Wir hätten zwar die Möglichkeit mit der CSMIO IP-S Steuerung auf Mach4 zu gehen, die für unsere Maschine sinnvolle Industrial-Version kostet jedoch über 1.000 Euro. Ein Umstieg auf Sim-CNC, der eigenen Software von CSLabs, klappt leider mit unserer Hardware nicht.

Hattet ihr nicht mal Royal CNC?

Kurze Antwort: Ja. Nachdem Royal CNC jedoch leider nicht mehr weiterentwickelt wird und es auch keinen Support mehr gibt, waren wir etwas genervt auf andere Screens umgestiegen. Wir hätten Royal CNC trotzdem gerne weitergenutzt, durch einen Ausfall des Hardware-Dongles ist unsere Lizenz nicht länger nutzbar.

Physics Anonymous Screen

Wer nicht basteln möchte, der ist mit dem Physics Anonymous (PA) Screen mehr als gut bedient. Eine sehr übersichtliche Oberfläche mit einem modernen Erscheinungsbild. Selten hat Mach3 so gut ausgesehen.

PA stellte den Screen auf Youtube bereits 2020 vor – Kenner werden schnell die Nähe zum bereits 2010 in französisch erschienenen SuissU Screen erkennen.

Den Download findet man hier.

Unsere Anpassung

Der PA Screen hat unsere Motivation geweckt mal an einem eigenen Screen zu arbeiten, der auf die eigene Maschine abgestimmt ist und alle Sonderfunktionen abdeckt. Hier ein kurzer Zwischenstand.

Grundsätzlich wollen wir weg von Mach3, sind jedoch aufgrund unserer Controllerwahl eingeschränkt. Die sehr gute CSMIO Steuerung von CSLabs ist leider zu alt für SimCNC und Mach4 hat bei uns bisher keinen sonderlich besseren Eindruck hinterlassen. Außerdem sind einige Features in Mach4 der sehr teuren industrial Version vorenthalten (200 vs. 1.400 EUR).

Was war uns wichtig

• Alle nicht verwendeten Funktionen für unsere Maschine entfernen (z.B. die Jog-Tasten — wir nutzen ein Handrad)
• Funktionsleiste für die am häufigsten benötigten Funktionen im Programmlauf
• Icons + Text für die Buttons. Wir nutzen die Maschine nicht regelmäßig, da sind klare Beschriftungen sehr wichtig
• Funtionen die wir bereits als Hardware abbilden nicht zu duplizieren (z.B. Übersteuerung Vorschub & Spindeldrehzahl)
• Ein bisschen eigenes Look & Feel – Unsere „Hausfarbe“ und unser Logo

Die Unterschiede

Zugegeben, wir haben uns stark an das Design von PA bzw. SuissU gehalten. Wieso das Rad neu erfinden? In Sachen Funktionen gibt es jedoch ein paar grundliegende Abweichungen.

Funktionsleiste

Kennen wir schon aus Royal CNC – alle wichtigen Funktionen für den Betrieb der Maschine immer an der gleichen Stelle auf allen Screens.

Hier unsere Funktionen von Links nach Rechts

Maschine

Damit die Zugehörigkeit der Maschine sich auch auf der Oberfläche wiederspiegelt – eine Zeichnung mit Achsbeschriftung. Wem ist es noch nicht passiert, dass er X und Y verwechselt hat oder Z + und – durcheinander gebracht hat?

Zusätzlich stellen wir noch die wichtigsten Statusmeldungen (Fehler Frequenzumrichter, Fehler Antriebe, Druckluft, Not-Aus) in der Ansicht dar.

Als kleines Gimmick wollen wir noch eine funktionierende Signalsäule in die Zeichnung einbauen.

F/T/S

Oder ausgeschrieben Feed, Tool, Spindle. Die Anzeigen sind gleich geblieben, es sind jedoch einige Buttons dazu gekommen.

In der Tool Sektion findet sich auch bereits ein kleiner Hinweis auf ein künftiges Projekt – ein Werkzeug-Kettenmagazin mit 30 Plätzen. Die aktuellen 10 Plätze auf dem linearen Werkzeugmagazin sind schon mal gut, für die Vielfahl an verschiedenen Spezialwerkzeugen jedoch zu wenig. Mehr dazu in Kürze.

Werkzeugmagazin

Aktuell nutzen wir ein relativ einfaches Werkzeugmagazin entlang der Y-Achse. Künftig soll jedoch ein Kettenmagazin mit ca. 30 Plätzen entstehen. Damit man dieses sinnvoll verwalten und beladen kann arbeiten wir schon heute an einer Integration in unseren Screen.

Die Idee ist es, Werkzeugplatz und Werkzeugnummer voneinander zu trennen. Somit können die 100 Werkzeugnummern von Mach3 genutzt werden und wir müssen vor dem CAM Export nicht immer die Werkzeugnummern verändern.

Wem die Grafiken bekannt vorkommen: Diese wurden aus Fusion übernommen. Dort gibt es schöne Darstellungen für ein paar Grundarten von Zerspanungswerkzeugen.

Screen bearbeiten

Mach3 Screens können auf verschiedenen Wegen erstellt werden, grundsätzlich ist das Vorgehen aber immer gleich. Auf Basis eines Hintergrundbilds können Buttons und Anzeigen platziert und Statusmeldungen (Mach3-Vokabular: LEDs) angezeigt werden.

Editor

Wir nutzen MachScreen von Klaus Dietz, eine solide Software die kostenfrei zur Verfügung gestellt wird. Die Bedienung ist am Anfag etwas gewöhnungsbedürftig, man kommt jedoch schnell dahinter und kann erste Ergebnisse feiern. Vielen Dank an dieser Stelle für die Software!

Zwar lassen sich der Screens von PA und SuissU mit MachScreen öffnen und editieren, das Hintergrundbild bleibt jedoch ein „flaches“ PNG. Ohne das Original in Form einer editierbaren Datei mit Ebenen kann man also nur sehr beschränkt Änderungen am Screen vornehmen.

Lösung: Den Screen neu in einem Grafikprogramm / DTP Programm neu aufbauen.

Als Editor für das Hintergrundbild nutzen wir PowerPoint. Klingt erstmal komisch, ist aber für solche Anwendungsfälle eine sehr einfacher aber brauchbarer Software. Im Anschluss wird die gesamte Folie als PNG exportiert und in MachScreen als Hintergrund importiert.

Bei den Icons greifen wir entweder auf die Microsoft-Office Icon Datenbank zurück oder bauen die Symbole aus einfachen Grundformen selbst. Das geht ziemlich gut.

Hier mal ein Beispiel, wie die Icons aufgebaut sind. Zur besseren Sichtbarkeit habe ich die Konturen Orange markiert.

Wie geht es weiter?

Die wichtigsten Funktionen auf der ersten Seite funktionieren bereits zuverflässig. Als nächstes werden wir noch die Seite für die Werkstückantastung überarbeiten und die Steuerung für das Werkzeugmagazin hinzufügen.

Ob wir unseren Screen veröffentlichen werden weiß ich noch nicht. Durch die Anpassung an unsere Maschine und Begebenheiten, sowie die dahinterliegenden Macros, wird ohne einige Änderungen keine sinnvolle Anwendung möglich sein.

Vielleicht motiviert dieser Artikel ja trotzdem den ein oder anderen, sich an einem eigenen Screen oder der Anpassung eines bestehenden Screens zu wagen.

Bevor es los geht hier schon mal ein paar Infos zu dieser spannenden Software.

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Vorbereitung

Kürzlich haben wir die Steuerung bereits auf Touchscreen umgerüstet. Mach3 sowie Royal CNC lassen sich beide zwar auch mit der Maus bedienen, effektiver geht’s aber mit dem Finger.

Funktionen

Die Royal CNC Software hat gerade die Testphase abgeschlossen und wird in naher Zukunft käuflich erwerbbar sein. Mehr Details unter www.royal-cnc.de

Bis die Software offiziell auf den Markt kommt will ich in diesem Artikel schon mal ein paar Details zeigen und meine ersten Erfahrungen mit euch teilen.

Wo liegen die Unterschiede zwischen RoyalCNC und Mach3 (und den dafür verfügbaren Screens)?

• Vollständig neu entwickelte Oberfläche mit eigener Struktur
• Verzicht auf die langsame und leider fehleranfällige „Macro Pumpe“
• Blockierung der manuellen Lösung der Werkzeugspannung wenn die Spindel dreht
• Überarbeitung der Pausefunktion im Programmlauf für mehr Sicherheit
• Eigene Routinen für das Antasten von Werkstücken
• Benutzerverwaltung mit verschiedenen Rechteebenen (Einrichter, Bediener, Techniker, u.a.)
• Und vieles mehr

Voraussetzungen

• Windows 7 oder Windows 10
• Fertig eingerichtete Mach3 Installation
• Royal CNC Software und Hardware Dongle

Screens

Der Bildschirm setzt ich aus vier Teilen zusammen (v.O.n.U.)

• Funktionsleiste mit On Screen Keyboard, Screenshot Funktion, Hilfefunktion, etc.
• Wahltasten für die Screens (Benutzerverwaltung bis Diagnose)
• Screen mit den eigentlichen Funktionen bzw. Eingaben
• Funktionsleiste mit den wichtigsten Funktionen im Schnellzugriff auf allen Screens (Programm Start/Pause/Stopp, Spindel, Kühlung, Absaugschuh anheben, Vakuum Druckanzeige, Vakuum Zonen, Ref und Benutzertasten)

Hier eine kurze Vorstellung der wichtigsten Screens.

Basis / Betrieb (Screen 02)

Der Basis Screen um Programme laufen zu lassen. Vorschub und Spindeldrehzahl werden als Balkengrafik angezeigt. Ebenfalls die aktuellen Vorschubwerte der Achsen und die verbleibende Laufzeit des aktuellen Programms, so ist immer alles im Blick.

Benutzerfunktionen / Benutzerverwaltung (Screen 11)

Neben der Erfassung der Arbeitszeit lassen sich rollenbasiert verschiedene Berechtigungen zuteilen. So kann z.B. ein „Einrichter“ nur bestehende Programme verwenden und keine Änderungen an den Maschinenparametern vornehmen oder die Maschine beispielsweise manuell verfahren.

Gerade für Firmen ein interessantes Feature um Fehlbedienungen und teure Folgeschäden zu vermeiden.

Werkzeugverwaltung (Screen 14)

Insgesamt stehen 14 Werkzeugplätze zur Verfügung, die Bibliothek lässt sich Ex- sowie Importieren. Zum Einrichten neuer Werkzeuge findet man hier ebenfalls alle wichtigen Funktionen im Schnellzugriff (G28, Parkposition, Werkzeugspannung lösen, Werkzeuglängenmessung)

Aktuell wird an einer Funktion zum Import der Fusion360 Werkzeugbibliothek gearbeitet. Somit entfällt das manuelle übertragen von Werkzeugdaten.

Manuelle Bedienung (Screen 15)

Von hier aus kann die Maschine manuell verfahren und betrieben werden, um z.B. einfache Operationen händisch über das MDI Fenster zu programmieren.

Status der Bearbeitung (Screen 17)

Ähnlich zu Screen 02 (Basis). Hier hat man zur Programmlaufzeit nochmal alle wichtigen Informationen auf einen Blick. Ebenfalls lassen sich Vorschub und Spindeldrehzahl manuell überschreiben.

Simulation (Screen 18)

Hier lassen sich Programme vorab auf der Steuerung simulieren um Fehler frühzeitig zu erkennen.

Maschinenparameter (Screen 19)

Einstellen von Maschinenkoordinaten / Positionen (etwa für den Werkzeugwechsel) sowie einige manuelle Funktionen welche zur Diagnose eingesetzt werden können (manuelle Steuerung der Absaugung, Licht, Absaugschuh, etc.)

Benutzerfunktionen (Screen 20)

Hier lassen sich bis zu 24 benutzerdefinierte Funktionen mit Icons (und tlw. mit Text) integrieren. Hinter jeder Funktion liegt eine Datei mit VisualBasic Code. Eine Vorlage für eigene Buttons im Vektorformat steht ebenfalls zur Verfügung.

Diagnose (Screen 21)

Absolute Position, relative Position, Limits und Vorschübe je Achse sowie eine Überwachung der Ein- und Ausgänge auf einem Blick.

Bezugspunkt setzen (Screen 45)

Bietet Zylken für die häufigsten Anwendungsfälle zum Antasten von Kanten, Punkten, Ecken, Innenkreisen, Außenkreisen. Grafisch lässt sich die Tastrichtung bestimmen.

Der Messtaster kann natürlich auch mit einem Versatz zur Spindel montiert werden. Wir planen beispielsweise schon seit längerem einen Renishaw 3D Messtaster fest an der Z Achse zu montieren.