Tanken är onekligen lockande - en billig standard-pc eller pc-komponenter, med ett välkänt Windows-gränssnitt och motsvarande programvara, som styr en verktygsmaskin. Vid första anblicken erbjuder en sådan lösning många möjligheter som är välkända för alla som har erfarenhet av datorer på kontoret eller hemma. Ytterligare komponenter kan anslutas i enlighet med principen "plug-and-play". Avsikten är ju att även lekmän ska kunna koppla samman olika enheter och programmera sina egna applikationer. Att överföra detta koncept till området styrning av verktygsmaskiner skulle innebära följande: en enkel uppkoppling till företagsnätverket, okomplicerad anslutning av hårdvarukomponenter som servoaxlar, hanteringssystem, mätsystem och manöverpaneler, och dessutom tillgång till systemets djupare nivåer för att anpassa maskinen, antingen med hänsyn till processen eller tillämpningen. Tord Käck, vd för Fanuc GE CNC Nordic AB, har förståelse för dessa idéer, men anser att de kan inte realiseras med en enda CPU-lösning, plus pc-komponenter av standardtyp och en ren mjukvaru-cnc (vanligen känd som Soft-cnc) – åtminstone inte utan begränsningar vad gäller tillförlitlighet och tillgänglighet. – Användning av en standard-pc i verktygsmaskiner, där pålitligt precisionsarbete är det viktigaste försäljningsargumentet inom många tillämpningsområden, kan inte garantera den säkerhet och kvalitet som krävs. Instabila operativsystem bidrar till detta, vilket alla pc-användare sannolikt vet av egen erfarenhet. Till detta kommer att känsliga hårddiskar inte hör hemma i tuffa industrimiljöer, hävdar Tord Käck. Konstruktion av snabba och noggranna verktygsmaskiner ställer höga krav på styrsystemets realtidsförmåga, för att det ska kunna styra högdynamiska axelrörelser med noggrannhet inom några µm. Bara några få mikrosekunders försening leder till fel, som kan påverka ytkvaliteten och göra arbetstycket obrukbart. Inte ens pc-lösningar med så kallade realtidsprocessorer kan motsvara kraven som en högdynamisk verktygsmaskin ställer. Sådana krav är främmande för en standard-pc. En tidsavvikelse på några få millisekunder är inget stort problem för medelanvändaren, inte ens om systemet kraschar eller funktioner inte svarar är det någon större katastrof. I en undersökning nyligen tillfrågades medlemmar av VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenhersteller, föreningen av tyska verktygsmaskintillverkare) beträffande "dagsläge och utvecklingstendenser för styrsystem i verktygsmaskiner". På frågan om en soft-cnc integrerad i en pc-lösning, utan speciell maskinvara, svarade två tredjedelar av de tillfrågade att de skulle vilja se en sådan lösning. Även om det fortfarande bara är ett önsketänkande, enligt VDWs experter på styrsystem- och systemteknologi... VDW-experten Detlef Hagemann bedömde situationen så här: – Cnc-system realiserade som ren programvara är möjliga för tillämpningar som är mindre känsliga för tidsrespons, prestanda och precision. Krävande och komplexa bearbetningsoperationer är en annan sak. När det finns många interpolerande axlar anser VDWs experter att en klassisk cnc med motsvarande hårdvarustöd fortfarande är oslagbar. Tord Käck instämmer: – Även för mindre krävande tillämpningar skulle jag föredra en klassisk cnc-lösning med tanke på säkerhet och tillförlitlighet. När allt kommer omkring finns det enkla cnc-system som är billiga och inte har pc-lösningens grundläggande svaga punkter. Tord Käck pekar på ytterligare nackdelar hos ett pc-baserat cnc-system: - Redan den start och avstängning som krävs vid en sådan lösning skulle vara tidskrävande och osäker. Som en jämförelse är styrsystem och motorer i våra cnc-maskiner driftklara på mindre än 30 sekunder. Dessutom kan en leverans av reservdelar till pc inte garanteras under längre tid. Livscyklerna i pc-världen är för korta för att pc-leverantören ska kunna hålla reservdelar i lager under flera år framöver. Däremot kan vi förse våra kunder med reservdelar, även för äldre Fanuc cnc-system, i minst 25 år efter att en produkt slutat att tillverkats. - Ännu en viktig nackdel vid användning av en standard-pc i öppna nätverk är den avsevärt högre risken att infekteras med virus. Det är välkänt hur allvarligt datavirus kan slå till och paralysera hela nätverk. Det har även förekommit att de har infekterat produktionsområden hos stora företag och orsakat driftsavbrott på flera timmar. Vad skulle ett litet företag utan utbildad IT-personal ta sig till i en sådan situation? Det skulle kunna ta dem flera dagar att åtgärda virusskadan. Däremot kan inte pc-virus skada kommersiellt tillgängliga cnc-lösningar med separat cnc-kärna. För Tord Käck och Fanuc GE är tillförlitlighet och tillgänglighet det viktigaste hos cnc-tillämpningar: - För användaren finns det inget värre än en maskin som bara står där och inte drar in pengar. Som styrsystemtillverkare vill vi inte ta det på vårt ansvar. Vi gör därför allt som står i vår makt för att garantera att maskinen har hög tillgänglighet. Statistiken visar också att MTBF (mean time between failure) för styrsystem från Fanuc GEs är över tio år. Detta innebär statistiskt att om verktygsmaskinen används på normalt sätt, så inträffar högst ett fel under tio år. En sådan tidsdimension är otänkbar i pc-världen. Det är av denna anledning som cnc-system från Fanuc GE har den högsta tillförlitligheten i världen, vilket bekräftas om och om igen av både verktygsmaskintillverkare och -användare! Tord Käck är övertygad om att de högintegrerade elektronikkomponenterna som utvecklats av Fanuc GE bidrar till den höga tillförlitligheten. Dessa måste klara omfattande kvalitetsprov innan de kommer ut på marknaden. Utan tvekan erbjuder pc-tekniken möjligheter både för verktygsmaskinindustrin och dess kunder, möjligheter som Fanuc GE gärna drar fördel av, men utan att kompromissa med maskinens tillgänglighet. De öppna cnc-modellerna i serierna 160i, 180i och 210i, liksom de nya styrsystemen 300i, 310i och 320i, har en integrerad pc i cnc-systemet, som körs med Windows 2000/NT eller CE.NET. Via denna pc kan verktygsmaskintillverkaren enkelt implementera sin egen programvara. Detta används särskilt till mycket specialiserade, komplexa bearbetningsrutiner. Den separata cnc-kärnan behövs ändå. Cnc-n och pc-n utbyter relevanta data med hjälp av ett snabbt och säkert höghastighetsgränssnitt. I händelse av virusattack på pc-n påverkas inte cnc-n och följaktligen inte heller maskinen. Under vissa omständigheter kan viruset paralysera pc-n. Maskinen kommer dock inte att påverkas och utför sitt program, utan att maskinen eller arbetsstycket skadas.