker over gepubliceerd.

de klaartekst-dialoogprogrammering van Hei-

medium voor de NC-programma’s en het PLC-

Deze besturing is ontwikkeld voor draaien

denhain werken zoals ze zijn gewend met de

programma is voor een Compact Flash-kaart ge-

freesmachines.

volledige functionaliteit van de besturing.”

kozen. Deze geheugenkaart is ongevoelig voor

“De Sinumerik 828D moet gezien worden als de

mechanische trillingen en geeft daarom opti-

besturing voor de zogenaamde algemene werk-

Eenvoudig

male zekerheid voor de gegevens.

plaatsbewerkingsmachines”, legt Daniël Kof-

Om tegemoet te komen aan de vraag voor een-

De basis van de bediening blijft hetzelfde als bij

man van Siemens Nederland uit. “Deze bestu-

voudigere compacte besturingen introduceerde

de overige Heidenhain besturingen, waardoor

ring is geschikt voor alle bewerkingscentra in-

Heidenhain vorig jaar de nieuwe contourbestu-

een ervaren TNC-gebruiker zich meteen thuis

clusief vijfassig met maximaal vier assen simul-

ring TNC 620. Tot nu waren bij de digitale bestu-

zal voelen op de TNC 620.

taan en alle draaibanken met een slede of

ringen van Heidenhain de hoofdcomputer en

revolver, dus ook aangedreven gereedschappen

de separate regelcomputer in de schakelkast

Onderkant

Y-as en subspil. Maar onlangs hebben we de fa-

ondergebracht. Bij de TNC 620 wordt de hoofd-

Een andere grote speler op het gebied van CNC-

milie van CNC-besturingen uitgebreid ‘naar de

computer, direct achter het 15” XGA-beeld-

besturingen, Siemens, introduceerde op de

onderkant’ met de 828D Basic. Deze heeft de-


31

>>>


De 828D Basic besturing is de laatste uitbreiding van Siemens aan de onderzijde van de CNC-besturingen (foto: Siemens)

zelfde interface (Sinumerik Operate) en moge-

encoderketen nauwkeurigheidswaarden van

nen altijd snel en eenvoudig alle CNC-program-

lijkheden als de 828D, maar heeft een iets klei-

één duizendste nanometer mogelijk. “Hierdoor

ma’s worden gemaakt.”

ner beeldscherm (8.4”) en is iets beperkter in bij-

wordt de nauwkeurigheid die in de praktijk kan

voorbeeld blokverwerkingstijd, look ahead, en

worden behaald niet beperkt door de bestu-

Communicatie

intern geheugen.”

ringstechniek, maar door de mogelijkheden van

CNC-besturingen maken gebruik van de laatste

Het beeldscherm, de toetsen en de CNC-elektro-

de mechanische componenten van de freesma-

stand der techniek op elektronicagebied. Zo

nica vormen één geheel met slechts enkele in-

chine”, legt Kofman uit. De Sinumerik 828D

heeft de Sinumerik 828D familie optioneel de

terfaces en kabels, waardoor een maximale be-

Basic M is niet alleen zeer nauwkeurig, maar

functie Easy Message. Hiermee wordt de opera-

schikbaarheid wordt bereikt. Het bedieningspa-

ook flexibel inzetbaar. Ze biedt niet alleen een

tor of de medewerker die voor de machine ver-

neel is van gegoten magnesium en aangezien

groot aantal technisch geavanceerde cycli voor

antwoordelijk is per SMS op de hoogte gehou-

de nieuwe CNC geen slijtageonderdelen zoals

draai-, boor- en freesbewerkingen, maar is ook

den van alle belangrijke procesgegevens van

een ventilator, harde schijf of batterij heeft, is

geschikt voor matrijsbewerkingen. Om de snel-

het productieproces. Als een machine van

deze volledig onderhoudsvrij.

heid en de oppervlaktekwaliteit te bereiken die

nieuwe onbewerkte onderdelen moet worden

“De 828D Basic is onlangs geïntroduceerd op de

hiervoor nodig is, is de Sinumerik 828D familie

voorzien of als een frees de grens van zijn stand-

IMTEX in Delhi (India) en de CIMT 2011 in Bei-

voorzien van het technologiepakket Sinumerik

tijd heeft bereikt, versturen de Sinumerik 828D

jing”, legt Kofman uit. “Daar zijn meteen veel

MDynamics met de intelligente bewegingsbe-

besturingen de betreffende informatie naar de

orders geplaatst door vooral Indiase, Taiwanese

sturing Advanced Surface dat ook in de high-

juiste persoon. Op deze manier wordt de pro-

en Chinese machinebouwers. We hebben nog

end-besturingen 840D sl wordt gebruikt. Met Si-

ductiviteit van de machine verder verbeterd.

nooit zo'n succesvolle introductie van een

numerik Operate beschikken zowel de 828D fa-

nieuwe besturing gehad.”

milie als de 840D sl over dezelfde intuïtieve ge-

Cyclustijden omlaag

bruikersinterface. Kofman: “De besturing kan

Het Amerikaanse Hurco is qua besturing altijd al

Beperking is mechanisch

zowel in dialoog worden geprogrammeerd met

een aparte fabrikant geweest. Op vakbeurzen

Moderne processortechniek en softwarearchi-

Shopmill of ShopTurn, als in DIN-ISO, evenals

wordt een demonstratie aan een Hurco ma-

tectuur vormen de basis van de 80-bits-nano FP-

een mix van beiden. Alle cycli die beschikbaar

chine vaak gedaan door een aantrekkelijke

nauwkeurigheid (floating point) van de 828D

zijn in Shopmill, zijn dat ook in de ISO omgeving

blonde dame. Het bedrijf wil hiermee vooral

Basic. Softwarematig zijn in de hele NC, drive en

evenals de krachtige 3D simulatie. Hiermee kun-

laten zien dat hun besturing niet complex is en

32




dat producten vrij snel te programmeren zijn. Het meer en meer inzetten van vijfassige bewerkingscentra om cyclustijden te verkleinen legt

Radiografisch handwiel

een grote druk op de programmeercapaciteit

Hoe groter de machine, des te plezieriger is het radiografische handwiel HR 550 FS dat Heidenhain sinds enige

van metaalbewerkers. De Hurco WinMax V8

maanden levert. Hierdoor kan de bediener nu vlak bij het proces blijven staan. De nieuwe afstandsbediening

dialoogbesturing maakt het de machinebedie-

beschikt over kleurige astoetsen en een zesregelig display met de belangrijkste informatie over de machine

ner mogelijk om gemakkelijk en daardoor snel

zoals de positieweergave van de assen, de

vijfzijdige bewerkingen direct aan de machine

voeding, het toerental van de spindel, de

zonder externe programmeerplaats te pro-

werkstand en andere functies. Op het dis-

grammeren.

play wordt ook de veldsterkte van de radi-

Maar ook Hurco blijft de WinMax besturing con-

ografische overdrachtssignalen weergege-

tinu verbeteren en upgraden. Frank Smets van

ven. Als de bediener zich uit het toegestane

Hurco Nederland: “Metaalbewerkers worden

werkbereik beweegt, wordt hij bovendien

steeds uitgedaagd de cyclustijd van componenten

door een trilalarm gewaarschuwd. Om het

te verminderen. Dit met behoud van een hoge

handwiel aan te passen aan de verschil-

kwalitatieve afwerking. Met de nieuwe UltiMotion

lende taken, beschikt het over vijf extra

oplossing, een geavanceerd software-based mo-

softkeys. Aan deze softkeys kunnen speciale

tion systeem van Hurco, zijn machines in staat om

functies toegekend worden die elk in het

de cyclustijd te verkorten met 30 procent. Dit is

display worden weergegeven. Daarnaast

software voor aansturing van de assen die veel ge-

kan de machinefabrikant ook functies toe-

lijkmatigere asbewegingen genereert. Het reduce-

kennen aan de zes van led’s voorziene func-

ren van ‘jerk’ in de machinebewegingen maakt ho-

tietoetsen. De symbolen op de astoetsen en

gere voedingssnelheden mogelijk en verbetert te-

de functietoetsen zijn uitwisselbaar. FS staat

vens de oppervlaktegesteldheid. Ook de machine-

voor Functional Safety en komt daarmee

levensduur wordt positief beïnvloed.”

overeen met de geldende veiligheidseisen.

De blokverwerkingssnelheid ligt bij Hurco op een

De gebruikelijke veiligheidselementen zoals

Bijvoorbeeld voor het aantasten en het vastleggen van een nulpunt is

waarde tot 2277 blokken per seconde. Standaard

de noodstop en de bevestigingstoetsen zijn

een radiografische handwiel plezierig en efficiënt werken (foto:

is deze besturing tot vijfassig simultaan in te zetten.

op het handwiel aanwezig.

Heidenhain)

Chatten Steeds vaker worden ook de Hurco machines in

afstand via een internetkoppeling in de gaten

Verder zal de machine melding geven als de be-

onbemande productie ingezet. Met de nieuwe

worden gehouden. Zo kan men op afstand de

werking gestopt is, hetzij door bijvoorbeeld ge-

Hurco Ultimonitor kan elke machine, die met de

bewerking volgen via een webcam en actuele

reedschapbreuk of door het succesvol beëindi-

nieuwe WinMax V8 besturing is uitgerust, van

machinewaardes tijdens de bewerking zien.

gen van het bewerkingsprogramma. Tijdens de bemande machine-uren kan de functie Ultimonitor ook worden ingezet voor klantondersteuning bij programmeer- en servicevragen. Zo is er een online chatfunctie, die het de bediener mogelijk maakt om informatie uit te wisselen zonder last te hebben van omgevingslawaai. Ook heeft de bediener toegang tot de Hurco online university waar veel informatie beschikbaar is voor ondersteuning van het bewerkingsproces.

Automatisering Steeds meer robots nemen taken op zich als het beladen en ontladen van bewerkingsmachines, ontbramen van componenten en het meten hiervan. Fanuc, dat zowel robots als CNC-bestuMet de Hurco WinMax V8

ringen ontwikkelt en fabriceert, speelt hierin we-

dialoogbesturing is het

reldwijd een grote rol. Het bedrijf levert oplos-

mogelijk om snel en

singen voor een eenvoudige stand-alone ma-

gemakkelijk vijfzijdige

chine met een robot tot en met complexe volle-

bewerkingen direct aan

dig geautomatiseerde productiestraten waar

de machine te

meerdere robots en CNC-machines samenwer-

programmeren (foto:

ken. Omdat de Fanuc robots en CNC-besturingen

Hurco)

uit dezelfde familie komen, zijn ze van tevoren


33

>>>



al geconfigureerd voor een ideale interactie met elkaar. Een Fanuc robot kan daarom met weinig moeite en binnen korte tijd gekoppeld worden aan een CNC-machine met Fanuc besturing.

Robot connection Hoewel elke robot over een eigen besturing beschikt, kan deze communiceren met de CNC-besturing via een eenvoudige veldbusaansluiting en software. De nieuwste Fanuc robots beschikken nu over een FL-Net interface waardoor FLNet functies gemakkelijk geïntegreerd kunnen worden. Deze functies zijn van belang voor de grotere productiestraten, waarin meerdere CNC-besturingen en robots met elkaar moeten communiceren. Dankzij de nieuwe functie ‘Robot Connection’ in de Fanuc besturingen, is het gecombineerd bedienen van een bewerkingsmachine en een robot alleen maar eenvoudiger geworden. Zo kan bijvoorbeeld de status van de robot en het geselecteerde programma getoond en aangepast worden op het CNC-bedieningsscherm. Aan de andere kant wordt op het robotscherm specifieke informatie getoond over de CNC-besturing en staat het de gebruiker toe om deze informatie te gebruiken. Tijdens een set-up procedure van een robot, kan de operator de functie ‘Robot Connection’ gebruiken om een menu op te roepen met daarin alle noodzakelijke informatie over de status van de robot zoals onderhoudstaken of alarmmeldingen. Ook kunnen hiermee programma’s gekozen en geladen worden en kan de robot bediend worden zonder de afzonderlijke robotbesturing. Dat scheelt veel tijd en verhoogt de vei-

Met de functie ‘Robot Connection’ van Fanuc kan een operator de robot aansturen via de CNC-besturing. Ook

ligheid met betrekking tot werken met de

gaat de softwarematige koppeling zeer eenvoudig (foto: Fanuc)

robot. Omgekeerd geeft een menu in de robotbesturing toegang tot de machinebesturing. Deze eigenschap is bijzonder handig als de

serie en speciaal ontwikkeld voor transport en

bij de besturingen lopen parallel aan de ont-

robot wordt ingesteld tijdens de preproductie-

handling van producten. Fanuc speelt daarmee

wikkelingen op elektronica- en softwarege-

fase als de programmeur informatie nodig

in op de specialisatie van bepaalde machines en

bied. In dit artikel proberen we een actuele

heeft over de status van de machineassen om

de bestuursspecifieke functies.

stand van zaken te geven en hebben we lang

potentiële conflicten tussen robot en machine

Een nieuwe high speed servoprocessor vergroot

niet alle merken aan bod laten komen. Zo is de

op voorhand te identificeren. De bijbehorende

het basisvermogen van de digitale asaandrijving

CNC-besturing van Bosch Rexroth in Duitsland

software bevat tevens een handleiding voor de

en staat veel meer assen toe zonder dat een

breed geaccepteerd, maar is dit type besturing

nieuwe functies, inclusief voorbeeldmenu’s en

extra insteekkaart nodig is. De nieuwe FSSB

in Nederland amper geleverd. Maar ook de di-

uit te voeren programma’s.

(Fanuc Seriële Servo Bus) is nog sneller en biedt

verse machinebouwers die hun eigen bestu-

een beslissend voordeel: het kan ook spindel-

ring bouwen, zijn niet allemaal aan bod geko-

Besturing op maat

data transporteren. Servo- en spindelversterkers

men. Duidelijk is wel dat de meeste fabrikan-

In vergelijking met oudere generaties besturin-

worden via een enkele optische kabel verbon-

ten inspringen op zaken als kostenreducties,

gen zijn de nieuwe Fanuc CNC-besturingen van

den met de CNC-besturing. De verminderde ver-

eenvoudigere besturingen, nieuwe generaties

de series 30i/31i/32i Model B (oftewel afgekort

kabelingscomplexiteit en het gebruik van opti-

operators, intuïtiever, sneller en eenvoudiger

3xi-B) speciaal ontwikkeld voor complexe ma-

sche kabels spaart tijd en kosten en vermindert

programmeren, verkorting van bewerkings-

chinale bewerkingen. De nieuwe B-serie heeft

de kans op fouten.

cycli, verhoging van productkwaliteit en een

diverse verbeteringen en extra functies voor

betere aansluiting op automatiseringsoplos-

ponsmachines en lasersnijmachines. Daarnaast

Conclusie

singen. Benieuwd wat we op de komende

is er een speciale besturing geïntroduceerd, de

CNC-besturingen bepalen de ‘intelligentie’ van

EMO 2011 in Hannover gaan aantreffen op

CNC 35i-B Serie. Deze is gebaseerd op de 30i-B

een bewerkingsmachine. De ontwikkelingen

CNC-gebied.

<<<


35

Tweespalt bij CNContwikkelingen

Recommend Documents