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PC-based Control integriert alle Funktionen von Werkzeugmaschinen auf einer Plattform

Flexibilität, hohe Geschwindigkeiten bei gleichzeitig perfektem Bearbeitungsergebnis, Energieeffizienz, Transparenz und Konnektivität − die Anforderungen an moderne Werkzeugmaschinensysteme steigen stetig. Beckhoff bietet mit PC-based Control das optimale Werkzeug, um diesen Herausforderungen effektiv zu begegnen. Ganz gleich, ob es um Zerspanung, Erodieren, Oberflächenveredelung oder Laserbearbeitung geht; das skalierbare und leistungsfähige Beckhoff-Portfolio an Hard- und Software ermöglicht maßgeschneiderte Steuerungslösungen: von der reinen Ablaufsteuerung bis hin zur hoch performanten CNC. Rückgrat des Systems sind die variablen und stets mit Komponenten auf dem neuesten Stand der Technik ausgestatteten Industrie-PCs. Ihre hervorragenden Echtzeiteigenschaften liefern robuste Rechenperformance, selbst für hochkomplexe mehrachsige Positionieralgorithmen. Gleichzeitig verfügt die PC-Steuerung über die notwendige Offenheit zur nahtlosen Anbindung an Leitsysteme und liefert so ein entscheidendes Kriterium zur Realisierung einer vernetzten Fertigung des 21. Jahrhunderts. EtherCAT sorgt für die ultraschnelle Kommunikation zu den angeschlossenen Feldgeräten und für eine hochgenaue Synchronisation von Bewegung und technologischem Prozess, was u. a. beim Einsatz der Lasertechnologie erhebliche Wettbewerbsvorteile mit sich bringt. Die Automatisierungssoftware TwinCAT schlussendlich vereint SPS-, NC- und CNC-Funktionen in einem System, gepaart mit durchgängigem Engineering, ganz gleich, ob es sich um eine Einzelmaschine oder ein komplexes Fertigungssystem handelt.

Beckhoff hat sich in der Vergangenheit als Lösungsanbieter für die verschiedensten Anwendungen etabliert − sei es im Maschinen- oder Formenbau, im Aerospace, in der Medizintechnik oder im Additive Manufacturing − und nutzt sein weitreichendes Technologie-Know-how im Rahmen herstellerübergreifender Initiativen. So war Beckhoff als VDW-Mitglied von Beginn an der Spezifikation des neuen Konnektivitätsstandards OPC-40501-1 beteiligt, der im Rahmen des umati-Projekts erarbeitet wurde. Beckhoff unterstreicht damit einmal mehr seine umfassenden Kompetenzen als innovativer Partner der Werkzeugmaschinenbranche.

Beckhoff-Mitgliedschaft in Verbänden:

  • Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V. (VDW)
  • Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA)
  • OPC Foundation

Auf einen Blick: Ihre Vorteile beim Werkzeugmaschinenbau mit PC-based Control

Steigern Sie die Produktivität Ihrer Werkzeugmaschine mit Technologie-Highlights von Beckhoff

Produktivität und Effizienz sind nach wie vor die wesentlichen Kriterien bei der Entwicklung erfolgreicher Maschinenkonzepte. Mit PC-based Control steht dem Maschinenbauer ein modularer und leistungsmäßig exakt skalierbarer Automatisierungsbaukasten zur Verfügung. TwinCAT bildet alle erforderlichen Technologien, wie SPS, CNC, Analytics und Connectivity in einer gemeinsamen Softwareumgebung ab. Dies reduziert Schnittstellen und damit einhergehende Integrationsaufwände. Kundenseitig entwickelte CNC-Funktionen lassen sich mit Hilfe der Standardeditoren entwickeln, als TcCom-Modul in den Echtzeitstack des CNC-Kerns integrieren und mit einem wirksamen Schutz vor Fremdzugriff belegen. Optional lässt sich das gesamte Engineering auch in die Cloud verlagern. Dies unterstützt verteilt arbeitende Entwicklerteams und reduziert die Softwarevielfalt in der IT des Maschinenbauers. Vorausschauende Wartung und kontinuierliche Prozessoptimierung sind Faktoren, die die Produktivität im Betrieb sichern. Dafür bietet TwinCAT Analytics die richtigen Werkzeuge. Relevante Daten lassen sich per Konfiguration einer zyklussynchronen Analysekette hinzufügen. Diese kann entweder „on premise“ oder „in the cloud“ ablaufen.

Das umfangreiche Portfolio der Beckhoff Antriebstechnik bietet – fein skalierbar – Lösungen für jede Bewegungsaufgabe. Egal ob rotativ oder linear, zentral oder dezentral: Modernste Regelalgorithmen setzen die Positionsvorgabe aus der CNC exakt um, sorgen für eine präzise und schnelle Werkstückbearbeitung und reduzieren Nebenzeiten durch schnelles Werkzeug- und Werkstückhandling. Flexibilität in der Anschaltung von Aktorik und Sensorik sind das Markenzeichen des vollständigen I/O-Baukastens von Beckhoff. In den Schutzarten IP 20 bis IP 67 werden alle gängigen Feldbusse und Signalformen unterstützt. Für den Serieneinsatz besonders geeignet sind die EJ-Steckmodule, die den Verdrahtungsaufwand erheblich reduzieren.

Die Produktivität einer Maschine wird aber auch durch die Art ihrer Bedienung bestimmt. Beckhoff bietet dafür ein umfangreiches Sortiment an verschiedenen Bedienpanels an, die an die individuellen Bedürfnisse des Kunden angepasst werden können. Angefangen von der kundenspezifischen Tasterbelegung bis hin zur Realisierung eines vollständig nach Kundenwünschen ausgeführten Paneldesigns sind hier keine Grenzen gesetzt. Als softwareseitige Ergänzung bietet TwinCAT HMI aktuelle Webtechnologien als Basis für moderne Bedienoberflächen.

Konfigurationsbeispiel einer kompakten Maschine
Konfigurationsbeispiel einer kompakten Maschine
Konfigurationsbeispiel einer komplexen Bearbeitungsmaschine
Konfigurationsbeispiel einer komplexen Bearbeitungsmaschine

Beckhoff-CNC-Systeme für effizientere Werkzeugmaschinen: exakt skalierbar

Für Werkzeugmaschinen bietet Beckhoff modulare und skalierbare Steuerungslösungen in allen Leistungskategorien an. Die Industrie-PC-Plattform reicht dabei vom kompakten Embedded-PC mit integrierter I/O-Ebene bis zu den Highend-Industrie-PCs mit Multi- und Many-Core-Technologie. Eine große Auswahl an Bedienpanels garantiert modernen Multitouch-Bedienkomfort an der Maschine. Das EtherCAT-Feldbussystem bietet über 100 Signaltypen in unterschiedlichen, modularen Bauformen für das gesamte Spektrum der Sensorik und Aktorik an. Das Produktportfolio der Antriebstechnik reicht von den kompakten Servoklemmen bis zu den leistungsstarken EtherCAT-Servo-Drives und den hochdynamischen Servomotoren mit One Cable Technology. Herzstück der Beckhoff-CNC-Lösung ist TwinCAT, die durchgängige Engineering- und Steuerungsplattform mit umfangreicher CNC-, SPS- und Safety-Funktionalität.

Mit seiner offenen, in Bezug auf Leistung, Komplexität und Kosten skalierbaren und modularen Steuerungslösung in Soft- und Hardware erfüllt Beckhoff die hohen Anforderungen an marktgerechte Werkzeugmaschinenkonzepte. Wie aus einem Baukasten kann der Anwender die für seinen Maschinentyp passende Steuerungslösung zusammenstellen und gemäß seinen Leistungsanforderungen dimensionieren. Auch eine schrittweise Systemumstellung und Erweiterung von Maschinen und Automatisierungsanlagen ist damit einfach realisierbar.

Mit TwinCAT erhalten Werkzeugmaschinenbauer eine durchgängige Softwarelösung für Engineering und Steuerung. Umfangreiche Softwarefunktionsmodule und -bibliotheken für branchentypische Anforderungen erleichtern das Engineering und die Umsetzung der Maschinenfunktionen.
Mit TwinCAT erhalten Werkzeugmaschinenbauer eine durchgängige Softwarelösung für Engineering und Steuerung. Umfangreiche Softwarefunktionsmodule und -bibliotheken für branchentypische Anforderungen erleichtern das Engineering und die Umsetzung der Maschinenfunktionen.

TwinCAT: die durchgängige Softwareplattform für Werkzeugmaschinen

Die Automatisierungssoftware TwinCAT besteht aus Laufzeitsystemen zur Echtzeitausführung von SPS-, HMI, CNC- und Robotik-Anwendungen und ist gleichzeitig die Entwicklungsumgebung für Programmierung, Diagnose und Konfiguration. Es stehen alle wichtigen SPS-Programmiersprachen der IEC 61131-3 für Echtzeitanwendungen zur Verfügung. Über vorhandene Schnittstellen können C/C++- und MATLAB®/Simulink®-Module in der TwinCAT-Echtzeitumgebung betrieben werden. Die objektorientierten Erweiterungen der IEC 61131-3 ermöglichen die Modularisierung des Programmiercodes, die softwareseitige Kapselung von Maschinenfunktionen und somit die bessere Strukturierung, Wiederverwendbarkeit und Erweiterbarkeit der Anwendungsprogramme. Offene Interfaces und die Nutzung neuester technologischer Standards eröffnen vielfältige Optionen, wie z. B. die Integration in bestehende Visualisierungs-, Leit- und Datenbanksysteme oder die Cloud-Kommunikation.

TwinCAT ist das für den Werkzeugmaschinenbau optimierte Automatisierungssystem, mit dem alle Steuerungs-, HMI- und IoT-Anwendungen durchgängig von der kompakten bis zur komplexen Anwendung in einem System umgesetzt werden können. Umfangreiche, durchgängige Softwarefunktionalität für typische Anforderungen im Werkzeugmaschinenbau erleichtern das Engineering und die Umsetzung der Maschinenfunktionen.

Beckhoff-Technologie-Highlights für Werkzeugmaschinen

Das Beckhoff-Produktspektrum umfasst die Hauptbereiche Industrie-PC, I/O- und Feldbuskomponenten, Antriebstechnik und Automatisierungssoftware. Auf Basis der modularen, skalierbaren und offenen PC-basierten Steuerungsplattform von Beckhoff können Maschinenhersteller kostenattraktive Steuerungslösungen entwickeln, weil nur exakt die für die jeweilige Applikation benötigte Leistung bezahlt werden muss.
Das Beckhoff-Produktspektrum umfasst die Hauptbereiche Industrie-PC, I/O- und Feldbuskomponenten, Antriebstechnik und Automatisierungssoftware. Auf Basis der modularen, skalierbaren und offenen PC-basierten Steuerungsplattform von Beckhoff können Maschinenhersteller kostenattraktive Steuerungslösungen entwickeln, weil nur exakt die für die jeweilige Applikation benötigte Leistung bezahlt werden muss.

PC-based Control steigert die Produktivität Ihrer Werkzeugmaschine

Aufgrund seines langjährigen, umfassenden Know-hows im Bereich Werkzeugmaschinen liefert Beckhoff leistungsgerechte und kostenoptimierte Steuerungstechnik und bietet damit maßgeschneiderte Lösungen. Mit PC-based Control lassen sich Werkzeugmaschinen unter Produktivitäts- und Effizienzaspekten deutlich optimieren. Die auf Standardkomponenten basierende Hard- und Softwareplattform integriert alle Automatisierungs- und CNC-Aufgaben. Skalierbar für alle Leistungsklassen eignet sie sich durchgängig für alle Maschinentypen und ermöglicht die Realisierung kostenattraktiver Steuerungslösungen, weil nur exakt die für die jeweilige Anwendung benötigte Leistung bezahlt werden muss. Da alle Steuerungsfunktionen in Software abgebildet werden, können zusätzliche Maschinenfunktionen problemlos nachgerüstet oder Funktionalitäten für die intelligente Produktion einfach integriert werden.

Die industriellen Anforderungen an PC-based Control realisiert Beckhoff durch die konsequente Eigenentwicklung und Produktion seiner Industrie-PCs, des Echtzeitfeldbussystems EtherCAT, der Servoantriebstechnik und der Automatisierungssoftware TwinCAT. Die Langzeitverfügbarkeit der Hardware, industrielles Design, Echtzeitqualifizierung, ein hoher Diagnosegrad und Skalierbarkeit bilden das Fundament der Steuerungstechnik. Technologische Weiterentwicklungen in allen Bereichen fließen stetig in den Entwicklungsprozess ein und garantieren eine organische Leistungssteigerung für die Zukunft. Zugleich optimiert PC-based Control alle entscheidenden Produktionsparameter Ihrer Werkzeugmaschine. Kurze Zykluszeiten erlauben schnelle Bearbeitung sowie Werkzeug- und Werkstückwechsel und steigern damit die Produktivität. Durch modernste Regelalgorithmen wird die Präzision in der Werkstückbearbeitung verbessert und die Prozessqualität gesteigert. Erhöhte Verfügbarkeit und Investitionsschutz sind weitere Faktoren, die sich direkt in der Wettbewerbsfähigkeit von Maschinenherstellern und Endkunden widerspiegeln.

Die TwinCAT TcCOM-Module bieten zuverlässigen Schutz von kundenseitigem Prozesswissen.
Die TwinCAT TcCOM-Module bieten zuverlässigen Schutz von kundenseitigem Prozesswissen.

Eigenes Prozesswissen einfach und sicher integrieren

Mit TwinCAT 3 steht ein modularer Automatisierungsbaukasten zur Verfügung, der kundenseitig einfach funktional erweitert werden kann. Das TcCOM-Konzept ähnelt der bekannten Microsoft-COM-Technologie, jedoch adaptiert auf den Einsatz in einem Echtzeitkontext. Über TcCOM lassen sich kundenspezifische Softwaremodule sicher und flexibel in das TwinCAT-System integrieren und direkt an Beckhoff-Komponenten ankoppeln.

Die TcCOM-Module können eigene Methoden, definiert in Schnittstellen bzw. Interfaces, anbieten und nutzen. So kann aus einem Standard-Modul, wie der CNC, eine kundenspezifische Methode, z. B. eine spezielle Achstransformation, die in einem anderen Modul, das z. B. in C++ oder MATLAB®/Simulink® realisiert ist, direkt aufgerufen werden. Die vom Anwender erstellte Software kann mit industrietauglichen Hardware-Dongles geschützt und für die Maschine lizensiert werden.

TcCOM bietet somit eine offene Schnittstelle, über die Kunden ihr eigenes Prozesswissen in Form spezieller, eigenentwickelter Funktionalitäten in die Standardsteuerung integrieren können. Dies hat den großen Vorteil, dass die Kernkompetenzen komplett in Kundenhand bleiben. Modifikationen und Adaptionen können schnell und einfach realisiert werden. Die Konfiguration erfolgt im TwinCAT Engineering; die TwinCAT Runtime validiert die Lizenzen in Echtzeit. Damit kann die Software bzw. das kundenseitige Know-how effektiv und zuverlässig geschützt werden.

Der Echtzeit-Feldbus EtherCAT übernimmt die gesamte Prozesskommunikation und ist I/O-, Sicherheits- und Antriebsbussystem in einem.
Der Echtzeit-Feldbus EtherCAT übernimmt die gesamte Prozesskommunikation und ist I/O-, Sicherheits- und Antriebsbussystem in einem.

EtherCAT für höchste Geschwindigkeit und Genauigkeit

Die EtherCAT-Technologie wurde durch Beckhoff im Jahre 2003 auf den Markt gebracht und als offener Standard der Automatisierungstechnik zur Verfügung gestellt. Mit höchster Übertragungsgeschwindigkeit, überragender Synchronisationsgenauigkeit, flexibler Topologiewahl, umfangreicher Diagnose und einfacher Konfiguration eignet sich EtherCAT optimal für den Einsatz in Werkzeugmaschinen. Die herausragenden Eigenschaften von EtherCAT führen bei Werkzeugmaschinen zu kurzen Taktzeiten bei gleichzeitiger Erhöhung der Genauigkeit des Bearbeitungsprozesses.

Der Echtzeit-Feldbus übernimmt die gesamte Prozesskommunikation und ist I/O-, Sicherheits- und Antriebsbussystem in einem. Aufgrund der weltweiten Verbreitung steht eine große Anzahl EtherCAT-kompatibler Geräte, Sensoren und Aktuatoren am Markt zur Verfügung, wodurch eine hohe Investitionssicherheit gewährleistet ist. Die Signale herkömmlicher Feldbussysteme, wie CANopen, IO-Link und PROFINET, lassen sich über entsprechende Master- und Slavemodule einfach in das EtherCAT-Netzwerk integrieren.

Durch die schnelle und hochpräzise Beckhoff-Steuerungslösung eXtreme Fast Control (XFC), basierend auf EtherCAT und optimierten I/O-Baugruppen, die mit hoher zeitlicher Genauigkeit Signale aufnehmen bzw. Aktionen auslösen, sind I/O-Response-Zeiten unter 100 μs möglich. Anwendung findet diese Technologie in Werkzeugmaschinen überall dort, wo Schaltsignale hochdeterministisch synchron zum Bearbeitungsprozess verarbeitet werden müssen. TwinCAT NC und CNC verfügen zur Ausgabe dieser Signale über spezielle Funktionen.

Mit TwinSAFE haben Maschinenbauer die Möglichkeit, unterschiedlichste Architekturen in verschiedenen Bauformen zu realisieren: von der Stand-alone-Steuerung über die verteilte Steuerung mit Vorverarbeitung von Daten direkt durch I/O-Klemmen bis hin zur systemintegrierten Softwaresteuerung für hochkomplexe Sicherheitsapplikationen.
Mit TwinSAFE haben Maschinenbauer die Möglichkeit, unterschiedlichste Architekturen in verschiedenen Bauformen zu realisieren: von der Stand-alone-Steuerung über die verteilte Steuerung mit Vorverarbeitung von Daten direkt durch I/O-Klemmen bis hin zur systemintegrierten Softwaresteuerung für hochkomplexe Sicherheitsapplikationen.

TwinSAFE: die offene und skalierbare Sicherheitstechnologie

Für die sicherheitstechnischen Anforderungen einer Werkzeugmaschine stellt Beckhoff mit TwinSAFE eine in Soft- und Hardware skalierbare, zertifizierte Sicherheitslösung zur Verfügung. Aufgrund ihrer Modularität und Vielseitigkeit fügen sich die TwinSAFE-Komponenten nahtlos in das Beckhoff-Steuerungssystem ein. Die I/O-Komponenten sind in den Formaten Busklemme, EtherCAT-Klemme, EtherCAT-Steckmodul und EtherCAT-Box-Modul verfügbar und können für Applikationen bis SIL 3 nach EN 61508:2010 und Kat 4, PL e nach DIN EN ISO 13849-1:2016-06 eingesetzt werden.

Auch auf dem Gebiet der Antriebstechnik sind Lösungen ohne sicherheitstechnische Funktionalität kaum mehr denkbar. So hat Beckhoff schon früh damit begonnen, TwinSAFE-Motion-Funktionen in seine Antriebssysteme zu integrieren, sowohl in die Standard- als auch in die kompakte Antriebstechnik.

Durch die Möglichkeit, die sicherheitsrelevanten Signale mit einem Standard-Bussystem zu übertragen, ergeben sich erhebliche Vorteile in den Bereichen Planung, Installation, Betrieb, Wartung, Diagnose und bei den Kosten. Die sicherheitstechnische Applikation wird in der TwinCAT-Software konfiguriert bzw. programmiert und anschließend über den Feldbus auf eine TwinSAFE-Logic-Komponente übertragen. Sie bildet das Herzstück des TwinSAFE-Systems. Alle in der Anlage befindlichen Sicherheitsgeräte kommunizieren mit der Logic-Komponente.

Beckhoff-Produkt-Highlights für Werkzeugmaschinen

Die All-in-one-CNC: von der Einstiegs- bis zur Hochleistungslösung
Die All-in-one-CNC: von der Einstiegs- bis zur Hochleistungslösung

Die durchgängige Software-CNC - von der Einstiegs- bis zur Hochleistungslösung

TwinCAT NC I ist die kostenattraktive Einstiegslösung für interpolierende Bahnbewegungen und Robotik, die herkömmliche Achsbaugruppen substituiert. Leistungsfähige Softwarebibliotheken für verschiedene Roboterkinematiken ergänzen TwinCAT NC I für diverse Montage- und Handhabungsaufgaben. Alle gängigen Feldbussysteme und Programmierstandards der CNC-Welt, wie DIN 66025, werden unterstützt.

Mit TwinCAT CNC bietet Beckhoff umfangreiche, leistungsfähige und skalierbare CNC-Funktionalität als reine Softwarelösung. Der gesamte Bereich klassischer CNC-Bahnsteuerungen bis hin zum Highend-System für komplexe Bewegungs- und Kinematikanforderungen wird mit TwinCAT CNC abgedeckt. Es können maximal 256 Achsen mit bis zu 32 interpolierenden Achsen pro Kanal mit umfangreichen Koordinaten- und Kinematiktransformationen kontrolliert werden.

Für unterschiedliche Bearbeitungstechnologien (Fräsen, Drehen, Schleifen, Erodieren, Umformen, Trennen, sowie Additive Manufacturing und Sondermaschinen) stehen die benötigten Achs- und Spindelfunktionen, Interpolations- und Vorschubfunktionen, Werkzeug- und Hilfsfunktionen sowie Zyklenprogrammierung mit spezifischen Erweiterungen zur Verfügung.

Die erstellten Visualisierungen sind clientseitig plattformunabhängig und „responsive“.
Die erstellten Visualisierungen sind clientseitig plattformunabhängig und „responsive“.

Mit TwinCAT HMI schnell zur individuellen Werkzeugmaschinen-Bedienoberfläche

TwinCAT HMI setzt konsequent auf weit verbreitete IT-Standards wie HTML5, Java Script und CSS. Durch die Integration eines vollgrafischen Editors mit einer umfangreichen Toolbox in die gewohnte TwinCAT-Engineering-Umgebung ist die Erstellung umfangreicher Visualisierungsseiten mit wenig Aufwand möglich.

Kundenspezifische Funktionen, die nicht Bestandteil der Visualisierungstoolbox sind, können über oben genannte IT-Standards oder auch höhere Programmiersprachen umgesetzt werden. Die erstellten Visualisierungen sind clientseitig plattformunabhängig und responsive. Die leistungsfähige Basisarchitektur ermöglicht zahlreiche Anwendungsszenarien: von der lokalen Panel-Lösung bis zu Multi-Client-, Multi-Server- und Multi-Runtime-Konzepten.

Für den Einsatz im Werkzeugmaschinenbau stehen fertige, branchenspezifische Bedien- und Programmieroberflächen zur Verfügung.

Mit TwinCAT HMI und dem umfangreichen Produktspektrum an Control Panels und Panel-PCs bietet Beckhoff ein skalierbares Hard- und Softwarespektrum für flexible Bedienkonzepte:

  • einfach, offen, HTML5-basiert
  • Plattformunabhängigkeit
  • Visual-Studio®-Integration
  • Parametrieren statt Programmieren

PC-based Control ermöglicht die einfache Auslagerung von Funktionen in die Cloud sowie die Einbindung von Cloud-Services.
PC-based Control ermöglicht die einfache Auslagerung von Funktionen in die Cloud sowie die Einbindung von Cloud-Services.

Cloudbasierte Automation für Predictive Maintenance an der Werkzeugmaschine

Für die Kommunikation zwischen der Maschinensteuerung und cloudbasierten Diensten hat Beckhoff die Softwarebibliothek TwinCAT IoT entwickelt. Sie unterstützt die standardisierten Protokolle OPC UA, AMQP und MQTT zur Kommunikation mit den gängigen Cloud-Systemen, wie Microsoft Azure™ und Amazon Web Services sowie Private-Cloud-Systeme im unternehmenseigenen Netzwerk. Eingebaute Sicherheitsmechanismen verhindern den Missbrauch von Daten durch unbefugten Zugriff und schützen das geistige Eigentum des Unternehmens.

Über TwinCAT Analytics werden die Prozessdaten synchron zum Maschinenzyklus aufgezeichnet und ausgewertet und können u. a. für Condition Monitoring, Predictive Maintenance und zur Maschinenoptimierung genutzt werden. So lassen sich aus den gespeicherten Daten mit den entsprechenden Analysewerkzeugen alle notwendigen Informationen ableiten, um die Maschine energetisch oder hinsichtlich des Prozessablaufs zu optimieren. Post-Mortem-Analysen, Diagnose sporadischer Fehler, frühzeitige Detektierung von Qualitätseinbußen und Erkennung von Produktionsengpässen erhöhen die Anlagenzuverlässigkeit und -verfügbarkeit.

Die Datenanalyse liefert dem Hersteller ggf. auch umfangreiche Kenntnisse über das Betriebsverhalten seiner Maschine, die er – mit dem Ziel der Kostensenkung und einer idealen Maschinenauslegung – bei zukünftigen Konstruktions- und Fertigungsprozessen nutzen kann.

Der äußerst kompakte und flexibel montierbare Multi-Core-Industrie PC C6015 mit Microsoft-Azure™-Zertifizierung und integrierter umati-Schnittstelle eignet sich ideal als leistungsfähiges IoT-Edge-Device – bei Neuanlagen ebenso wie zur Nachrüstung der IoT-Fähigkeit.
Der äußerst kompakte und flexibel montierbare Multi-Core-Industrie PC C6015 mit Microsoft-Azure™-Zertifizierung und integrierter umati-Schnittstelle eignet sich ideal als leistungsfähiges IoT-Edge-Device – bei Neuanlagen ebenso wie zur Nachrüstung der IoT-Fähigkeit.

TwinCAT OPC UA und umati für die sichere und nahtlose Integration von Maschinen, Anlagen und IT-Systemen

OPC UA ist als Kommunikationslösung aus der modernen Fertigungsindustrie nicht mehr wegzudenken. Plattform- und Herstellerneutralität, eingebaute Sicherheit und ein erweiterbares Informationsmodell sind nur einige Eigenschaften, die zur rasanten internationalen Verbreitung dieses IEC-Standards beigetragen haben. Insbesondere vor dem Hintergrund von Industrie 4.0 bzw. IIoT gewinnen die Eigenschaften von OPC UA eine stetig wachsende Bedeutung.

Beckhoff – seit jeher Vorreiter bei offenen Technologien - trägt dieser Entwicklung mit starkem Engagement in der OPC-Standardisierung Rechnung. Ein gutes Beispiel dafür ist die aktive Mitarbeit im umati-Konsortium. Dieses hat sich unter Federführung des VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken) das Ziel gesetzt, ein auf OPC basierendes Informationsmodell für die Werkzeugmaschinenindustrie zu etablieren. Mit der OPC-40501-1 liegt dieses nun seit September 2020 vor. Im Fokus dieses ersten Releases steht die standardisierte Anbindung von Werkzeugmaschinen an MES- und ERP-Systeme. Die zugehörige Beschreibungsdatei lässt sich in den TwinCAT OPC UA Server laden und komfortabel mit Daten aus der Steuerung versorgen. Informationen über den Maschinenstatus, die eingesetzten Werkzeuge, oder auch bevorstehende Ereignisse stehen dem Betreiber so über eine definierte Schnittstelle zur Verfügung.

TwinCAT OPC UA lässt sich aber auch als OPC-Client betreiben und kann somit Informationen aus anderen OPC-Servern verarbeiten. Im umati-Kontext bedeutet dies, dass ein TwinCAT basiertes Edge-Device Informationen aus Fremdsteuerungen über umati oder die Feldbusschnittstelle empfangen und diese ggf. mit weiteren Sensorsignalen, z. B. über die hochgenauen ELM-Module, anreichern und als umati-Server der Außenwelt zur Verfügung stellen kann – ein Anwendungsszenario, das auch ältere Bestandsmaschinen umati-fähig macht. Aber auch Aggregationslösungen, bei denen Informationen von mehreren Maschinen vorverarbeitet werden sollen, sind auf diesem Weg einfach realisierbar.

Mit einem breiten Portfolio an leistungsmäßig exakt skalierbaren Industrie-PCs, Embedded-PCs, Control Panels und Panel-PCs deckt Beckhoff das komplette Anforderungsspektrum im Werkzeugmaschinenbau ab.
Mit einem breiten Portfolio an leistungsmäßig exakt skalierbaren Industrie-PCs, Embedded-PCs, Control Panels und Panel-PCs deckt Beckhoff das komplette Anforderungsspektrum im Werkzeugmaschinenbau ab.

Hoch skalierbare, leistungsstarke Industrie-PCs decken exakt den definierten Leistungsbedarf ab

Mit einem breiten Portfolio an leistungsmäßig exakt skalierbaren Industrie-PCs, Embedded-PCs, Control Panels und Panel-PCs deckt Beckhoff das komplette Anforderungsspektrum im Werkzeugmaschinenbau ab. So reicht die Leistungsfähigkeit der Beckhoff Industrie-PCs vom Ultra-Kompakt-Industrie-PC, der in einem Gehäuse von 82 x 82 x 40 mm bis zu vier Kerne bietet, über den Embedded-PC der CX-Serie mit anreihbarer I/O-Ebene und bis zu 12 Kernen, bis hin zur Manycore-Maschinensteuerung, die bis zu 36 Kerne integriert. Hinzu kommt die Vielfalt an Bauformen und Gehäusedesigns: vom Panel-PC für den Einbau im Schaltschrank oder für die Tragarmmontage bis zum Embedded-PC auf der Hutschiene oder dem Schaltschrank-IPC. Ein großes Spektrum an Gehäusekonstruktionen, verschiedene Anschlussarten sowie vielfältige Schnittstellen runden das Angebotsspektrum der Beckhoff Industrie-PCs ab.

Mit der Leistungsfähigkeit moderner Prozessoren einhergehend, integriert Beckhoff nicht nur immer mehr Funktionalitäten in die Automationsplattform, sondern kann die Leistung auch in immer kompakteren Bauformen anbieten. So können Schaltschränke kleiner dimensioniert werden, der Footprint der Werkzeugmaschine verringert sich und wertvolle Produktionsfläche wird gespart. Die skalierbaren und leistungsfähigen Beckhoff Industrie-PCs eignen sich durchgängig für alle Werkzeugmaschinentypen und Leistungsanforderungen: Von kompakt bis komplex, von der HSC-Fräsmaschine bis zur Hochleistungs-Serienmaschine für unterschiedliche Zerspanungsaufgaben, steht für jede Anwendung eine in Bezug auf Platzbedarf, Leistung und Preis exakt dimensionierte PC-Plattform zur Verfügung.

Zum Bedienen und Beobachten steht eine breite Palette an Multitouch-Panels zur Verfügung, die modernen Bedienkomfort an der Werkzeugmaschine bieten.
Zum Bedienen und Beobachten steht eine breite Palette an Multitouch-Panels zur Verfügung, die modernen Bedienkomfort an der Werkzeugmaschine bieten.
Zur einfachen und komfortablen Maschinenbedienung steht eine für CNC-Anwendungen optimierte Tastererweiterung zur Verfügung.
Zur einfachen und komfortablen Maschinenbedienung steht eine für CNC-Anwendungen optimierte Tastererweiterung zur Verfügung.
Kundenspezifische Anpassungen z. B. durch Tastererweiterungen und spezifische Bedienelemente, konform zu den Werkzeugmaschinen- und CNC-Standards, ermöglichen eine exakt auf die Anwendung zugeschnittene, ergonomische Gestaltung und damit eine optimale und intuitive Maschinenbedienung des Control Panels.
Kundenspezifische Anpassungen z. B. durch Tastererweiterungen und spezifische Bedienelemente, konform zu den Werkzeugmaschinen- und CNC-Standards, ermöglichen eine exakt auf die Anwendung zugeschnittene, ergonomische Gestaltung und damit eine optimale und intuitive Maschinenbedienung des Control Panels.
Durch individuelles Gehäusedesign, vom Firmenlogo über die kundenspezifische Folientastatur bis zur individuellen Gehäusekonstruktion und der Farbgebung entsprechend des CD des Kunden, prägt das Control Panel das unverwechselbare optische Erscheinungsbild der Maschine.
Durch individuelles Gehäusedesign, vom Firmenlogo über die kundenspezifische Folientastatur bis zur individuellen Gehäusekonstruktion und der Farbgebung entsprechend des CD des Kunden, prägt das Control Panel das unverwechselbare optische Erscheinungsbild der Maschine.

Beckhoff Control Panel: vielseitig und formschön

Die Beckhoff-Panel-Generation mit industrietauglichem Multitouch-Display bietet die passende Lösung für jede Anwendung im Werkzeugmaschinenbau. Die große Variantenvielfalt reicht von verschiedenen Displaygrößen und -formaten bis zur kundenspezifischen Ausführung. Auch für Singletouch-Anwender ist die neue Panel-Generation aufgrund ihres optimierten Preis-Leistungsverhältnisses eine elegante Alternative.

Highlights

  • Displaygrößen von 7 bis 24 Zoll (16:9, 5:4, 4:3)
  • Landscape- und Portrait-Modus
  • multitouch (PCT): z. B. für 5-Finger- oder 2-Hand-Touch
  • hohe Touchpunktdichte zur sicheren Bedienung
  • hochwertiges Aluminiumgehäuse, aus dem Vollen gefräst
  • umlaufender Metallschutz für die Displayfront
  • Einbau- oder Tragarmgeräte
  • Control Panel mit CP-Link 4 oder DVI-/USB-Extended-Technology
  • Panel-PCs mit CPUs von Intel® Atom™ bis Core™ i7
  • optionale elektromechanische Tastererweiterung

Bedienpanel in branchenspezifischer Ausführung

Für die Werkzeugmaschinenbranche wurden Control Panel zum durchgängigen Einsatz als Bedieneinheit konzipiert. Sie entsprechen dem in der Automotive-Industrie gängigen Transline-Konzept mit u-förmiger Bedienung, d. h. die Bedientasten sind zu beiden Seiten und die Funktionstasten unterhalb des Displays angeordnet. Zur einfachen und komfortablen Maschinenbedienung steht eine für CNC-Anwendungen optimierte Tastererweiterung zur Verfügung. Die Control Panels sind wahlweise mit Einbau- oder Tragarmgehäuse erhältlich und lassen sich hinsichtlich Design, Ausstattung und Funktionalität entsprechend den Kundenanforderungen anpassen.

Kundenspezifische Control-Panel-Lösungen für erhöhten Bedienkomfort

Das kundenspezifische Panel Design von Beckhoff setzt auf dem umfangreichen Spektrum an Standard-Control-Panels auf. Kundenspezifische Anpassungen z. B. durch Tastererweiterungen und spezifische Bedienelemente, konform zu den Werkzeugmaschinen- und CNC-Standards, ermöglichen eine exakt auf die Anwendung zugeschnittene, ergonomische Gestaltung und damit eine optimale und intuitive Maschinenbedienung.

Durch individuelles Gehäusedesign, vom Firmenlogo über die kundenspezifische Folientastatur bis zur individuellen Gehäusekonstruktion und der Farbgebung entsprechend des CDs des Kunden, prägt das Control Panel das unverwechselbare optische Erscheinungsbild der Maschine. Unterschiedliche Schnittstellen vom Control Panel zum PC erlauben überdies die freie Wahl der Connectivity und erhöhen so die individuelle Flexibilität in der Produktion.

 Über 100 Signaltypen und 1000 unterschiedliche Busklemmen bedienen das gesamte Spektrum der Sensorik und Aktorik.
Über 100 Signaltypen und 1000 unterschiedliche Busklemmen bedienen das gesamte Spektrum der Sensorik und Aktorik.

Hoch skalierbar und modular: der Beckhoff-I/O-Baukasten für Werkzeugmaschinen

Die feldbusneutralen Busklemmen und die leistungsstarken EtherCAT-Klemmen stehen in über 100 verschiedenen Signalformen mit variabler Kanaldichte, von 1- bis 16-Kanal, zur Verfügung. Alle gängigen Feldbussysteme, wie EtherCAT, PROFINET, Ethernet IP und CANopen werden unterstützt. Damit verfügt der Maschinenbauer über ein Optimum an Flexibilität und Offenheit, um beliebige I/O-Architekturen für Werkzeugmaschinen zu realisieren. Bei einem Wechsel des Feldbusses muss lediglich die Feldbusanschaltung getauscht werden; Peripheriesysteme können problemlos angebunden und Maschinen in existierende Produktionsumfelder integriert werden. Über die TwinSAFE-I/O-Module wird die Sicherheitstechnik nahtlos in den Klemmenstrang integriert, wobei sich die sicheren Signale beliebig mit den Standardsignalen mischen lassen.

Hinzu kommen die Vorzüge der Einkabellösung für die Feldebene: EtherCAT P kombiniert Kommunikation und Leistungsversorgung auf einem Standard-Ethernet-Kabel und ermöglicht die Energieweiterleitung direkt über die Teilnehmer. Kaskadierbar und maximal skalierbar, sind mit EtherCAT P flexible Topologien realisierbar. Die Material-, Montage- und Anschaltkosten sinken und die Inbetriebnahme wird vereinfacht. Mit den EtherCAT-Steckmodulen (EJ-Module) bietet Beckhoff die optimale Lösung für die Großserienproduktion im Werkzeugmaschinenbau. Basierend auf dem bewährten EtherCAT-I/O-System werden die EJ-Module direkt auf Leiterkarten aufgesteckt. Die aufwendige, manuelle Einzelverdrahtung wird durch vorkonfektionierte Kabelbäume ersetzt, wodurch sich die Produktionsgeschwindigkeit und Effizienz − insbesondere im Großserienmaschinenbau mit mittleren und hohen Stückzahlen − erhöht.

Die skalierbare Beckhoff-Antriebstechnik ist für alle Anwendungsbereiche im Werkzeugmaschinenbau geeignet: von der kompakten Dental-Fräsmaschine bis zur Hochleistungs-HSC-Serienmaschine.
Die skalierbare Beckhoff-Antriebstechnik ist für alle Anwendungsbereiche im Werkzeugmaschinenbau geeignet: von der kompakten Dental-Fräsmaschine bis zur Hochleistungs-HSC-Serienmaschine.

Beckhoff-Antriebstechnik für das komplette Anwendungsspektrum: von kompakt bis äußerst leistungsstark

Die Beckhoff Antriebstechnik stellt, in Kombination mit den Motion-Control-Lösungen der Automatisierungssoftware TwinCAT, ein vollständiges Antriebssystem dar. Modular und hoch skalierbar bietet es für jeden Anwendungsbereich und jede Leistungsanforderung die richtige Lösung: von der ultrakompakten Servoklemme für die „kleine Antriebstechnik“ bis zu den EtherCAT-Servoverstärkern AX8000 und AX5000 für die mittlere bis obere Leistungsklasse. Die integrierte Regelungstechnik der AX-Baureihen unterstützt schnelle und hochdynamische Positionieraufgaben. Das umfangreiche Programm an linearen und rotatorischen Servomotoren ist optimal auf die Servoverstärker zugeschnitten und eignet sich für mehrachsige Positionieraufgaben mit hoher Dynamik und Genauigkeit.

Die Motorserie AM8000 zeichnet sich durch die One Cable Technology aus: Sie kombiniert Power und Feedbacksignale in einem Standardmotorkabel, sodass sich Material- und Inbetriebnahmekosten reduzieren und Werkzeugmaschinen kompakter und leichter gebaut werden können. Durch eine optionale Multi-Feedbackkarte können weitere Gebersignale (EnDAT 2.2) angeschlossen werden. Für Anwendungen, bei denen nur geringe Kräfte im Spiel sind, stellen die EtherCAT-Servoklemmen eine preiswerte und kompakte Alternative dar. Es stehen Lösungen bis 8 A im I/O-System sowie die Anschlussmöglichkeit von Schritt-, Servo-, DC- oder AC-Motoren in IP 20 oder IP 67 zur Verfügung.