von Wolfgang Klingauf Die neuen Fanuc CNC-Steuerungen der Serie 3xi Model B haben viel zu bieten: 3-fache Geschwindigkeit der Mehrkanal-PMC, ein Fanuc IO-Link i, der sich für Sicherheitsanwendungen eignet, und ein verbesserter Servo-Bus, der die Spindelverstärker in den optischen Antriebsbus integriert. Bei der Entwicklung der neuen Serie wurde das Hauptaugenmerk auf die Produktivitätssteigerung beim Maschinenanwender gelegt, das heißt kürzere Bearbeitungszeiten und kürzere Maschinenstillstandszeiten. Wenn Fanuc einen Generationswechsel bei seinen CNC-Steuerungen vollzieht, kann sich der Anwender sicher sein, dass zum einen die Kompatibilität zu den Vorgängermodellen gewahrt bleibt und zum anderen handfeste Vorteile für eine sichere, energieeffiziente und wirtschaftliche Produktion entstehen. So ist es auch bei den neuen Fanuc CNC-Steuerungen der Serie 3xi Model B, die sich gegenüber den bisherigen A-Modellen durch markante Weiterentwicklungen auszeichnen. Sie betreffen zum Beispiel die integrierte SPS – von Fanuc PMC genannt – sowie das Antriebssystem mit neuem FSSB und sorgen unter anderem für erweiterte Diagnosefunktionen und verbesserte Energieeffizienz Zur Modellfamilie gehören die bewährten CNC-Steuerungen der Serien 30i/31i/32i. Sie sind ideal für anspruchsvolle und komplexe Werkzeugmaschinen und überzeugen durch ihre Vielzahl an Achsen und Kanälen. Ein neues Mitglied in der Fanuc-Steuerungsfamilie ist die CNC Serie 35i-B. Sie wurde primär für Transferstraßen- und Spezialanwendungen entwickelt und bietet – bei etwas eingeschränkter CNC-Funktionalität – die komplette PMC-Leistungsfähigkeit. Ebenfalls neu im Programm ist die Steuerung Power Motion i-A, eine Mehrkanal- und Mehrachsen-CNC, die für verschiedene industrielle Anwendungen unter dem Einsatz von Servomotoren geeignet ist. Spindelmotoren werden nicht angesteuert. Durch ihre leistungsstake PMC auf Basis der 3xi-B Serie eignet sich die PowerMotion i-A unter anderem für den Einsatz bei Pressen, Handhabungstechnik und Positioniereinheiten. Sie kann in bestimmten Fällen sogar eine Highend-SPS ersetzen. Ein Highlight der neuen CNC Serie 3xi Model B ist ihre integrierte Hochgeschwindigkeits-PMC. Sie ist dreimal so schnell wie die bisherige, und der verfügbare Programmspeicher hat sich ebenfalls verdreifacht. Für komplexe Bearbeitungen mit hohem Automatisierungsgrad stehen bis zu fünf PMC-Kanäle zur Verfügung, die die simultane Ausführung von unabhängigen PMC-Programmen in höchster Geschwindigkeit ermöglichen. Eine zusätzliche externe SPS wird dadurch in den meisten Fällen überflüssig. Für den Leistungsschub verantwortlich sind ein schnellerer PMC-Prozessor und der durch neue Bus-Technologie beschleunigte Datentransfer zwischen CNC und PMC. Der Einsatz neuer LSI-Bausteine (large scale integration) spart Bauteile ein, was im Endeffekt zu höherer Zuverlässigkeit führt. Weitere wirkungsvolle Veränderungen gibt es im Bereich der Netzwerkfunktionen. Neben dem herkömmlichen Ethernet on board, dessen Übertragungsgeschwindigkeit optimiert wurde, steht eine zusätzliche, ins Mainboard integrierbare Netzwerkschnittstelle zur Verfügung. Diese Option, die für die ultraflach ausgeführten Fanuc CNC-Steuerungen (LCD-CNC) entwickelt wurde, erspart den bisher benötigten zusätzlichen Optionslot. Die zusätzliche Schnittstelle, die FL-Net, EtherNet/IP und Fast Ethernet unterstützt, verfügt über eine separate CPU, wodurch eine stabile Ethernetkommunikation in Echtzeit möglich ist. Verringerung von Ausfallzeiten Der bisherige Fanuc I/O-Link hat mit dem I/O-Link i einen leistungsstärkeren Nachfolger bekommen. Er kann pro Kanal doppelt so viele PMC-E/A-Signale übertragen, und es können jetzt 24 statt 16 Gruppen angeschlossen werden. Die Verbesserung wirkt sich unter anderem vorteilhaft auf die integrierte Sicherheitsfunktion Dual Check Safety aus: Ein einziges I/O-Link i Kabel genügt, um die sicheren Signale zu übertragen. Mit dem Einsatz des I/O-Link i sind auch neue Diagnosemöglichkeiten verbunden. Über die sogenannte präzise Fehlerstellen-Erkennung kann der Anwender feststellen, ob ein digitaler Ausgang defekt oder unterbrochen ist. Am CNC-Bildschirm wird dann die Fehlerquelle angezeigt, was die Diagnosezeit extrem verkürzt. Die Grundleistung des digitalen Achsantriebs wird in der neuen Steuerungs- und Antriebsgeneration durch den Einsatz des Hochgeschwindigkeits-Servoprozessors erhöht. Ohne Zusatzkarte lässt sich damit jetzt eine wesentlich höhere Anzahl Achsen ansteuern. Die Datenübertragung findet über den Fanuc Serial Servo Bus FSSB und das entsprechende Glasfaserkabel statt. Der neue FSSB ist schneller und hat einen entscheidenden Vorteil: Er überträgt jetzt auch Spindeldaten. Dadurch sind Servo- und Spindelverstärker über ein einziges Glasfaserkabel mit der CNC-Steuerung verbunden. Der geringere Verdrahtungsaufwand spart Zeit und Kosten. Außerdem schließt die Vereinfachung mögliche Fehlerquellen aus, was zu der von Fanuc angestrebten höchsten Verfügbarkeit des Systems passt. Denn durch die optische – anstelle der kabelgebundenen – Übertragung minimiert sich die Störanfälligkeit erheblich. Außerdem verwendet der neue FSSB nun auch die ECC Technologie (Error Correction Code). Eine Technologie, die Fehler beim internen Datenverkehr erkennt und beseitigt. Sollte letzteres nicht automatisch möglich sein, löst das ECC einen Alarm aus und meldet den Fehlerort auf dem Bildschirm. So kann schnell und gezielt repariert werden. Mit der Steuerungsserie 3xi Model B kommt auch eine verbesserte Antriebsserie. Durch den Einsatz neuester Leistungselektronik konnte die Verlustleistung der Antriebe nochmals um zehn Prozent reduziert werden. Energiesparend und umweltfreundlich macht sich auch die neue CNC und Drehgeber Backup-Einheit bemerkbar. Anstatt einer gewöhnlichen Batterie verfügt sie über wiederaufladbare Akkus und den entsprechenden Ladekreis, wodurch der Batterieaustausch entfällt. Die Lebensdauer der Akkus wird mit zehn Jahren angegeben. Auch auf Softwareebene wurden Fortschritte bezüglich Energieeffizienz erreicht. Ebenfalls neu ist eine Funktion, um die gewünschte Energiesparstufe einzustellen (Energy Saving Level Selection Function). Je nach den Erfordernissen der Bearbeitung kann der Anwender zwischen voller Leistung und optimaler Energieausnutzeng wählen, die in der Regel eine etwas langsamere Bearbeitung zur Folge hat. Um die Stillstandszeit der Maschine kurz zu halten und Ausfälle zu vermeiden bzw. schon im Voraus zu erkennen, gehört eine automatische Überwachung des Isolationswiderstands von Motor und Leistungskabel zum Fanuc-Standard. Die sogenannte „Leakage Detection Function" erkennt frühzeitig das Eindringen von Feuchtigkeit und verhindert damit längere Maschinenstillstandszeiten und teure Motoraustauschreparaturen. Lüfterausfälle der Leistungselektronik können über die Überwachung der Drehzahl vorausgesehen werden. In beiden Fällen erscheint eine Warnmeldung auf dem Steuerungsbildschirm. Falls es doch zu einem Ausfall kommt, zeigen Diagnosebildschirme den Fehlerort, mögliche Fehlerursache und Hinweise zur Beseitigung des Fehlers an. Eine neue Mehrfach-Sensor-Auswerteeinheit speichert fortlaufend Daten von Sensoren (z.B. 3D Schocksensor, Temperatur usw.) die zur Ermittlung der Ursache von Maschinenausfällen verwendet werden können, ähnlich dem Flugschreiber bei Flugzeugen. Einfache Bedienung und Datenkommunikation Auf einfache und übersichtliche Bedienung der CNC-Steuerung legt Fanuc besonderen Wert. Daher verfügen die neuen Modelle über ein verbessertes Programm-Management mit neuen Funktionen zur Verwaltung und Anzeige. Dazu gehört unter anderem eine übersichtliche Ordnerstruktur für Teileprogramme, die das Navigieren in Unterprogrammen vereinfacht. Auch bei Manual Guide i, der Fanuc-Software zur werkstattorientierten Programmierung, gibt es anwenderfreundliche Veränderungen. So steht jetzt ein Simulationsfenster in doppelter Größe zur Verfügung, mit dem sich Bearbeitungssimulationen besser darstellen lassen. Für mehrkanalige Anwendungen kann der Bediener auf ein alternatives Doppelfenster umschalten. Zu den weiteren Verbesserungen der Bedien- und Programmierbarkeit zählt die simultane String-Suche, mit der bei mehrkanaligen Programmen auf einfache Weise gleichzeitig in mehreren Kanälen gesucht werden kann. Neu ist auch die frontseitige USB-Schnittstelle, die eine einfache Datenein- und -ausgabe per USB-Stick ermöglicht. Damit kann die CF-Karte, die bisher zum Datenaustausch verwendet wurde, als zusätzlicher permanenter Programmspeicher der CNC dienen. Für die CNC-Steuerungen der Serie 3xi Modell B hat Fanuc auch neue Funktionen entwickelt, die sich für den Einsatz an Stanzpressen und Laserschneidmaschinen eignen. So zeichnen sich die neuen Fanuc Lasersteuerungen der Serie 30i/31i-L Modell B durch besonders schnelle und fortschrittliche Prozesse aus. Sie ermöglichen eine reibungslose Abstimmung zwischen den Achsbewegungen und der Leistungsmodulation des Lasers, selbst bei höchsten Geschwindigkeiten und extrem dünnen Blechen, beeindrucken aber auch bei dickeren Materialen. Beim Stanzen und Nibbeln stoßen die Stanzpresssteuerungen 30i/31i-P Model B durch spezielle Hochgeschwindigkeitszyklen in neue Geschwindigkeitsbereiche vor. Die deutlich höhere Anzahl steuerbarer Achsen sorgt dabei für erweiterte Einsatzmöglichkeiten gegenüber dem Vormodell. W