HMI im CNC-Stil
Viele Lasermikrobearbeitungs- und Mikroprozesssysteme werden in einer Bearbeitungs- oder Fertigungsumgebung neben anderen traditionellen CNC-Maschinen wie Drehmaschinen, Mühlen, Fräsmaschinen und so weiter eingesetzt. Eine ähnliche Bedienung der HMIs des Lasersystems und der anderen Maschinen ist dann vorteilhaft, weil sich die gleiche Wissensbasis nutzen lässt. Dabei kann von einer anpassbaren CNC-HMI-Entwicklungsplattform erwartet werden, dass sie viele Standard-HMI-Features out-of-the-box anbietet, wie die Möglichkeit, NC-Dateien nach dem Standard RS-274 und benutzerdefinierte G-Codes zu laden, zu bearbeiten und auszuführen oder flexible CNC-Programm und Ablaufoptionen wie Stopp, Halten, Abbruch, Einzel-Block-Ausführung, Block Überspringen und Feed-Rate halten. Hinzu kommt die Echtzeitüberwachung der Programmausführung, der Achspositionen, Vorschubgeschwindigkeiten, der G-Code-Modalitäten und von Alarmen sowie Störungen.
Außerdem sollte es zur Sicherheit einen mehrstufigen Benutzerzugang mit Login-Bildschirmen etwa für Bediener, Techniker, Entwickler und Administratoren geben. Weitere Herausforderungen im Zusammenhang mit der Integration der HMI-Host-Applikation und der Motion/CNC-Steuerung sind heute ebenfalls gelöst: Dazu zählt beispielsweise die Optimierung von NC-Programm-Down-load, von Kompilierung und Ausführungszeit, der Verwaltung der G-Code-Modalität, um den Mid-Programm-Start zu unterstützen, und die Verbesserung von Darstellung, Handhabung sowie Protokollierung von Maschinenfehlern und Fehlerbedingungen. Die Wettbewerbsvorteile eines Systems zur Laserbearbeitung oder Mikrofertigung sind oft mit der anwendungsspezifischen Funktionalität verbunden. Wie der Name schon sagt, bietet eine anpassbare CNC-HMI-Entwicklungsplattform einen Mehrwert für den Maschinenentwickler, indem sie eine anwendungsspezifische HMI-Anpassung mit relativ geringem Aufwand ermöglicht. Einfache Beispiele für solche Anpassungen können benutzerdefinierte Registerkarten, Schaltflächen oder Bildschirme sein. Aber auch anspruchsvollere Anpassungen wie Prozessvisualisierung oder die Integration weiterer Geräte in die Maschine wie Kameras und Laserwegsensoren werden dadurch vereinfacht. Die neunte Ausgabe von Rockwell Automations „State of Smart Manufacturing“ Report liefert Einblicke in Trends und Herausforderungen für Hersteller. Dazu wurden über 1.500 Fertigungsunternehmen befragt, knapp 100 der befragten Unternehmen kommen aus Deutschland. ‣ weiterlesen
KI in Fertigungsbranche vorn
Das integrierte grafische HMI
Laserbearbeitungs- und Mikrofertigungssysteme für flexibles Bohren und Schneiden von Leiterplatten, für die Glas- und Polymerdisplayverarbeitung, die Halbleiterverarbeitung, die Fertigung von Präzisionsoptik oder eine hochgenaue additive Fertigung arbeiten häufig in der Hightech-forschung und in Produktionsanlagen. Bei solchen Systemen wird typischerweise ein integriertes grafisches HMI gegenüber einer Bedienung im CNC-Stil bevorzugt, da der Systembetreiber üblicherweise kein CNC-Maschinist ist. Das integrierte grafische HMI kann direkt eine CAD-Datei einlesen, einen Laserpfad definieren und den entsprechenden Maschinencode automatisch generieren, den dann der Motion Controller selbstständig ausführt. Eine separate CAM- oder Nachbearbeitungssoftware ist hier nicht erforderlich. Eine anpassbare integrierte grafische HMI-Entwicklungsplattform mit eingebauten Funktionen unter anderem für spezifische Prozesse wie Lasermarkierung, Bohren, Ätzen, Schneiden und Additivherstellung bietet dem Industrieanwender oft erheblichen Mehrwert, da viele Herausforderungen bereits gelöst sind. So wird eine breite Palette an CAD-Formaten nativ unterstützt (DXF, DWG, Gerber, NC Drill, STL, etc.) und lässt sich problemlos bearbeiten, um Bewegungsprofile (Skalierung, Rotation, Kacheln) zu generieren. Parameter für alle Bewegungsachsen können im gleichen Fenster konfiguriert und überwacht werden. Es gibt eine Echtzeitüberwachung und Datenerfassung von Bewegungsrückmeldungen und den Laserstatus. Häufig verwendete Geräte wie Kameras und Galvoscanner werden im HMI nativ unterstützt und sind konfigurierbar. Neue Geräte können auch integriert werden, es besteht keine Notwendigkeit mehr, entsprechende Bibliotheken von Grund auf neu zu schreiben. Vollständige Simulationen ermöglichen es dem Benutzer, den erwarteten Laserstrahlengang zu sehen und die voraussichtliche Prozessdauer zu bestimmen. Ähnlich wie bei einer HMI-Entwicklungsplattform im CNC-Stil kann die integrierte grafische HMI-Entwicklungsplattform auch für anwendungsspezifische Funktionalität angepasst werden. Der Thin[gk]athon, veranstaltet vom Smart Systems Hub, vereint kollaborative Intelligenz und Industrie-Expertise, um in einem dreitägigen Hackathon innovative Lösungsansätze für komplexe Fragestellungen zu generieren. ‣ weiterlesen
Innovationstreiber Thin[gk]athon: Kollaborative Intelligenz trifft auf Industrie-Expertise
Bessere Maschinenleistung
Die Herausforderungen bei der Entwicklung einer robusten und skalierbaren Laserbearbeitungs- oder Mikrofertigungs-Maschinenplattform lassen sich mit anpassbaren HMI-Plattformen und Lasermodulen heute gut und zügig lösen. Zusammen mit den modernen Optimierungen bei Genauigkeit und Wiederholbarkeit von Lasersteuerungen relativ zur Bewegung lassen sich Maschinen mit lange unerreichbarer Maschinenleistung bei überschaubarem Entwicklungsaufwand herstellen.
