Engineering 02.09.2005, 18:40 Uhr

Tüfteln an der Steuerung der Zukunft  

VDI nachrichten, Stuttgart, 2. 9. 05 – Vernetzt und leicht bedienbar sollen Maschinensteuerungen künftig für höhere Produktivität von Werkzeugmaschinen sorgen. Auf dem Aachener Werkzeugmaschinen Kolloquium (AWK) wurden dazu kürzlich Erfolgstrategien und mögliche Hürden identifiziert. In Hannover präsentieren nun Hersteller, anlässlich der Fachmesse EMO, die aktuellen technischen Entwicklungstrends.

Konzepte für die Maschinensteuerung der Zukunft werden unterstützt durch Computertechnologien sowie die immer höhere Leistungsfähigkeit von Steuerungen und Antrieben. Dennoch stehen sie für Professor Günter Pritschow, Leiter des Institutes für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) an der Universität Stuttgart, weiterhin vor eher klassischen Herausforderungen. „Auch wenn sich Computertechnologie, Steuerungen und Antriebe weiterentwickelt haben, basiert die Vorgehensweise zur Fertigungsplanung immer noch auf der herkömmlichen CAD-CAM-NC-Verfahrenskette, die durch Datenkonvertierung und Datenverluste gekennzeichnet ist“, erklärte er kürzlich als Vertreter der Arbeitsgruppe Steuerungstechnik auf dem Aachener Werkzeugmaschinen Kolloquium (AWK) an der RWTH Aachen.

Obwohl sich die Anforderungen an die Maschinensteuerungen in Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt oder der Blechverarbeitung deutlich unterscheiden können, hat Pritschow zusammen mit anderen Experten gemeinsame Defizite bei der Offenheit und Durchgängigkeit der Daten festgestellt. Daraus ergibt sich für die Wissenschaftler folgender Anspruch: „Neben der Optimierung der CAD-CAM-NC-Kette, mit der umfassenden Simulation des Fertigungsprozesses, sind die bessere Integration von NC und SPS sowie Lösungsansätze zur Prozess-und Maschinenüberwachung von wesentlicher Bedeutung.“ Ein weiteres wichtiges Ziel sei dabei die verbesserte Nutzerunterstützung.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Airbus Helicopters-Firmenlogo
#ET7A Electrical System Engineer - Airplane Doors (d/f/m) Airbus Helicopters
Donauwörth Zum Job 
IMS Messsysteme GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/i) optische und radiometrische Messsysteme IMS Messsysteme GmbH
Heiligenhaus Zum Job 
Propan Rheingas GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Ingenieur Sicherheitstechnik (m/w/d) Propan Rheingas GmbH & Co. KG
Jungheinrich-Firmenlogo
Head of Development Automated Driving (m/w/d) Jungheinrich
Lüneburg Zum Job 
G + S Planungsgesellschaft mbH-Firmenlogo
Bauingenieur (m/w/d) für die Bereiche Tragwerksplanung und bautechnische Prüfung G + S Planungsgesellschaft mbH
Hamburg Zum Job 
Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Ingenieur als Supplier Quality Manager (m/w/d) Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG
Abensberg bei Regensburg Zum Job 
LEONHARD WEISS GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Bauingenieur / Bautechniker Digitalisierung (m/w/d) LEONHARD WEISS GmbH & Co. KG
Satteldorf Zum Job 
Munich Consulting Group-Firmenlogo
Junior Consultant Industrial Engineering (m/w/d) Munich Consulting Group
München Zum Job 
Munich Consulting Group-Firmenlogo
Senior Consultant Industrial Engineering (m/w/d) Munich Consulting Group
München Zum Job 
Munich Consulting Group-Firmenlogo
Consultant Industrial Engineering (m/w/d) Munich Consulting Group
München Zum Job 
NewTec-Firmenlogo
Software-Entwickler (m/w/d) Embedded Applikationen NewTec
Freiburg im Breisgau Zum Job 
Saale Energie GmbH-Firmenlogo
Elektroingenieur / Ingenieur Elektrotechnik (w/d/m) Saale Energie GmbH
Schkopau Zum Job 
SWM Services GmbH-Firmenlogo
CAE Administrator*in (m/w/d) SWM Services GmbH
München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur Bauwerkserhaltung (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Bauingenieur:in Bebauungsplan (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Projektleitung Starkregenrisikomanagement (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Ingenieur:in Wartungsplanung (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Ingenieur:in Elektrotechnik - Betriebsführung (VEFK) und Planung (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Projektleiter:in für kleine und mittelgroße Investitionsprojekte in Wasserwerken (Werke) (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Ingenieur:in Instandhaltungsmanagement / Werke (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe

Gefragt ist nach Einschätzung der Fachleute eine „wirtschaftliche Steuerungsentwicklung für zunehmend branchenspezifische Anforderungen.“ So gelte es, Einzelfertigung oder Massenfertigung ebenso zu meistern wie hohe Zerspanleistung bzw. hohe Genauigkeit. Drei maßgebliche Innovationsfelder haben die Produktionstechnikspezialisten dafür identifiziert. Stellvertretend für das Team zählt Prof. Pritschow diese Punkte auf: “ Wir verfolgen dazu erstens die Auflösung der klassischen CAD-CAM-NC-Kette in eine integrierte Systemumgebung, zweitens die Verbesserung der Prozessbeherrschung mittels neuer Methoden und Technologien zur Prozessüberwachung und drittens die Neugestaltung der Benutzungskonzepte hin zu einer ganzheitlichen Nutzerunterstützung.“

Die Prozesskette müsse dabei die verschiedenen Ansätze unterstützen. So müsse bei kleinen Losgrößen das Produkt direkt fehlerfrei produziert werden, wogegen bei der Massenfertigung eine kontinuierliche Optimierung möglich sei, heißt es in einem Bericht der Experten. Dies könne mit einer durchgängigen, konsistenten Datenhaltung für alle an der Prozesskette beteiligten Systeme erreicht werden, erfordere aber die Auflösung von Hierarchien. Neue Strukturen erlaubten schließlich umfassende Simulationen. Die durchgängige Vernetzung lasse eine gemeinsame Datenhaltung und somit einen unmittelbaren Zugriff auf die jeweils aktuellen Daten zu. Durch die Berücksichtigung des Maschinenverhaltens könne so z. B. Bahnplanung und Führungsgrößenerzeugung im CAM-System optimiert werden.

Der ISW-Leiter bremst jedoch allzu hohe Erwartungen: „Die durchgängige Datenhaltung ist ein langfristiges Ziel, welches unter den aktuell gegebenen Voraussetzungen nicht zu erreichen ist.“ Dennoch sieht er gute Chancen für einzelne Teilbereiche, wie z. B. die künftige Integration von NC-Steuerung und SPS unter Vermeidung von Zeitverlusten zur Synchronisation. So konnte der Lasermaschinenhersteller Trumpf durch die Laserzuschaltung in der NC anstelle der SPS die erforderliche Synchronisationsgeschwindigkeit beim Ausschneiden von Blechquadraten erreichen. Ohne diese Maßnahme hätte die mechanisch erreichbare Verfahrgeschwindigkeit nicht ausgenutzt werden können. Allerdings steigt unter heutigen Bedingungen dafür laut Einschätzung der Fachleute auch der Projektierungsaufwand, der mit einer taktgleichen NC/SPS-Lösung vermeidbar wäre.

Auch Zuverlässigkeit der Maschinen steht im Fokus der Steuerungsentwicklung. Dabei wirken eine Vielzahl an Einflüssen auf die Prozesssignale und erschweren die Überwachungsaufgabe. „Systeme, die nur eine Prozessgröße überwachen, sind anfällig für Fehlalarme, die zu erheblichen Kosten führen“, mahnt Prof. Pritschow. Daraus resultiere eine geringe Akzeptanz bei Benutzern und Anlagenbetreibern, was letztendlich zur Abschaltung vorhandener Überwachungssysteme führe.

Um dies zu vermeiden, muss die Maschinen- und Prozessüberwachung nach Experteneinschätzung künftig verstärkt auf die durchgehende Datenhaltung setzen. Bei dezentralen Überwachungsfunktionen können damit zum Teil auch deutlich höhere Abtastraten von Sensorsignalen erreicht werden. Ein Beispiel dafür liefert das BMBF-Projekt „ISPI – Intelligente Spindel“, bei dem ein miniaturisierter Datenlogger in der Spindel den Datenaustausch mit der Maschinensteuerung ermöglicht.

Integrierte Überwachungsfunktionen dienen dabei zunehmend auch zur Nutzerunterstützung. Sie liefern beispielsweise Daten für Diagnose und Instandhaltung. Aber auch in anderen Bereichen wird zunehmend Wert auf Benutzerfreundlichkeit gelegt. „Sie bestimmt wesentlich, wie sicher und effizient die Bedienung erfolgen kann“, stellt dazu Prof. Pritschow fest. Prozessgeschehen und Betriebskosten würden davon unmittelbar beeinflusst.

In der zunehmenden Offenheit heutiger NC-Systeme sehen der ISW-Leiter und seine Kollegen Chancen. „Sie hat viele Möglichkeiten zur Realisierung anwendungs- und kundenspezifischer Lösungen im Bereich der Nutzungsunterstützung geschaffen.“ Gleichzeitig erfordere dieser Wandel aber auch ein zunehmendes Software-Know-how der Steuerungstechniker im Maschinenbau, so die Experten. M. CIUPEK

 

Ein Beitrag von:

  • Martin Ciupek

    Redakteur VDI nachrichten
    Fachthemen: Maschinen- und Anlagenbau, Produktion, Automation, Antriebstechnik, Landtechnik

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.