Neuer CNC-Kern bietet bemerkenswerte Leistung und Flexibilität für kleine bis mittelgroße Maschinen

Der neue Flexium+-8-CNC-Kern, der die CNC-Plattform der neuesten Generation von NUM um eine Option im mittleren Leistungsbereich erweitert, wurde besonders für Maschinenapplikationen entwickelt, die mit bis zu fünf Achsen arbeiten. In Sachen Steuerungsflexibilität ist er mit dem leistungsfähigsten CNC-Kern von NUM, dem Flexium+ 68, vergleichbar. Er kann mit jeder Flexium+-kompatiblen Hard- und Software verwendet werden.

Der Flexium+-8-CNC-Kern bietet zwei CNC-Kanäle und ermöglicht die gleichzeitige Steuerung von bis zu vier interpolierenden Achsen. Er kann auch für komplexere Interpolationsarten wie Spline und NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline) konfiguriert werden und bietet verschiedene Optionen und Technologiepakete.

Jeder der beiden CNC-Kanäle kann jederzeit zur Steuerung eines Spindelmotors plus vier Achsen anstatt der vollen fünf Achsen verwendet werden. Dies erleichtert die Konstruktion komplexer Maschinen mit vielseitigen Anforderungen an die Synchronisation, da die Steuerung einfach aufgeteilt werden kann. Bei einer Gewindeschneid- oder Verzahnungsmaschine beispielsweise könnten mit einem Kanal zwei Achsen und eine Spindel gesteuert werden, welche die Prozessfunktionen übernehmen. Der zweite Kanal könnte zur Steuerung von zwei Zuführachsen verwendet werden. Jeder Kanal kann asynchron und autonom sein eigenes Teileprogramm durchführen – also wie mit einem dedizierten CNC-Kern. Die beiden Kanäle können aber auch synchronisiert werden. Die Steuerung von einer bis zu fünf Achsen oder einer Spindel kann während des Betriebs von einem Kanal an den anderen übergeben werden. Auf diese Weise kann die Verwendung der verfügbaren Hardwareressourcen optimiert werden.

Peter von Rueti, CEO von NUM, weist darauf hin, dass diese Steuerungsflexibilität für viele Konstrukteure von Werkzeugmaschinen einen entscheidenden Vorteil darstellt. «Die Zweikanalsteuerung von Flexium+ 8 ermöglicht den Konstrukteuren die Realisierung von extrem kosteneffizienten Steuerungsarchitekturen für komplexe kleine bis mittelgroße Maschinen. In vielen Fällen wird dadurch ein zweiter CNC-Kern überflüssig.»

Der Flexium+-8-CNC-Kern kann mit verschiedenen NUM Antrieben verwendet werden, für eine optimale Leistung wird er jedoch am besten mit der neuesten Entwicklung des Unternehmens, dem digitalen Servoantriebsmodul NUMDrive X, kombiniert. Diese Antriebe gehören zu den kompaktesten auf dem Markt. Sie bieten zahlreiche Konfigurationsoptionen wie die Auslegung für Nennströme von einigen wenigen Ampere bis zu 200 Aeff, ein- und zweiachsige Versionen sowie eine Reihe von einfachen und erweiterten Safe-Motion-Funktionen. Die Antriebe sind in drei Leistungsstufen verfügbar: Standard-Performance, High-Performance und Enhanced-Performance. Dies ermöglicht Maschinenbauern, die Kosten zu optimieren, indem sie für jede Achse ihrer Maschinenapplikation das optimale Antriebsmodell wählen.

Alle NUMDrive-X-Servoantriebsmodule verwenden fortschrittliche DSP-Steuerungstechnologie zur Erhöhung der Geschwindigkeit der Servobus-Schnittstelle des CNC-Kerns. Sie bieten eine hohe Bandbreite und besondere Beschleunigungsalgorithmen für eine kompromisslose Geschwindigkeit und Positionierungsgenauigkeit. Ein digitaler Prozessor im CNC-Kern sorgt in Verbindung mit der leistungsstarken Zahlenverarbeitung der Flexium+-Software für eine hohe CNC-Auflösung und erleichtern eine extrem genaue Interpolation der Achsen. Die Antriebe sind mit beinahe allen Messsystemen kompatibel und können ein breites Spektrum von Motoren (Servo-, Torque-, Linear-, Asynchronmotoren) von NUM und anderen Herstellern steuern.

Die High-Performance-Version des NUMDrive X erweitert die Funktionen der Standardversion und ermöglicht die Schaffung von «Drive Embedded Macros» (Patent angemeldet), bekannt unter der Bezeichnung DEM-X. Es handelt sich dabei um Echtzeitmakros, die in den Antrieb eingebettet sind und somit mit allen physischen und virtuellen Ressourcen des Antriebs interagieren können. Die Makros ermöglichen sogar das Eingreifen in die Regelalgorithmen des Antriebs zur Feineinstellung der Drehzahl-, Positions- und Stromregelkreise. Die Benutzer können Filter, Anzeigen, Testpunkte sowie Testausgänge nach ihren eigenen Leistungsanforderungen planen und umsetzen.

NUM lanciert die Enhanced-Performance(EP)-Version des NUMDrive-X-Moduls gleichzeitig mit Flexium+ 8. Der neue Antrieb, der besonders für Maschinenachsen entwickelt wurde, die außergewöhnlich hohe Drehzahlen und Beschleunigungen benötigen, kombiniert eine sehr hohe interne Auflösung mit einer enormen Rechenleistung. Bei Tests mit 40 kHz zeigt er eine sehr grosse Bandbreite der Strom-, Drehzahl- und Positionsregelkreise. Diese Antriebe sind besonders dort geeignet, wo die Gesamtleistung einer Maschine durch die Bandbreite der Servosysteme eingeschränkt wird und nicht durch die Konstruktion der Maschine selbst.

Flexium+ 8 verfügt über eine skalierbare Sicherheitsarchitektur: NUMSafe. Ein ins CNC-System integrierter Sicherheits-PLC überwacht alle kritischen Vorgänge; zusammen mit den NUMSafe-Ein- und Ausgängen und den Safe-Motion-Überwachungsfunktionen in den Flexium+-Antrieben ermöglicht dies Maschinenkonstrukteuren ein umfassendes Sicherheitsmanagement mit einem Minimum an zusätzlichen Komponenten. Die Sicherheitsarchitektur entspricht der Norm EN ISO 13849-1 (Sichere Steuerungen) bis zu PL e sowie der Norm EN 61800-5-2 (Elektrische Leistungsantriebssysteme mit einstellbarer Drehzahl) bis SIL 3.

Die Flexium+-CNC-Plattform von NUM umfasst nun drei CNC-Kerne, was Maschinenbauern erlaubt, kosten- und leistungsoptimierte Steuerungssysteme für zahlreiche Automatisierungsbedürfnisse zu konfigurieren – von der kleinen Maschine mit nur wenigen Achsen bis hin zu Großanlagen mit über 200 Achsen und Spindeln. Indem sie eine einzige CNC-Plattform für verschiedene Projekte nutzen, können Maschinenbauer ihre Entwicklungs- und Supportkosten deutlich senken und die Produkteinführungszeiten verkürzen.

Die Flexium+-Plattform wird von einer leistungsstarken Software unterstützt. Sämtliche Funktionen von CNC, Servoantrieb, Ein- und Ausgängen, Automatisierungs-PLC und Sicherheits-PLC werden mit einem einzigen Toolset programmiert. Eine vollkommen an Kundenwünsche anpassbare Benutzeroberfläche ermöglicht es den Nutzern, die Ergonomie zu verbessern und die Maschine mit berührungsempfindlichen Steuerungselementen auszustatten. Die leistungsstarke 3-D-Simulationssoftware kommuniziert direkt mit dem CNC-Kern des Systems und ermöglicht die Überprüfung von Teileprogrammen vor der Bearbeitung. Die Anwendungssoftware von NUM deckt eine breite Auswahl an konventionellen sowie neuen Bearbeitungsarten ab: Schleifen, Werkzeugschleifen, Drehen, Fräsen, Zahnradbearbeitung, Formenbau und Veredeln sowie Schneiden (Wasserstrahl, Laser und Plasma).

Für Maschinenhersteller, welche die Steuerungsflexibilität von Flexium+ 8 benötigen, jedoch nicht die umfangreichen eingebauten Sicherheitsfunktionen, bietet NUM auch eine Hardwarekonfiguration mit der Bezeichnung Flexium 8 an. Diese bietet die gleichen Steuerungsfunktionen wie das Flexium+-8-System, jedoch ohne die NUMSafe-Sicherheitsarchitektur.