Direktes Numerisches Steuern (DNC): Definition, Funktionsweise und Haupttypen

Was ist Direktes Numerisches Steuern?

Direktes Numerisches Steuern (DNC), auch als verteiltes numerisches Steuern bezeichnet, ist ein gängiger Fertigungsbegriff für die Vernetzung von CNC-Werkzeugmaschinen. Bei manchen CNC-Steuerungen ist der verfügbare Speicher zu klein, um das Bearbeitungsprogramm zu enthalten (beispielsweise bei der Bearbeitung komplexer Freiformflächen). In diesem Fall wird das Programm in einem separaten Computer gespeichert und blockweise direkt an die Maschine übertragen.

Wenn der Computer mit mehreren Maschinen verbunden ist, kann er Programme bedarfsgerecht an verschiedene Maschinen verteilen. In der Regel stellt der Steuerungshersteller passende DNC-Software bereit. Falls dies nicht möglich ist, bieten Softwareunternehmen DNC-Anwendungen an, die denselben Zweck erfüllen.

DNC-Vernetzung oder DNC-Kommunikation ist immer dann erforderlich, wenn CAM-Programme auf bestimmten CNC-Maschinensteuerungen ausgeführt werden sollen.

Kabelloses DNC wird ebenfalls anstelle kabelgebundener Versionen eingesetzt. Steuerungen dieses Typs finden in Branchen mit umfangreicher Blechbearbeitung breite Anwendung, beispielsweise in der Automobil-, Hausgeräte- und Luftfahrtindustrie.

Funktionsweise der DNC-Bearbeitung

Direktes Numerisches Steuern (DNC) ist ein Prozess in einer Fertigungseinheit, bei dem eine Gruppe von Maschinen über eine direkte Verbindung von einem programmierten Computer gesteuert wird.

Die genannten Maschinen nutzen die Computergestützte Numerische Steuerung (CNC). Das System basiert auf Echtzeitdaten und umfasst die Datenerfassung von den Maschinen sowie die Übermittlung an den Hauptrechner in regelmäßigen Intervallen. Der Bediener steuert den Hauptrechner per Fernzugriff.

Ein DNC-System verfügt nicht über einen Bandleser. Stattdessen werden mehrere Teilprogramme aus dem Computerspeicher an die Maschinen übertragen.

In manchen Szenarien können die Maschinensteuerungen das gesamte Programm aufgrund von Speichermangel nicht speichern. In solchen Fällen wird das Programm in einem separaten Computer gespeichert und die Anweisungen direkt von dort an die Maschinen gesendet.

Das DNC-System ist so konzipiert, dass es jedem Maschinen im System separate Anweisungen liefert. Wenn die Maschine den Befehl sofort ausführt, werden diese unverzüglich übermittelt.

Funktionen eines DNC-Systems (Direktes Numerisches Steuern)

• Der Zentralcomputer speichert und bearbeitet die Programme für alle damit verbundenen Werkzeugmaschinen
• Er stellt die gespeicherten Programme den verbundenen Maschinen bei Bedarf bereit
• Durch eine gemeinsame Datenbank verbindet es CAD mit CAM
• Es stellt eine Verbindung zwischen dem Zentralcomputer und den Werkscomputern her, die über ein Netzwerk verbunden sind – auch über große Entfernungen hinweg

Typen von DNC-Systemen

Es gibt zwei Haupttypen von DNC-Systemen:

• Behind-the-Tape-Reader-System (BTR-System)
• Spezialisierter MCU (Machine Control Unit)

1. Behind-the-Tape-Reader-System (BTR-System)

Bei diesem Systemtyp ist der Computer direkt mit der regulären NC-Steuerungseinheit verbunden. Der Systembetrieb ähnelt der konventionellen NC, abgesehen von der Quelle der Befehlsanweisungen.

Die Steuerungseinheit verwendet zwei temporäre Speicherpuffer, um Befehlsblöcke vom DNC-Computer zu empfangen und in Maschinenoperationen umzuwandeln. Während ein Puffer einen Datenblock empfängt, liefert der andere Steuerbefehle an das spezifische Werkzeugmaschine. Dieses System ist kostengünstig.

2. Spezialisierter MCU

Bei einem System mit spezialisiertem MCU wird die normale Steuerungseinheit durch eine spezielle Maschinensteuerungseinheit ersetzt. Diese spezielle Steuereinheit ist darauf ausgelegt, die Kommunikation zwischen Werkzeugmaschinen und Computern zu optimieren. Die Konfiguration mit spezialisiertem MCU erreicht eine bessere Balance zwischen Interpolationsgenauigkeit und höherer Spanabtragsrate als dies mit dem BTR-System üblicherweise möglich ist.

Vorteile von DNC

• DNC vermeidet den Einsatz von Lochbändern und Lesegeräten im System
• Es ermöglicht Unternehmen, die Produktionsleistung durch diverse Berichte und nützliche Maschinendaten zu verstehen
• Es schafft eine zentrale Steuerung für die Maschinen
• Nützlich für Zeitmanagement und gesteigerte Produktivität
• Praktische Speicherung von Teilprogrammen in verschiedenen Computerdateien
• Unterstützt das Unternehmen bei Entscheidungen auf höherer Ebene
• Erhöht die rechnerische Kapazität
• Unterstützt Management-Informationssysteme effektiv

Nachteile von DNC

• DNC ist sehr kostenintensiv und erfordert hochautomatisierte Bereiche
• Wegen des zentralen Steuersystems führen Computerausfälle zum Stillstand aller Maschinenaktivitäten

Unterschiede zwischen Direktem Numerischem Steuern (DNC) und Computergestützter Numerischer Steuerung (CNC)

• DNC steht für Direct Numerical Control; CNC für Computer Numerical Control
• Bei CNC können Arbeitsvorgänge nicht ferngesteuert werden. DNC ermöglicht die Fernsteuerung von Arbeitsvorgängen
• CNC überträgt Maschinenanweisungen. DNC steuert Informationen und verwaltet die Informationsverteilung an diverse Computer
• Eine CNC-Maschine steuert nur eine NC-Maschine, während ein DNC-Programmierer je nach Bedarf mehrere NC-Maschinen steuern kann
• DNC-Systeme können räumlich von den Maschinen getrennt sein, da sie kein integraler Bestandteil der Maschinen sind. CNC ist ein integraler Bestandteil der Maschinen
• CNC-Systeme haben geringere Rechenleistung, DNC-Systeme höhere Rechenleistung
• DNC beseitigt das Band nicht, während CNC ein Rückführsystem ist
• Die Wartungskosten von DNC-Maschinen sind niedrig, die von CNC-Systemen hoch
• CNC-Systeme erweitern die Kapazität eines bestimmten computergestützten Werkzeugmaschine. DNC-Systeme steuern Geräte und fungieren zugleich als Management-Informationssystem