Direct Numerical Control (DNC): Definition, Typen und Vorteile

Was ist Direct Numerical Control?

Direct Numerical Control (DNC), auch Distributed Numerical Control (ebenfalls DNC), ist ein gängiger Fertigungsbegriff für die Vernetzung von CNC-Werkzeugmaschinen. Bei manchen CNC-Steuerungen ist der verfügbare Speicher zu klein für das Bearbeitungsprogramm (z. B. komplexe Freiformflächen). Dann wird das Programm in einem separaten Computer gespeichert und blockweise direkt an die Maschine gesendet.

Ist der Computer mit mehreren Maschinen verbunden, kann er Programme bedarfsgerecht an verschiedene Maschinen verteilen. Üblicherweise stellt der Steuerungshersteller passende DNC-Software bereit. Falls nicht, bieten Softwarefirmen DNC-Anwendungen an.

DNC-Vernetzung oder DNC-Kommunikation ist immer erforderlich, wenn CAM-Programme auf bestimmten CNC-Steuerungen laufen sollen.

Drahtloses DNC ersetzt kabelgebundene Versionen. Solche Steuerungen sind weit verbreitet in Branchen mit starkem Blechbearbeitungsanteil: Automobil, Hausgeräte, Luft- und Raumfahrt.

DNC-Bearbeitung verstehen

Direct Numerical Control (DNC) ist ein Prozess in einer Fertigungseinheit, bei dem ein Maschinenverbund über einen programmierten Computer mit direkter Verbindung gesteuert wird.

Die genannten Maschinen nutzen Computerized Numerical Control (CNC). Basiert auf Echtzeitdaten: Datenerfassung von den Maschinen und Übermittlung an den Hauptrechner in regelmäßigen Intervallen. Der Bediener steuert den Hauptrechner per Fernzugriff.

Ein DNC enthält keinen Lochstreifenleser. Stattdessen werden mehrere Teilprogramme aus dem Computerspeicher an die Maschinen übertragen.

In manchen Szenarien können Maschinensteuerungen das gesamte Programm mangels Speicher nicht aufnehmen. Dann wird das Programm in einem anderen Computer gespeichert und die Befehle direkt von dort an die Maschinen gesendet.

DNC ist so ausgelegt, dass es jeder Maschine im System separate Instruktionen gibt. Wenn die Maschine den Befehl sofort steuert, wird er unmittelbar gesendet.

Funktionen eines Direct Numerical Control (DNC) Systems

• Zentraler Computer speichert und bearbeitet Programme für alle angeschlossenen Werkzeugmaschinen
• Stellt gespeicherte Programme bedarfsgerecht den verbundenen Maschinen bereit
• Vereinigt CAD und CAM durch gemeinsame Datenbank
• Verbindet Zentralrechner und Werksrechner über Netzwerk, auch über große Entfernungen

Typen von DNC-Systemen

Es gibt zwei Haupttypen:

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

1. Behind the Tape Reader (BTR) System

Hier ist der Computer direkt an die herkömmliche NC-Steuerung angeschlossen. Der Systembetrieb ähnelt konventionellem NC, abgesehen von der Befehlsquelle.

Die Steuerung nutzt zwei temporäre Speicherpuffer: Ein Puffer empfängt einen Datenblock vom DNC-Computer, der andere liefert Steuerbefehle an die konkrete Werkzeugmaschine. Dieses System ist sehr kostengünstig.

2. Spezialisierte MCU

Bei spezialisierter MCU wird die normale Steuerung durch eine spezielle Machine Control Unit ersetzt. Diese spezielle Steuereinheit optimiert die Kommunikation zwischen Werkzeugmaschinen und Computern. Die spezialisierte MCU-Konfiguration erreicht eine bessere Balance zwischen Interpolationsgenauigkeit und höherer Spanabtragsrate als typischerweise mit BTR-System möglich.

Vorteile von DNC

• Verzicht auf Lochbänder und Leser
• Produktionsleistung durch diverse Berichte und Maschinendaten verstehbar
• Zentrale Maschinensteuerung
• Zeitmanagement und Produktivitätssteigerung
• Übersichtliche Speicherung von Teilprogrammen in Computerdateien
• Unterstützt Entscheidungen auf höherer Managementebene
• Erhöht Rechenkapazität
• Effektive Unterstützung von Management-Informationssystemen

Nachteile von DNC

• DNC ist sehr teuer und erfordert hochautomatisierte Bereiche
• Zentrale Steuerung: Fällt der Computer aus, stoppen alle Maschinenaktivitäten

Unterschiede zwischen Direct Numerical Control und Computer Numerical Control

• DNC = Direct Numerical Control; CNC = Computer Numerical Control.
• Bei CNC können Arbeitsvorgänge nicht ferngesteuert werden. Bei DNC ist Fernsteuerung möglich.
• CNC überträgt Maschineninstruktionen. DNC steuert und verwaltet Informationsverteilung an vielfältigere Computer.
• CNC steuert nur eine NC-Maschine; mit DNC-Programmierer steuern Sie mehrere NC-Maschinen nach Bedarf.
• DNC-Systeme können räumlich getrennt von Maschinen stehen – nicht integraler Maschinenteil. CNC ist integraler Maschinenteil.
• CNC-System: geringere Rechenleistung; DNC-System: höhere Rechenleistung.
• DNC eliminierte nicht das Band; CNC ist ein Rückkopplungssystem.
• Wartungskosten DNC-Maschine niedrig, CNC-System hoch.
• CNC erweitert Kapazität des spezifischen Rechner-Werkzeugs. DNC steuert Ausrüstung und fungiert als Management-Informationssystem.