Überzeugende Konsequenz

von Jürgen Kromberg Ihr Kürzel sagt es ja schon – wo alle anderen unisono von CNC sprechen, hat die Dr Johannes Heidenhain GmbH für ihre NC-Steuerungen das ,TNC’ exklusiv für sich und signalisiert damit, mit ihnen in einer eigenen Liga zu spielen – was ja so schon längst nicht mehr stimmt, wenngleich ihre ,Klartext’- und ,SmarTNC’-Programmierung unbestritten nun einmal unikal sind. Und dank jetzt konsequent durchgehend digitalem Hardware-Konzept ihrer Steuerungs- und Messgeräte-Schnittstellen versprechen die Traunreuter zudem sowohl WZM-Herstellern als auch WZM-Anwendern weitere signifikante Vorteile.

Natürlich ist ein durchgehendes digitales Hardware-Konzept kein Selbstzweck, sondern bietet handfeste Benefits: nämlich nochmals höhere Genauigkeiten, nochmals verbesserte Oberflächengüten bei zugleich hohen Verfahrgeschwindigkeiten sowie gesteigerte Verfügbarkeit des Gesamtsystems. Doch darüber hinaus vereinfacht sie Verdrahtung und Inbetriebnahme und eröffnet zusätzliche Diagnose- und Sicherheits-Möglichkeiten. Zwar ist Heidenhain mit diesem neuen durchgängig digitalen Hardware-Konzept ein bisschen spät dran, aber in den Jahren zuvor hatten für die Chiemgauer ja ganz andere Baustellen einfach Vorrang – so die Integration der CNC-Welten von Atek über Grundig und Philips sowie der Prozessor-Wechsel von Motorola auf Intel. Und zudem: ihre Digital-Lösung konnte die Dr. Johannes Heidenhain GmbH ja auch durchaus gelassen angehen – produziert sie doch nicht allein Messgeräte (also Drehgeber sowie Längen- und Winkelmessgeräte) sowie NC-Steuerungen, sondern auch Antriebe samt Umrichtern. Und dank dieser umfassenden Offerte reden die Traunreuter bei der Integration aller Mess-, Steuerungs- und Antriebs-Komponenten mit sich selbst und haben somit eigentlich zwischen den Einheiten nur Verbindungen zu schaffen, aber keine Schnittstellen zu überwinden … …und deshalb (und weil sie sich mit ihrem Gesamtpaket auf die Werkzeugmaschinen-Branche beschränken) fällt es ihnen umso leichter, sozusagen luzide Lösungen zu finden: müssen sie doch keine Kompromisse eingehen und müssen nicht auf die Anforderungen ganz anderer Applikationen achten und sind doch zugleich (natürlich auch im eigenen Interesse) offen für die Adaption ihrer Messgeräte an andere CNC- und Antriebswelten (so gibt es selbstverständlich auch spezielle Messgeräte-Anpassungen selbst für alle relevanten geschlossenen Systeme wie Fanuc und Mitsubishi und natürlich gleichfalls für die eher mehr als minder offenen Systeme wie BoschRexroth und Siemens nur beispielsweise). Allein bei der brandneuen ,DriveCliq’-Kommunikations-Schnittstelle von Siemens – mit der die Erlanger die Branche ja ziemlich überrascht haben – dürfte es so leicht nicht sein, eine technisch elegante Lösung zu finden; aber bislang haben die Heidenhain-Entwickler ja gemeinsam mit ihren jeweiligen Partnern immer noch einen überzeugenden Weg gefunden – mögen sie diesmal womöglich (und zwar ohne dass sie selbst die Ursache wären) auch ein wenig länger dazu brauchen; jedenfalls: die ersten Lösungen werden auf dem Heidenhain-Stand auf der EMO schon zu sehen sein. Was jedoch nun hat sich die Heidenhain GmbH beim durchgängig digitalen Hardware-Konzept ihrer ,TNC’-Welt einfallen lassen und was bringt diese Maßnahme den Werkzeugmaschinen-Herstellern als ihren OEMs, und was bringt sie Ihnen als WZM-Anwender? Gab es bei Heidenhain doch bislang schon zumindest zwischen dem Hauptrechner und der Reglereinheit mittels einer Parallel-Schnittstelle digitalen Datentransfer – allerdings über eine aufwändige Mehrfach-Steckverbindung, die eben dazu zwang, Rechner und Regler beide nebeneinander im Schaltschrank zu platzieren. Aber dank der jetzt zur EMO gezeigten seriellen ,HSCI’-Schnittstelle (das steht für Heidenhain Serial Controller Interface) lassen sich nun beide Komponenten getrennt voneinander montieren: der Regler bleibt im Schaltschrank, und der Rechner kann gleich hinter dem Bildschirm angeordnet werden. So braucht es kein Bildschirm-, kein Tastatur- und kein USB-Kabel mehr, sondern zwischen allen Steuerungs-Komponenten nur mehr eine schlanke ,HSCI’-Verbindung. Mit anderen Worten also: die Verdrahtung ist viel einfacher und spart beim Invest Geld, bei der Montage Zeit und eröffnet dem Werkzeugmaschinen-Hersteller höhere Flexibilität. Wie das steuerungs-seitige ,HSCI’ reduziert auch das messgeräte-orientierte ,EnDat 2.2’-System (das steht für Encoder Data) den Verkabelungs-Aufwand; eben bei allen Verbindungen von und zu den Messgeräten – seien es Drehgeber in den Motoren, seien es Längen- oder Winkelmessgeräte; so sind die Kabel bei ,EnDat 2.2’ um glatt 25 Prozent dünner und die Stecker-Durchmesser sogar um fast die Hälfte kleiner. Und das ,2.2’ signalisiert natürlich, dass es da zuvor auch ein ,2.1’ gab (und nach wie vor gibt) – freilich in der Signal-Übertragung mal gerade so fix, dass sich dank dieses Protokolls das vor allem lästige Referenzpunktfahren erübrigt. Das ,2.2’ ist aber um eine ganze Klasse schneller, so dass mit den digitalen Signalen auch geregelt werden kann. Was wunder, dass Heidenhain darin für sich denn wohl auch die Zukunft sieht – und das hat gute Gründe: denn die neuen ,EnDat 2.2’-Messgeräte lösen die Messsignale so hoch auf und übertragen sie so rasant, dass zusätzliche Inkrementsignale – wie ja sonst üblich – nicht mehr nötig und also auch nicht zu übertragen sind; auch das also macht diese neue Schnittstelle so schlank, so schnell und damit so leistungsfähig. Und eben diese Merkmale zeigen sich denn auch direkt am Werkstück respektive bei den Bearbeitungszeiten: wird doch nun dank des durchgehend digitalen Hardware-Konzepts mit ungleich feineren Messschritten gefahren, und somit wird generell und also bei allen Verfahrgeschwindigkeiten ebenso feiner geregelt. Oder anders: das durchgehend digitale Hardware-Konzept vergrößert den wirksamen Regelbereich ganz wesentlich – und dadurch erzielt Heidenhain nun bei allen gefahrenen Geschwindigkeiten (sei es Eilgang, sei es niedriger Vorschub) eine ungleich höhere Bewegungs-Konstanz als bisher überhaupt nur möglich. Und das ,EnDat 2.2’-Interface überträgt zudem neben den Positionswerten und ohne extra Leitungen zu benötigen, zusätzlich weitere Informationen – vor allem zyklische Meldungen über die Messgeräte-Funktion (etwa Beleuchtung, Versorgungsspannung…) oder auch zusätzliche Diagnosewerte (beispielsweise bei integriertem Wärme-Sensor die Motor-Temperatur) und eröffnet damit neue Überwachungs-Möglichkeiten, die wiederum die Chance bieten, die technische WZM-Verfügbarkeit zu erhöhen. Im Klartext: das neue ,EnDat 2.2’-Interface überwacht und diagnostiziert den aktuellen Zustand des jeweiligen Messgeräts und meldet unverzüglich Fehlfunktionen; doch nicht nur das: so signalisiert diese schnelle digitale Schnittstelle auch Warnungen, wenn das Messgerät definierte Toleranzgrenzen überschreitet (ohne dass dann gleich von falschen Positionswerten auszugehen wäre). Diese Funktion erlaubt also ganz gezielte vorbeugende Wartung während ohnehin geplantem WZM-Stillstand und minimiert unvorhersehbare, also ungeplante und damit teure Ausfallzeiten. Aber das seien der digitalen Vorteile noch bei weitem nicht alle – so wird auch die Inbetriebnahme wesentlich vereinfacht und sicherer gemacht: tragen doch alle Antriebskomponenten und Messgeräte als Identifikation ihr Typenschild (sozusagen als FingerPrint) elektronisch mit sich – mitsamt aller auch nur irgend relevanten Informationen. Außerdem gibt es da (Heidenhain ist ja im Gegensatz zu etlichen andren prinzipiell offen) einen frei definierbaren Speicherbereich, in dem der OEM weitere Informationen ablegen kann – etwa die technischen Merkmale des angeschlossenen Motors (der kann ja, muss aber ja nicht von Heidenhain sein…). Zudem soll die pur digitale Übertragung der Positionswerte gegen Störungen ,entscheidend’ gefeit machen. So dürften elektromagnetische Einflüsse auf das Verbindungskabel zwischen Messgerät und Steuerung die Positioniergenauigkeit also nicht mehr einschränken können. Dabei müssen Sie noch nicht einmal an Gewitter denken – Signale von elektrischen respektive elektronischen Geräten im Schaltschrank konnten bislang (selbstredend nicht bei Heidenhain-Komponenten …) da unter Umständen schon zur Irritation führen … Doch zugleich mit dem überzeugenden Digital-Konzept realisiert Heidenhain auch die Option der integrierten Operator-Sicherheit (Einrichten und – reduziertes – Bearbeiten bei geöffneter Schutztür) elegant direkt über die Steuerung und eben ohne Zusatzgeräte: ein Merkmal, das bei steigendem Sicherheits-Standard immer bedeutsamer wird – voraussichtlich Mitte 2008 soll es mit dem von Heidenhain als ,Funktionale Sicherheit’ apostrophiertem Feature so weit sein … … gezeigt auf der EMO wird das durchgehend digitale Hardware-Konzept aber erstmals an der neuen ,TNC 620’ – einer kompakten 5achsigen Bahnsteuerung für Fräs/Bohrmaschinen (na ja – es können denn auch BAZs sein …), die in sich bereits den neuen NC-Kern trägt für die ganz aktuelle und die nächste ,TNC’-Generation (doch so neu ist der jüngste NC-Kern der ,TNC’s nicht einmal: erstmals realisiert wurde er in der ,GrindPlus’, die vor sechs Jahren als spezielle Steuerung zum Rundschleifen exklusiv für Kellenberger entwickelt wurde, und auch die vor zwei Jahren präsentierte ,TNC 320’ – erstmals genutzt von Fehlmann – arbeitet schon mit ihm. Der neue NC-Kern sollte also längst absolut stabil sein). Bis freilich auch die ,iTNC530’ als die derzeit mächtigste Heidenhain-Steuerung durchgehend digital arbeitet, wird es wohl Sommer 2008 werden – aber wenn (trotz allem Termin-Stress) alles glatt gegangen ist, könnten Sie eventuell auf der EMO bei einem BAZ-Hersteller, den wir hier und heute nicht nennen dürfen, denn doch die Erst-Adaption der neuen ,TNC 620’ sehen – erstmals live mit dem überzeugend konsequenten digitalen Konzept.

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