Integrierte kundenspezifische Maschinensoftware für Micro-Wasserstrahlschneidmaschinen

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F4 Maschine Für die von Microwaterjet entwickelte Wasserstrahlschneidmaschine wurde eine hoch integrierte, kundenspezifische Maschinensoftware mit der Bezeichnung MWJT entwickelt. Sie überwacht den Schneidprozess, führt den Bediener durch die Schnittvorbereitung, Protokolliert die geschnittenen Teile und stellt eine umfangreiche Datenbasis für die verschiedene Schnittstrategien bei einer Vielzahl von Materialien zur Verfügung. Die Software stellt verschiedene Bedienerlevel zur Verfügung. Für einfache Teile übernimmt die Software alle Einstellungen selbst. Bei komplexen Schneidaufträgen kann der Operator Eingriffe bis zum NC-Code vornehmen und alle Parameter von Hand beeinflussen.

Musterteil

Die mehrsprachige Software läuft sowohl auf der Maschine mit verschiedenen Steuerungen wie z. B. Beckhoff oder NUM als auch in der Arbeitsvorbereitung ohne Maschine. Durch verschiedene Importfilter können Schneidpläne von unterschiedlichster Quelle eingelesen werden, so z.B. PEPS, Bysoft, Toplas. Die eingelesenen Teile werden durch ausgeglückelte Algorithmen für das Wasserstrahlschneiden optimiert. Der Fortschritt des Schneidens ist jederzeit detailliert verfügbar.

Durch die Optimierungen werden Schneidgenauigkeiten von 0.01mm erreicht.

Schneidplanverarbeitung

Die zu schneidenden Formen werden in einem CAD/CAM System gezeichnet und anschliessend über einem Importfilter in das MWJT eingelesen. Dabei werden die Teile in ihre grundlegenden Geometrien zerlegt und neu gegliedert. Auf dieser Basis werden erste Optimierungen für das Schneiden mit Wasserstrahl vorgenommen und überprüft ob der Schnitt möglich ist.

Schneidplanverarbeitung

Über die Vorgaben des Operators für den Schneidprozess (Material, Qualität, Abrasiv usw.) werden aus den Geometrien ein Schneidmodel erstellt, das vor allem auf einer Qualitätsbasierten Schnittstrategie beruht. Neben der Anzeige für den Operator dient dieses Model auch zur Generierung von NC-Code für die Beckhoff TC3 und Flexium NUM CNC.

Die Abstraktion der zu schneidenden Geometrie erlaubt es beliebige Ausgangsformate einzulesen und Code für verschiedene CNC-Steuerungen zu erzeugen. So wurde bei Waterjet ein Plugin geschrieben, das Code für eine ältere Bystronic Anlage erzeugt.

Anbindung der Maschine

Hardwareabstraktions-Layer Die verschiedenen Maschinen werden über einen Hardwareabstraktions-Layer (HAL) an das MWJT angebunden. So wurde es möglich verschiedene Maschinentypen mit der gleichen Software steuern zu können und trotzdem auf die spezifischen Eigenheiten des jeweiligen Hersteller Rücksicht nehmen zu können.

Die Anbindung der Beckhoff Steuerung erfolgt über ADS, bei NUM wird der FxServer verwendet.

Softwareschutz

CodeMeter Die MWJT Software wurde über einen HW-Schutz von CodeMeter an eine Maschine gebunden. Neben den Kopier- und Decompilierschutz ist es damit auch möglich Erweiterungen anbieten zu können, die bei Bedarf bei den Kunden aktiviert werden können.

Eingesetzte Technologien
  • Java
  • Eclipse RCP/SWT
  • C#
  • Windows COM
  • NUM FxServer
  • Beckhoff TC3 (CNC, SPS, ADS)
  • NSIS
  • Docbook
  • Scilab

Anbindung Sinamics S120 an Beckhoff TC3

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Die Fa. Fischer - Hersteller von Hochleistungspräzissionsspindeln - verwendet u.a. die neuen S120 Sinamics Drive für ihre internen Spindelprüfstände. Da die Prüfstände aber mit Beckhoff TC3 und LabView umgesetzt werden, musste eine Anbindung für die Sinamics-Drives gefunden werden. Im Besonderen muss die Parametrisierung der Antriebssysteme über LabView erfolgen und nicht über die Parametriersoftware STARTER von Siemens um eine integrierte Bedieneroberfläche zu ermöglichen.

Hardware

Das Sinamics System wird über einen Profibus-DP vernetzt, das über eine Beckhoff DP-Masterklemme EL6731 an ein EtherCAT adaptiert wurde. Damit konnte die SPS über zyklische und azyklische Kommunikationsdienste mit dem Sinamics-System kommunizieren.

Software

Softwarelayer Die Implementierung der Funktionalität wurde auf die SPS und der Prüfstandssoftware verteilt, in dem Echtzeit-Funktionen in der SPS umgesetzt wurden und Funktionen höheren Levels in LabView.

Da jedes Sinamics-Drive nur einen Parameterkanal bedienen kann, übernimmt die SPS ausserdem das Management, wenn mehrere Clients auf die Parameter zugreifen wollen.

LabView Bibliothek Die Parameter für eine Spindel liegen als Textdateien vor, die von LabView eingelesen und über die SPS an den Sinamics-Drive übertragen werden. Ausserdem wurde eine LabView-Bibliothek zur Verfügung gestellt, mit dem die Funktionen des Sinamics einfach angesprochen werden kann.

Die Kommunikation zwischen LabView und Beckhoff SPS erfolgt über ADS.

Eingesetzte Technologien
  • LabView
  • Beckhoff (ADS, SPS)
  • Sinamics S120
  • C#

Konvertierung von NC-Code für Wasserstrahlmaschinen

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Im Rahmen einer neuen Maschine für das Wasserstrahlschneiden bestand der Bedarf den NC-Code aus einer geometrischen Beschreibung dynamisch generieren zu lassen. Um auch ältere Pläne schneiden zu können, mussten diese ausserdem zuerst in eine abstrakte Beschreibungen umgewandelt werden. Diese Konvertierungsschritte sind in das Endprodukt voll integriert und für den Benutzer transparent.

Ablauf

Auftrag

Zur Verstärkung der internen Ressourcen bei Bystronic wurde der Konverter, der aus einer abstrakten Beschreibung konkreten NC-Code erstellt, extern vergeben. Die Entwicklung erfolgt in Zusammenarbeit mit dem internen Team, das auch die spätere Weiterentwicklung und Wartung übernimmt.

Als Entwicklungsplattform wird C# eingesetzt. Der erzeugte NC-Code muss auf Beckhoff-CNC-Steuerungen lauffähig sein.

Da der Konverter in einer ähnlichen Form bereits als C++ Code existierte, bestand die Anforderungen, mindestens die gleiche Funktionalität zu garantieren. Diese Ziel wurde erreicht in dem eine Vielzahl von automatisierten Tests erstellt wurden, die kontrollieren, ob der neue Code die korrekten Ausgaben erzeugt. Aber auch bei späteren Anpassungen geben die Tests die notwendige Sicherheit, dass keine bestehende Funktionalität versehentlich geändert wurde.

JMS-Provider Migration und Optimierung der Bereichsrechner bei der Post

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Die Fa. Gilgen hat im Projekt REMA 2008 die Anlagen für Lose-Sendungen und Sammelbehälter umgesetzt. Teil dieses Projekts waren Bereichsrechner, die über die JMS-Technologie mit dem übergeordneten System kommunizieren.

Auftrag

Im Rahmen einer Modernisierung wurde der JMS-Provider des übergeordneten Systems ausgetauscht, was dazu führt, dass die angeschlossenen Bereichsrechner überarbeitet werden müssen. Zeitgleich wurden Performanceoptimierungen und strukturelle Anpassungen im Bereich des Sortierplans vorgesehen.

Zur Unterstützung der internen Entwicklung, wurde ein Teil des Auftrags von Gilgen extern an die mbc-engineering übergeben. Die Entwicklung erfolgte eng mit dem internen Team. Die Entwicklung erfolgt mit C# und Oracle als JMS-Provider. Durch verschiedene Massnahmen konnte die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Sortierplans auf 5% der ursprünglichen Zeit gesenkt werden.