Gemeinsame Sache

CNC-Steuerung – Moderne Lasertechnik bietet Lösungen für viele Branchen. Einen möglichst flexiblen Einsatz der Technik ermöglicht dabei eine kompakte Steuerungskombination aus CNC und SPS.

12. November 2008

Die Rabe Lasertechnik GmbH mit Sitz im thüringischen Tanna ist ein Spezialist für kundenspezifische Lasersysteme für individuelle Bearbeitungsaufgaben in der Fertigungsindustrie. Die Stärken liegen insbesondere bei den Technologien Schweißen, Schneiden, Bohren, Perforieren, Löten, Beschriften und ähnlichen Anwendungen mittels Laserstrahl. Die gesamte Maschinenkonstruktion sowie die Entwicklung der Soft- und Hardware für die Lasermaschinen entstehen im eigenen Unternehmen. Im Einsatz sind die Systeme unter anderem in der Automobil-, Kunststoff- oder Elektronikindustrie sowie in der Medizintechnik.

Für den Hersteller der Lasermaschinen hat diese Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten jedoch eine ungewollte Konsequenz, erklärt Rolf Dusi, Mitarbeiter in Forschung & Entwicklung bei Rabe Lasertechnik: »Wie und für welche Produkte unsere Lasersysteme letztlich vom Endkunden eingesetzt werden, ist nicht immer voraussehbar.«

Die Steuerung der Maschinen benötigt deshalb einen sehr weiten Funktionsumfang, schließlich stellt zum Beispiel eine Beschriftungsanlage hier andere Ansprüche als eine lasergetriebene Lötanlage. Die Laserspezialisten setzen bei ihren Maschinen deshalb eine flexible Steuerung ein, die ein möglichst breites Leistungsspektrum bietet: Funktionen wie das Abfahren von Freiformbahnen und die Intensitätssteuerung des Lasers auf der Bahn müssen für die Steuerung ebenso selbstverständlich sein wie eine enge Verknüpfung zur SPS.

Das Mittel der Wahl ist deshalb eine Kombination von CNC und SPS. Die Laserspezialisten aus Thüringen nutzen daher die besonders kompakten Steuerungen der XCx-Serie des Berliner Automatisierungstechnikspezialisten Schleicher Electronic, die CNC und SPS nach IEC 61131-3 in einer Lösung integrieren. Beide Bereiche der Steuerung nutzen zum Datenaustausch einen gemeinsamen Koppelspeicher. Synchronisiert werden beide Funktionseinheiten über einen gemeinsamen Variablenspeicher. Dabei arbeiten CNC und SPS permanent synchron, da eine SPS-Task fest an die Interpolation gebunden ist. Unter dem Echtzeit-Multitasking-Betriebssystem der Steuerung folgt daher die Zykluszeit zeitkritischer, hochprioritärer SPS-Programmmodule exakt dem IPO-Takt der CNC. Der CNC stehen über Standardfunktionen hinaus auch spezielle Algorithmen, etwa für Robotersteuerungen oder Synchronachsen, zur Verfügung. Die Geräte können damit beispielsweise Sensorsignale im Taktzyklus der CNC bearbeiten, um etwa wärmebedingte Positionsverschiebungen in einer Maschine direkt durch die Bahnsteuerung zu kompensieren.

Synchron durch Kopplung

Rabe Lasertechnik verwendet für seine Lasermaschinen das Modell XCx 540 mit vier Erweiterungsslots für zusätzliche RIOdirect- Knoten sowie Feldbus- und Antriebsschnittstellen. Die Schnittstelle erlaubt den Anschluss von bis zu acht Koppelmodulen, über die im SPS-Zyklus dann bis zu 512 schnelle I/O-Punkte direkt ansprechbar sind. Dies ermöglicht in aufwendigen Fertigungsprozessen eine sehr effiziente Dezentralisierung von Steuerungsfunktionen: Ein per Feldbus vernetztes System mit verteilten Steuerungen der Baureihe XCx bleibt damit im Ganzen handhabbar, die Teilanwendungen jedoch arbeiten durch die direkte Anbindung der Sensorik an ihre lokale Steuerung mit erheblich kürzeren Signallaufzeiten im Vergleich zum Datentransfer über den Feldbus.

Zur Projektierung der Steuerung kann die Windows-Software Prodoc Plus eingesetzt werden. Die Daten im Koppelspeicher der XCx sind dabei Variablen im Sinne der IEC 61131-3 und können als globale Variablen deklariert und automatisch auch für Zugriffe des OPC-Servers freigegeben werden, der Teil des Programmiersystems ist.

Zur Bedienung und Visualisierung arbeitet die Steuerung mit einer Vielzahl externer Gerätetypen zusammen. Ein Zugriff auf Parametrier-, Diagnose- und Wartungsfunktionen der Steuerungen ist damit mit nahezu jeder Hardware, vom Handy bis zum PC, von überall aus möglich, ob direkt an der Maschine, im lokalen Netzwerk oder über das Internet. Die Steuerung ist zudem mit einem integrierten Webserver lieferbar, der dynamisch aktuelle Ist-Werte an jeden Java-fähigen Standard-Webbrowser liefert.

Carsten Krüger, Schleicher Electronic/bt

FAKTEN

- Die Schleicher Electronic GmbH mit Sitz in Berlin-Spandau ist ein führender Hersteller von industrieller Automatisierungstechnik.

- Neben Steuerungssystemen mit gekoppelter SPS- und CNC-Funktionalität und der zugehörigen Software produziert das Unternehmen unter anderem Machine Data Logger, Bediengeräte und dezentrale I/O-Systeme.

Erschienen in Ausgabe: 08/2008