Intuitiver Zugang zur Maschinenfunktionalität

Umfassende Einricht- und Messfunktionen gehören mit Sinumerik Operate nun zur Standardfunktionalität jeder Werkzeugmaschine –sogar bei Standardmaschinen mit Kompaktsteuerung Bilder: Siemens

Alle Werkzeuge mit allen wesentlichen Daten auf einen Blick – die Werkzeugverwaltung des neuen HMI-Systems Sinumerik Operate

Neben G-Code und Hochsprachen unterstützt Sinumerik Operate ohne Zusatzsoftware die interaktive Arbeitsschrittprogrammierung. Die von der beliebten Werkstattsoftware Shop-Turn und Shop-Mill bekannte Funktionalität – hier der Konturzugeditor und Geometrierechner – ist in das neue HMI-System integriert und erweitert worden

Strategisch wichtig ist der intuitive Zugang zur mächtigen Funktionalität, die eine Werkzeugmaschine mit Sinumerik Operate erhält. Wo immer sinnvoll machen animierte Icons auch dem unerfahrenen Anwender deutlich, welche Funktionen er gerade zur Auswahl hat und wie sie wirken

Dynamische Strichgrafiken, die die aktuellen Eingabewerte durch proportionale Darstellung widerspiegeln, machen die Parametrierung z. B. von Zyklen einfach – die Wirkung jedes Parameters wird unmittelbar deutlich. Der Bediener gewinnt so an Sicherheit und kann zügiger arbeiten – und die Fehlerquote sinkt

Funktionalität und Produktivität einer Werkzeugmaschine werden weitgehend durch die CNC bestimmt – und über deren Bedien- und Programmieroberfläche erschlossen. In einem neuen Human-Machine-Interface (HMI) hat Siemens nun die Erfahrungen und Konzepte aus der Einzel-, Klein- und Großserienfertigung sinnvoll und praxisgerecht mit dem aktuellen Stand der Fräs- und Drehtechnologie vereint – und konsequent vervollständigt. Das Ergebnis: ein intuitiver Zugang zu sämtlichen fertigungsrelevanten Funktionen der Maschine, der fast alle Arbeitsschritte einfacher, schneller und effizienter macht.

„Sinumerik Operate" – dieser wahrhaft programmatische Name steht für die neue Bedienoberfläche für CNCs aus dem Hause Siemens. Mit ihr wird die Funktionalität von Dreh- und Fräsmaschinen in einem Umfang erschlossen und erweitert, der derzeit seinesgleichen sucht.

Grob betrachtet wurden dafür die zu Sinumerik-CNCs bisher alternativ verfügbaren Bedienoberflächen HMI Advanced, ShopMill und ShopTurn zu einem System vereint. In Verbindung mit einer Vielzahl konzeptioneller Neuerungen und Verbesserungen ist dabei ein in sich homogenes Gesamtpaket zur Maschinenbedienung und Programmierung entstanden, das de facto alle Anwendungsbereiche in Handwerk und Industrie abdeckt – und zwar nach Stand der Technik, Ergonomie, Anwenderfreundlichkeit und Fertigungseffizienz. Die neue Bedienoberfläche gibt es für Windows- und Linux-Embedded-Systeme.

Siemens setzt bei aller Innovation auf Kontinuität: Wer schon einmal an einer Sinumerik-CNC gearbeitet hat, der findet sich auch mit der neuen Bedienoberfläche Sinumerik Operate sofort zurecht. Und er weiß die vielen strukturellen und Detailverbesserungen zu schätzen, die es auch einem „Neuling" einfach machen, die Werkzeugmaschine von Anfang an in ihrer ganzen Funktionalität zu beherrschen.

PC-Style und durchgängig sinnvoll animierte Visualisierung

Zum Beispiel ist bei Sinumerik Operate weit stärker als bisher die typische, vom PC vertraute Bedienung umgesetzt. Das reicht bis hin zum Erzeugen von Screenshots mit der vertrauten Tastenkombination „Strg+P" – und kommt der allgemeinen Erwartungshaltung an grafische Bedienoberflächen sehr entgegen.

Zudem verdeutlichen bei allen irgendwie erklärungsbedürftigen Bedien- und Programmierschritten – z. B. bei der Auswahl von Mess- oder Bearbeitungszyklen – intuitiv verständliche Grafikanimationen die Zusammenhänge. Wo selbst diese „Animated Elements" genannten Kurzfilme nicht ausreichen, um z. B. bei der Parametrierung komplexer Zyklen den Zweck der einzelnen Eingabewerte einfach erfassbar zu machen, kommen dynamische Strichgrafiken zum Einsatz. Sie berücksichtigen die aktuellen Eingabewerte durch proportionale Darstellung.

Mit dieser visuellen Unterstützung kann der Bediener beispielsweise Mess- und Bearbeitungszyklen schneller und sicherer auswählen, parametrieren und anwenden als bisher.

Zur Visualisierung zählt auch das Mitzeichnen des aktuell laufenden Fertigungsvorgangs – oder parallel dazu die Simulation eines Teileprogramms – in verschiedenen 2D- und 3D-Ansichten. Blickwinkel und Zoomeinstellungen lassen sich dabei nach Wunsch in Echtzeit und ohne Unterbrechung der Simulation anpassen.

Die Bearbeitungssimulation berücksichtigt auch die Mehrkanaligkeit der Steuerung. Bei Drehmaschinen können also z. B die Aktionen der Spindel, des Werkzeugs und der Gegenspindel simultan simuliert und mitgezeichnet werden.

Insgesamt sind Bedienung und Programmierung durchgängig und praxisgerecht visualisiert, wobei überall dort Bewegtbilder zum Einsatz kommen, wo sie die Übersicht und das intuitive Verstehen fördern. Von dieser Klarheit und diesem Komfort der visuellen Bedienerführung profitiert nicht nur der Mann bzw. die Frau an der Maschine: Indem CNC-Funktionen, die die Produktivität der Fertigung steigern, nun einfacher, schneller und intuitiver genutzt werden können, wird die Fertigung insgesamt zeit- und kosteneffektiver.

Werkstattsoftware in Standardbedienung integriert

Schon bisher haben viele Anwender Sinumerik-gesteuerter Maschinen die komfortablen Einrichtfunktionen der Werkstattsoftware Shop-Turn bzw. Shop-Mill zur rationellen Fertigungsvorbereitung genutzt. Nun ist die Funktionalität von Shop-Turn und Shop-Mill in den Standardumfang der Bedienoberfläche Sinumerik Operate eingebettet – und praxisgerecht erweitert worden. Die Einrichtfunktionen umfassen nun auch das Messen im Jog-Betrieb und das Schwenken von Werkzeug oder Werkstück. Eine Vielzahl praxisgerechter Messfunktionen helfen bei der Einrichtung des Werkstücks, und sie werden ergänzt um zusätzliche Werkzeugmessfunktionen. Die Schwenkfunktionen sind sowohl für das Schwenken um eine Maschinenachse als auch um eine Achse des Werkstückkoordinatensystems verfügbar. Eine eventuell nötige Koordinatentransformation wird von der CNC dabei gleich mit erledigt.

Einheitlicher und durchgängiger Blick auf alle Datenträger

Das Laden, Speichern und Verwalten von Teileprogrammen und anderen Daten ist unter Sinumerik Operate nun so komfortabel und durchgängig, wie man es sich von modernen Steuerungen wünscht. Ein neuer Programmmanager bereinigt und vereinheitlicht die historisch bedingt individuellen Sicht- und Zugriffsweisen auf verschiedenartige Laufwerke. Gleichgültig, ob es sich um den internen Speicher, Speicherkarten, USB-Sticks, Netzwerklaufwerke oder lokal angeschlossene externe Laufwerke handelt: Auf alle Datenträger hat der Bediener nun die gleiche komfortable Sicht. Unabhängig von Speichertyp und Speicherort ist der Zugriff auf Programme und Daten immer einheitlich. Damit wird die Teileprogrammverwaltung wesentlich intuitiver und ein gutes Stück einfacher als bisher – den Bediener freut's.

Sehr übersichtliche Werkzeugverwaltung

Mit der Integration der Werkstattsoftware in die neue Bedienoberfläche gehört nun eine sehr praxisgerechte Werkzeugverwaltung zu den Standardfunktionen einer unter Sinumerik Operate betriebenen CNC. Werkzeug- und Magazindaten sind hier in einem Bedienbild dargestellt – einschließlich Werkzeugstandzeitüberwachung durch Stückzahl und Laufzeit und einer Schwesterwerkzeugverwaltung.

Obwohl alle Eckdaten und fertigungsrelevanten Details zur Werkzeugausstattung der Maschine hier in einer einzigen Ansicht zusammengefasst sind, wirkt die Werkzeugverwaltung sehr übersichtlich. Klar verständliche Icons machen schon auf den ersten Blick erkennbar, um was für ein Werkzeug es sich bei jedem Eintrag handelt. Bis zu 24 Zeichen lange Werkzeugnamen ermöglichen praxisgerechte Klartextbezeichnungen, und die windows-typischen „Tooltipps" geben dem Bediener wertvolle Zusatzinformationen, sobald er mit dem Mauszeiger über ein Icon bzw. einen Werkzeugdatensatz fährt.

Wahlweise Arbeitsschritt-, Hochsprachen-, Zyklen- und DIN/ISO-Programmierung

Sinumerik Operate unterstützt alle üblichen Arten der Teileprogrammerstellung bzw. NC-Programmierung unter einer einzigen Bedienberfläche. Wobei das Wort „unterstützt" hier wörtlich zu nehmen ist: beispielhafte Bedienerführung, ein einfacher Zugang zur mehrkanaligen Programmierung mit „ Programm-Sync" und ein „Program-Guide", der in allen Programmeditoren beim Einsatz von Zyklen, Hochsprachenbefehlen und G-Codes hilft, erschließen auf vergleichsweise sehr einfache Art die mächtige Funktionalität der CNC – und verhindern viele Fehler schon während der Eingabe oder beim Ändern bzw. Anpassen von NC-Programmen.

Die Arbeitsschrittprogrammierung ShopMill/Shop-Turn ermöglicht sehr kurze Programmierzeiten und erhöht damit die Produktivität in der Einzelteil- und Kleinserienfertigung. Der Bediener muss keinen G-Code oder gar Hochsprachenbefehle kennen – ein Konturrechner ermöglicht die direkte Eingabe der Werkstückkonturen. Dabei wird die Auswirkung jedes erfassten Arbeitsschritts auf Werkstück und Bearbeitung sofort in dynamischen Strichgrafiken (oder wahlweise als 2D- und 3D-Simulation) sichtbar. Ein integrierter Geometrierechner errechnet selbsttätig die fehlenden Stütz- und Anschlusspunkte. Schon das beschleunigt die Arbeit erheblich, denn diese Informationen können der Konstruktionszeichnung häufig nicht direkt entnommen werden.

Eine große Auswahl standardmäßiger Bohr-, Fräs- und Drehzyklen sowie von Konturzyklen mit Restmaterialerkennung sorgt für hohe Effizienz der Programmierung. Insbesondere, weil schon hier, direkt bei der grafischen Festlegung der Arbeitsschritte, die mit animierten Icons und dynamischen Strichgrafiken unterstützte Eingabe von Zyklenparametern möglich ist. Das erspart das nachträgliche Bearbeiten des Programms zur Anpassung technologischer Parameter.

Als zusätzliches Highlight ermöglicht Sinumerik Operate bei der Arbeitsschrittkettenprogrammierung à la Shop-Mill bzw. Shop-Turn die direkte Werkzeug-, Vorschub- und Drehzahleingabe (TFS) bei technologischen Zyklen.

Zusammen mit der leistungsstarken Mehrachsen-Werkstücksimulation und der Bearbeitung ergibt sich für den Bediener und Programmierer eine sehr hohe Transparenz des Geschehens – was insbesondere auch bei der Erweiterung oder Abänderung vorhandener Programme sehr hilfreich ist und Fehler sowie überflüssige Probestücke vermeiden hilft.

Die Hochsprachenprogrammierung der Sinumerik bietet leistungsstarke Programmierbefehle für hohe Fertigungseffizienz. Damit empfehlen sich Hochsprachen-NC-Programme für mittlere Losgrößen und die Großserienfertigung: Sie holen das Maximum an Produktivität aus der jeweiligen Maschine, zumindest soweit es die spanende Bearbeitung direkt betrifft.

Der für die G-Code- und Hochsprachenprogrammierung vorgesehene ASCII-Editor enthält alle Funktionen, die man auch von komfortablen PC-basierten Editoren kennt. Er bietet zudem direkten Zugriff auf den äußerst komfortablen, „Program-Guide" genannten Assistenten für die grafisch unterstützte Eingabe von Parametern in Technologiezyklen und Messzyklen. Dadurch steht dem Anwender auch hier, im textbasierten Editor, die volle visuelle Unterstützung durch erklärend animierte Icons und dynamische Strichgrafiken zur Verfügung.

Zudem umfasst die neue Bedienoberfläche einen Interpreter für DIN-ISO-Dialekte, der die Übertragung von solchen NC-Programmen sehr einfach macht, die für Fremdsysteme erstellt wurden. Der Anpassungsaufwand an die aktuelle CNC wird zumindest minimiert, häufig können Teileprogramme von Fremdsystemen sogar direkt und ohne jede Änderung abgearbeitet werden.

Auch für die neuen Kompaktsteuerungen verfügbar

Die neue Bedienoberfläche Sinumerik Operate unterstützt auch sogenannte Komplettbearbeitungsmaschinen wie Dreh-Fräsenzentren. Eine „Universal"-Version steht für Maschinen zur Verfügung, die andere technologische Schwerpunkte setzen, z. B. Schleifen oder Handling.

Genutzt werden kann Sinumerik Operate auf allen CNCs der Reihe Sinumerik 840D sl sowie auf der neuen Kompakt-CNC Sinumerik 828D sl.

Intuitiver Zugang zur Maschinenfunktionalität steigert Fertigungseffizienz

Mit der neuen Bedienoberfläche ist es Siemens gelungen, einen sehr intuitiven und komfortablen Zugang zur Funktionalität einer Werkzeugmaschine zu schaffen. Zeit- und damit kostensparende Einricht- und Messfunktionen, für jede heute übliche Betriebssituation angemessene Programmieroberflächen, eine durchgängig sehr wirksam visuell unterstützte Kommunikation zwischen Mensch und Maschine nach Stand der Technik – all dies hilft dem Bediener spürbar, die heutigen Anforderungen an die Effizienz der Fertigung zu erfüllen. Da Sinumerik Operate alle wichtigen Bedien- und Programmieransätze auf hohem Niveau unterstützt, können Bediener mit verschiedenstem Erfahrungshintergrund und Ausbildungsstand ohne besondere Einarbeitung an Werkzeugmaschinen arbeiten, die diese Bedienoberfläche bereithält. Dies erleichtert den flexiblen Einsatz des Personals – selbst über die Grenzen der Fertigungstechnologien Drehen oder Fräsen hinweg.

Den Maschinenherstellern bietet Siemens mit Sinumerik Operate einen neuen „Goldstandard" für die Bedienoberfläche, der auch ohne kundenspezifische Anpassungen der betrieblichen Praxis sehr vieler Endanwender entspricht – und mit beispielhaft effizienzsteigerndem Komfort ihre Wettbewerbsfähigkeit stärkt.

Siemens AG www.siemens.com

Autor: Wolfgang Reichart, Siemens AG