MTConnect-Schnittstelle für CNC-Systeme zur Verbesserung der Interoperabilität von Werkzeugmaschinen und Fertigungssoftware

Mithilfe von NUMConnect und der uneingeschränkten Konnektivität für Fertigungsdaten können Hersteller von CNC-Werkzeugmaschinen ihre Produkte auf einfache und kostengünstige Weise mit zusätzlichem Nutzen versehen. Hersteller verwenden zur Verbesserung der Effizienz ihres Produktivitätsprozesses in zunehmendem Maße von CNC-Werkzeugmaschinen in der Fertigungsanlage abgerufene Daten. Bisher führte das Fehlen eines anbieterunabhängigen Kommunikationsstandards in der Branche jedoch dazu, dass Unternehmen für CNC-Werkzeugmaschinen ihren Kunden für die Erfassung und Abrufung von Fertigungsdaten nur proprietäre Lösungen anbieten konnten.

Zur Lösung des Problems verfügen die meisten CNC-Systeme über eine geschlossene Architektur und stellen lediglich eine Datenverknüpfung über PLC bereit, wodurch die Datenerfassung auf die Erfassungsrate von PLC beschränkt wird. Die Inflexibilität dieses Konzepts – das zudem anwenderspezifische Client-Software für jeden Maschinentyp verlangte – führte zu einer Brancheninitiative für die Bereitstellung von internetähnlicher Konnektivität für Fertigungsmaschinen.

MTConnect ist ein offener und lizenzfreier Kommunikationsstandard, der von jedem verwendet werden kann, und der sich schnell zur bevorzugten Wahl der Werkzeugbranche entwickelt. Der Standard wird vom MTConnect Institute verwaltet, einer Nonprofit-Organisation mit dem Ziel der Verbesserung der Nutzung von echten Daten in der Fertigungsbranche. Der Standard wird von einer wachsenden Anzahl von Werkzeugmaschinenherstellern übernommen, und er wird mittlerweile auch von vielen führenden Softwareanwendungen für ERP (Enterprise Resource Planning), Fertigungsbetriebs-Management und Produktions-Dashboard unterstützt. NUM war einer der ersten CNC-Hersteller, der eine MTConnect-kompatible Schnittstelle für eine gesamte Produktpalette angeboten hat, die keine Drittanbieter- oder anwenderspezifischen Adapter benötigte. Das Unternehmen hat die Schnittstelle erstmals 2008 bei seiner Axium-Produktlinie eingeführt und macht diese nun als Option für seine gesamten CNC-Systeme verfügbar.

Die dem Standard MTConnect zugrunde liegende Technologie entspricht der des World Wide Web. Sie basiert für die Erfassung von Daten in für Menschen und Maschinen lesbarer Form auf XML (Extensible Markup Language), wobei das Format sämtlicher Datenübertragungen durch HTTP (Hypertext Transfer Protocol) definiert wird. Die CNC-Systeme mit offener Architektur von NUM verwenden bereits eine ähnliche Softwaretechnologie für ihre Benutzeroberfläche, die auf HTML und JavaScript beruht und Standard-Serverfunktionen zur Unterstützung des Datenaustauschs zwischen dem CNC-Kern, PLC, Antrieben und Motoren verwendet. Folglich kann NUMConnect alles lesen, was auf der Benutzeroberfläche des CNC-Systems angezeigt werden kann, unabhängig davon, ob es im analogen oder digitalen Format vorliegt. Selbst detaillierte Maschinendaten, wie Fehlermeldungen des Motors, des Antriebs oder des Gebers, können abgerufen und zur Überwachung der Maschinenleistung, für vorbeugende Wartung und zu Diagnosezwecken verwendet werden.

Das von der NUM Corporation in den USA entwickelte NUMConnect ist vollständig mit der neuesten Version 1.3.0 des Standards MTConnect kompatibel und steht für neue Systeme oder als Nachrüstoption für die CNC-Systeme Axium, Flexium und Flexium+ sowie für die frühere Serie Power 1000 zur Verfügung. Die Software kann auf jedem Standard-PC unter Windows XP oder neuer installiert werden, und sie wird im Hintergrund aller Industrie-PC-Konsolen von NUM ausgeführt. Als Mitglied der MTConnect Technical Advisory Group (MTCTAG) ist die NUM Corporation bestrebt, NUMConnect in Bezug auf die neuesten Entwicklungen des Standards aktuell zu halten, sodass Maschinenhersteller seine Vorteile bestmöglich nutzen können.

Die Softwareschnittstelle von NUMConnect besteht im Wesentlichen aus zwei Hauptkomponenten: einem MTConnect-Adapter und einem MTConnect-kompatiblen Informationslieferanten bzw. einem als "Agent" bezeichneten schlanken Webserver. Der Adapter sammelt Daten aus dem CNC-System, verknüpft sie mit den definierten MTConnect-Datenelementen, filtert Datenduplikate aus und sendet die Daten dann an den Agenten, wo sie in einem Pufferspeicher verbleiben, bis sie mit neuen Informationen überschrieben werden. Um die Reaktionszeiten zu minimieren, erfordert MTConnect nicht die Herstellung einer formellen Datenübertragungssitzung, und im normalen Betrieb gibt es keine Anmelde- oder Abmeldesequenzen. Wenn der Agent eine Informationsanforderung von einer Client-Softwareanwendung erhält, überträgt er die entsprechenden Daten mithilfe von HTTP über das Netzwerk. Das System ist inhärent sicher. MTConnect ist ein schreibgeschützter Standard, der das Abrufen von Daten von Fertigungsmaschinen unterstützt und CNC-Werkzeugmaschinen weder steuert noch instruiert.

CNC-Systeme von NUM sind bekannt für die offene Architektur ihrer Hardware und Software, durch die Maschinenhersteller unbegrenzte Anpassungsmöglichkeiten erhalten, und durch die die Maschinenintegration vereinfacht wird. Aufgrund dieser Eigenschaften stellen die Systeme auch eine beliebte Plattform für die Ausbildung dar: Produkte von NUM werden von führenden Universitäten verwendet, um Ingenieurstudenten mit CNC-Technologie und fortschrittlichen Bearbeitungsverfahren vertraut zu machen.

Steven Schilling, General Manager der NUM Corporation in den USA, betont: "Es ist unser Prinzip, wann immer möglich offene Schnittstellen nach Branchenstandard zu verwenden, und die neue Schnittstelle NUMConnect ist ein Beispiel dafür. Wir sind davon überzeugt, dass sich MTConnect-kompatible Kommunikation soweit ausbreiten wird, bis sie das "Bluetooth" der Fertigung darstellt. NUMConnect wird unsere Kunden, bei denen es sich hauptsächlich um kleine bis mittelgroße Hersteller handelt, dabei unterstützen, mit den größten Anbietern auf dem Markt in Wettbewerb zu treten, indem sie CNC-Werkzeugmaschinen fertigen können, die auf den Trend noch intelligenterer Fertigung vorbereitet sind."