Virtuelle Schneidemaschine, Bild: Eckelmann/ © vovan – Fotolia

Ein 3D-Modell einer Brennschneidemaschine wird mit einem Schneiden-Dashboard gesteuert. Es zeigt alle wesentlichen Informationen auf einen Blick. Bild: Eckelmann/ © vovan – Fotolia

Der Software- und Automatisierungsanteil einer Maschine steigt kontinuierlich. Die Digitalisierung der industriellen Fertigung forciert diese Entwicklung. Auch die Erwartungen der Bediener an die Usability wachsen – bedingt durch den Umgang mit Smartphones und Tablets. Gleichzeitig sollen indes die Entwicklungszyklen im Maschinenbau kurz und effizient bleiben, um wettbewerbsstarke Maschinen auf den Markt zu bringen.

Um angesichts dieser Trends im Maschinenbau nicht nur Schritt zu halten, sondern selbst mit innovativen Ideen vorwegzugehen, sind clevere Innovationsmodelle gefragt. Das Unternehmen Eckelmann macht mit seinem Schwerpunkt Schneiden seit Jahren erfolgreich vor, wie Maschinenbauer durch die Kooperation mit einem Automatisierungsspezialisten langfristig profitieren. Eckelmann bietet Maschinenbauern CNC-Komplettlösungen mit aktivem Long-Term-Support und beteiligt sich an kooperativen Innovationsprozessen, die Wettbewerbsvorteile durch Automation generieren. Auf die langen Produktlebenszyklen im Maschinenbau werden durch die Verwendung und Bevorratung langzeitverfügbarer elektronischer Bauelemente in seinen Komponenten, abwärtskompatibles Systemdesign bei neuen Steuerungsgenerationen oder die Verwendung offener Programmierstandards wie IEC 61131-3 gewährleistet.

Das Rad weiter drehen

Systemlayout, Bild: Eckelmann
Typisches Automatisierungskonzept für eine CNC-Schneidapplikation mit Touch-Bedienpanel, kompakter Steuerung und I/O-Modulen, Servo-Antriebsreglern und Antrieben. Bild: Eckelmann

Die kompakten E°EXC Controller verfügen über ein eigenes NC-Betriebssystem mit einer Bibliothek an schneidspezifischen Standard- und Sonderfunktionen, die kontinuierlich gepflegt und weiterentwickelt wird. Damit verkürzt sich die Entwicklungszeit, weil auf bewährte Funktionen zurückgegriffen werden kann. Maschinenbauer müssen nicht immer wieder das „Rad neu programmieren“, sondern können auf fertige Programmierbausteine zurückgreifen. So bleibt ihnen mehr Zeit, sich auf die wirklichen Innovationen zu konzentrieren.

Die E°EXC Controller für bis zu 32 CNC-Achsen und 64 Motion-Achsen (kombinierbar) haben eine geringe Leistungsaufnahme von maximal 36 Watt, dank der sie nur wenig Abwärme in den Schaltschrank abgeben. Und darüber hinaus haben sie eine nachweislich hohe Robustheit und EMV-Störunempfindlichkeit – wodurch mitunter kostenintensive Ausfall- und Stillstandszeiten verhindert werden. Beim Plasmaschneiden fließen in den Plasmastromquellen sehr große Ströme, eine hohe EMV-Robustheit ist für solche Anwendungen absolut essentiell.

Moderne Simulation

Simulation Rohrschneiden, Bild: Eckelmann
3D-Rohrschneiden am virtuellen Modell. Bild: Eckelmann

Kaum eine Schneidmaschine gleicht der anderen und modulare Serienmaschinen werden in maßgeschneiderten Varianten gebaut. Was ist etwa mit dem Fall, dass ein Maschinenbauer eine ganz neuartige Kinematik steuern möchte? Hier helfen die Entwickler bei Eckelmann dem Maschinenbauer mit modernen Simulationswerkzeugen wie MatLab weiter. Bevor der Maschinenbauer seine Kinematik gebaut hat, können so bereits die neu programmierten Transformationen für den E°EXC Controller am virtuellen Modell in einer Hardware-in-the-Loop-Simulation getestet werden, wie zum Beispiel beim 3D-Rohrschneiden.

Die Parallelisierung der mechanischen Konstruktion und der Programmierung spart Zeit und Kosten. Wenn viele Softwarefunktionen vorher virtuell getestet wurden, senkt dies das Risiko, bei der Inbetriebnahme und Tests der realen Maschine kostspielige Verzögerungen zu erleben, weil sich Software und Mechanik noch nicht ganz wie erwartet „vertragen“.

Dank leistungsfähiger 3D-Engines ist es heute sogar möglich, ein realitätsgetreues 3D-Modell einer Maschine aus CAD-Daten zu generieren. Dieser virtuelle Prototyp lässt sich dann mit einer E°EXC steuern und über das Schneiden-HMI von Eckelmann bedienen. Maschinenbauer könnten diese 3D-Simulationen schon heute für Schulungszwecke oder zur Unterstützung von Serviceeinsätzen nutzen. Der nächste konsequente Schritt ist, Maschinen-Funktionen und 3D-Modelle in der virtuellen Realität sinnvoll zu verknüpfen, beispielsweise über Datenbrillen. Diese Technologien werden bei Eckelmann in Forschung und Entwicklung bereits erprobt.