Die Computer Lernphase

Ich habe ja bereits in einem Artikel den Heathkit ET-3400 erwähnt. Dieser diente zum Erlernen der Assembler Sprache des MC6809 Microprozessors. Dieses Wissen habe ich mir angeeignet, um die Vorgänge in CNC  Steuerungen zu verstehen, die ich in einer Kölner Firma bauen durfte. CNC steht für Computer Numeric Control und meint Steuerungen, die hauptsächlich für Werkzeug-Maschinen gebraucht werden. In meinem Fall handelte es sich um die Rohrbiegemaschinen eines Kölner Herstellers. Um einmal zu zeigen, was eine solche Maschine macht, zeige ich einmal dieses Video. 

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Hier kann man die Arbeitsweise einer solchen Maschine einmal genau beobachten. Alle Bewegungsvorgänge der Maschine werden von einer CNC Steuerung veranlasst. Man kann sehen, dass in einem dreidimensionalen Raum jede Biegung hergestellt werden kann. die in einem 3D Raum üblichen Achsen X,Y und Z sind in der Biegemaschine für Funktionen: Transport, verdrehen, und biegen.

 

Das große gelbe Gitter am Biegekopf dient zur Notabschaltung - falls sich eine Person dort im Biege-bereich befindet. Die unbändige Kraft dieser Maschine würde jeden Menschen sofort erschlagen - beim Berühren des Gitters veranlasst die Steuerung  der Maschine in eine Not Abschaltung.

Die Entwicklung der Steuerungen begann nicht sofort mit dem Einsatz eines Microprozessors: In den Anfängen waren an den Bewegungsachsen der Maschine Potentiometer angebracht, die eine Spannung proportional zu einem Drehwinkel eingestellt haben. Im Steuerpult der Maschine waren ebenfalls sehr präzise Potentiometer mit Getriebe verbaut, und dienten zur Vorgabe des Sollwertes. Die Bewegungsachse der Maschine wurde dann so lange verändert, (oder das Rohr gebogen) bis Vorgabe und Messwert übereinstimmten, und dann der Antrieb abgeschaltet - das Rohr hatte den gewünschten Biege Radius. 

SCHWARZE WIRTZ AnalogIm Bild sind oben die Knöpfe zum Einstellen der Sollwerte zu erkennen. Später wurden die analogen Potis und der Vergleich von Spannungen durch sogenannte Inkrementalgeber mit dem Vergleich von Binären Zahlenwerten ersetzt. Diese Art der Steuerung nennt man dann NC, also Numeric Control - das sind digitale Steuerungen, und auch die haben mit Mikroprozessoren noch rein gar nichts zu tun.

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Erst die CNC Steuerungen brachten dann den großen Durchbruch. Eine solche Steuerung ist im Bild auf der rechten Seite zu sehen. Am Bildschirm kann man schon erkennen, dass hier ein Computer werkelt, und neben den normalen Bedienelementen gibt es eine Tastatur zur Eingabe der Sollwerte. In den Anfängen gab es ein Cassetten Laufwerk zum Abstechern der Werte und zur Wiederholung ganzer Bewegungsabläufe.

 

  

Groß

 

 

 

 

 

 

Wie man sieht, konnte diese Steuerung von einer kleinen Maschine bist zur Größten ihrer Art, alles steuern - jetzt war alles "nur" noch noch eine Sache der Programmierung - die wesentlichen Elemente der Steuerungen waren immer gleich. 

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 Mit der Zeit änderten die Steuerungen auch ihr Aussehen, es gab auch die Variante mit aufgesetztem Bildschirm:

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Ich möchte hier noch einmal betonen, dass für Mich der Bau dieser Steuerungen lange vor der Erfindung des IBM PCs stattgefunden hat, und selbst der legendäre Commodore 64 war zu dieser Zeit noch nicht erfunden! Aus den Teilen der Steuerungen habe ich mir zur damaligen Zeit schon einen Computer gebaut - da geab es in den Büros noch Schreibmaschinen.Schild

 Die Arbeit einer vollautomatischen und Modernen Maschine kann man noch in diesem Video bewundern - man beachte vor allen Dingen auch die im Vergleich zu früheren Maschinen erheblich höhere Geschwindigkeit.

CNC T2
 Außerdem verfügt die Maschine schon über einen Werkzeug Wechsel - ist es nicht faszinierend?

Ich könnte noch viel über die Antriebstechnik berichten, und über die vielen Probleme, die sich aus der hydraulischen Steuerung der früheren Maschinen ergeben haben, vor allen Dingen im Hinblick  auf die zu erreichende Präzision. 

Vor allen Dingen aber habe ich Computer völlig selbst gebaut, und konnte gedanklich jedes Bit bei seinem Weg durch die Steuerung verfolgen - das brachte mir dann auch das tiefe Verständnis für IT Technik ein, was in meinem späteren Berufsleben immer wieder gebraucht habe.Zunge raus

Zum Schluss möchte ich noch eine moderne CNC Steuerung zeigen, so wie sie heute gebaut wird:

CNC Neu

 Da sieht man den technischen Fortschritt: Computertechnik ist heutzutage ganz klein, und hat einen Touchscreen... Wie sich die Zeiten doch ändern - andererseits: bald bin ich ja auch im Ruhestand.

 Für weitere Informationen zu Schwarze Robitec geht es hier zur Webseite. Die Zeit dort war die spannendste und aufregendste  Zeit in meinem ganzen beruflichen Leben. Wenn ich jemandem zu ganz besonderem Dank verpflichtet bin, dann dem damaligen leitenden Ingenieur für die Steuerungen. Er kam aus dem hohen Norden Europas - so viel sei verraten - aber den Namen werde ich hier nicht nennen. Ich habe auch keine Ahnung, was aus Ihm geworden ist.

Die kleine Geschichte am Rande ist noch, dass ich ja bereits zur Zeit meiner Ausbildung - Büromaschinenmechaniker nannte sich das damals - mit dieser Firma in Berührung gekommen bin. Wir hatten in meinem Ausbildungsbetrieb einen Wartungsvertrag für die Büromaschinen dieser Firma, und ich konnte mir zu der Zeit nicht vorstellen, was das für Maschinen sein sollten, die da gebaut wurden...

Hier noch ein Link zu den neuesten Maschinen dieser Firma - Obschon das eigentliche Konzept geblieben ist: ist es nicht elegant, wie sich die Maschinen mittlerweile bewegen? (in Vergleich zu meinem Beispiel von damals) Man sieht genau, dass der Steuerungscomputer sich kaum noch anstengen muss! 

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