NC-Steuerungen und CNC-Steuerungen

Hierbei handelt es sich um spezielle Maschinensteuerungen, die an Werkzeugmaschinen (Dreh-, Bohr, Fräs-, Schleif- oder Schneidautomaten) eingesetzt wurden und eine Bewegung des Werkzeugs auf programmierten Bahnen ermöglichten. Häufig beinhalteten solche Steuerungen mehrere Rechner, die spezifische Aufgaben hatte (z.B. Bedienrechner und mehrere Achssteuerrechner). Die Geräte wurden üblicherweise extern in einer Hochsprache programmiert und anschließend das Programm von der Steuerung abgearbeitet.

Solange in der Steuerung kein Computer eingebaut war, sprach man von "NC" (Numerical controlled), mit Einsatz der Computertechnik von CNC (Computer numerical controlled).

Nahe Verwandte der CNC-Steuerungen waren die Industrierobotersteuerungen.


Numerische Steuerung "Paramat"

Paramat war eine vom "Institut für Werkzeugmaschinen" entwickelte und ab Ende der 1960er Jahre vom VEB Starkstrom-Anlagenbau Karl-Marx-Stadt produzierte Maschinensteuerung zum Einsatz an Schleif- und Fräsmaschinen mit maximal vier NC-Achsen. Die Paramat war kein universelles Gerät, sondern wurde für jeden Werkzeugmaschinentyp individuell aufgebaut.

Die Anlage bestand aus einem Steuerpult, das auch einen Lochbandleser 472 beinhaltete, sowie einem Schaltschrank mit der Leistungselektronik (PEAS).


Bedienpult der Paramat

Inwendig war die Paramat aus Transistoren und Relais aufgebaut. Potentiometer dienten als Messsysteme, Ringkerntrafos zur Interpolation der analogen Werte.

Von der Paramat haben wahrscheinlich zwei Exemplare bis heute im Industriemuseum Chemnitz überlebt.


Numerische Steuerung BNC3

(Alias BNC 3, BNC-3)

Die BNC3 war eine vom "Institut für Werkzeugmaschinen" entwickelte und ab Anfang der 1970er Jahre vom VEB Starkstrom-Anlagenbau Karl-Marx-Stadt produzierte Maschinensteuerung zum Einsatz an Dreh- und Fräsmaschinen mit maximal sechs NC-Achsen.


BNC3-Steuerschrank

geöffnete BNC3

Die BNC3 wurde per Lochband (EIA-Code oder ISO-Code) programmiert mit einer Lesegeschwindigkeit von 50 Zeichen/Sekunde. Eine Zwischenspeicherung des Programms gab es noch nicht, die Programmschritte wurden also beim Lesen live abgearbeitet.

Die zugehörigen Messmittel zur Lageermittlung der Maschine lieferte Carl-Zeiss Jena.


BNC3 an einer Konsolfräsmaschine FSRS 250x1000 NC

BNC3 an einer Drehmaschine DP630/1 NC

BNC3 an einem Bearbeitungszentrum C101 NC

BNC3 an einer Drehmaschine ERS2000

Von der BNC3 wurden ca. 2000 Exemplare hergestellt. Bis heute hat vermutlich nur 1 Exemplar im Industriemuseum Chemnitz überlebt.


Maschinensteuerungsserie NC400

Diesen Geräteserie umfasste die Modelle NC430, NC431, NC450 und NC470. Die Serienfertigung begann 1973 durch VEB Starkstrom-Anlagenbau. Inwendig basierten sie auf den Integrierten Schaltkreisen der TTL-Serie.


Numerische Steuerung NC430

(Alias NC 430, NC-430)

Die NC430 war eine Steuerung für Dreh- und Fräsmaschinen mit maximal drei NC-Achsen.


Steuerung NC430

Die NC430 gilt heute als ausgestorben.


Numerische Steuerung NC431

(Alias NC 431, NC-431, NC400, NC 400, NC-400)

Dieses Gerät war eine Bahnsteuerung mit zwei numerisch gesteuerten Achsen für den Einsatz an Drehmaschinen.


Steuerung NC431

Äußerlich bestand die NC431 aus einen 300 kg schweren Schrank mit einem Bedienteil auf der Vorderseite, Anzeigen für Schritt und Position und einem Lochbandleser (300 Zeichen/Sekunde, fotoelektrisch, mit Wicklern).

Die Steuerung der Motoren der Drehmaschine erfolgte über Transistorpulssteller, die Rückmeldung der Lage über optische inkrementelle Geber. Beide NC-Achsen konnten gleichzeitig geändert werden, mit einer Arbeitsgeschwindigkeit von min. 1 Schritt pro Sekunde bis max. 1000.000 Schritte pro Sekunde. Bis zu 19 Werkzeuge konnten von der NC431 verwaltet werden.


NC431 im Einsatz an einer Drehmaschine

Das CNC-Programm wurde entweder mit dem Lochbandleser eingelesen oder die Parameter per Ziffernwahlschalter eingestellt.

Mit Aufkommen der CNC600 sank der Einsatz der NC431 beträchtlich. Von der NC431 hat bis heute vermutlich nur 1 Exemplar im Industriemuseum Chemnitz überlebt.


Numerische Steuerung NC450

(Alias NC 450, NC-450)

Die NC450 war eine Steuerung für Drehmaschinen mit maximal fünf NC-Achsen.


Steuerung NC450

Die NC450 gilt heute als ausgestorben.


Numerische Steuerung NC470

(Alias NC 470, NC-470)

Die NC470 war eine Maschinensteuerung für Fräsmaschinen mit maximal 6 NC-Achsen.


Steuerung NC470

Steuerung NC470 an einer Werkzeugmaschine

Die NC470 gilt heute als ausgestorben.


Numerische Steuerung NC621

(Alias NC 621, NC-621)

Diese Punkt-Stecken-Steuerung-Steuerung für Drehmaschinen arbeitete auf Basis des Mikroprozessors U808 mit einem auf EPROMs gespeicherten Steuerprogramm.


Steuerung NC621

Der Schrank der NC621 ist mit dem der CNC600 identisch.

Von der NC621 hat bis heute vermutlich nur 1 Exemplar überlebt. Es befindet sich im Automatik-Museum Leipzig.


CNC-Maschinensteuerung CNC500

(Alias CNC 500, CNC-500)

Die CNC500 war vermutlich die erste computergesteuerte NC-Steuerung der DDR: sie basierte auf dem Computer R4100. Ein Einsatzgebiet war die Steuerung von Lichtkopfzeichentischen.

Äußerlich war die Anlage dreigeteilt: ein Schrank mit dem R4100-Rechner, 1...16 Schränke mit der PEAS (NCP) und ein Bedienteil an der Werkzeugmaschine. Auch wenn im Normalfall 1 NCP-Schrank pro NC-Maschine vorgesehen war, konnten sich auch mehrere NC-Maschinen 1 NCP-Schrank teilen oder mehrere NCP-Schränke einer NC-Maschine zu zugeordnet sein.


CNC500-Bedienteil

Computerseitig war die CNC500 ein Einprozessorrechner mit 4...32 KWorte á 12 Bit Länge. Die Programmeingabe erfolgte über einen Lochbandleser daro 1210, die Programmausgabe über einen Lochbandstanzer daro 1215. Zur Kommunikation mit dem Programmierer diente ein Fernschreiber T51, für den Maschinenbediener war die Bedieneinheit vorgesehen.


CNC500-Leistungselektronik (PEAS)

Die NC-Achsen wurden entweder per Punkt-Stecken-Steuerung angesprochen oder als Bahnsteuerung. Die Rückmeldung der aktuellen Lage erfolgte über inkrementelle Geber (IGR) oder über absolute Wegmesssysteme WMS.

Die CNC500 wurde nur in kleinen Stückzahlen gebaut und gilt heute als ausgestorben.


CNC-Maschinensteuerung Numerik CNC600

(Alias CNC 600, CNC-600)

Unter diesem Sammelbegriff wurden von Numerik zwei CNC-Steuerungen (Bahnsteuerungen) entwickelt: die CNC600-1 und die CNC600-3.


CNC600-Steuerschrank und Befehlsfeld an einer Werkzeugmaschine

CNC600 (rechts) an einer Werkzeugmaschine

Bedienteil einer CNC600 mit eingebautem Befehlsfeld

Die CNC600 war der Nachfolger der Serie CNC400 und unterschied sich vom Vorgängersystem in Konstruktiv war die Anlage dreigeteilt in Bei produktiven Steuerungen befand sich das Befehlsfeld meist schwenkbar in der Nähe der Maschine, bei Werkstattmaschinen war es mit im Steuerschrank eingebaut.

Die CNC600 enthielt vier Rechner auf K1520-Basis (Prozessor U880 mit 2,5 MHz), die über einen Koppelbus miteinander kommunizierten.

Zur Diagnose bzw. Reparatur der Leiterplatten entwickelte Numerik einen speziellen Rechner: den LFP1.

CNC-Maschinensteuerung Numerik CNC600-1

(Alias CNC 600-1, CNC-600-1)

Die CNC600-1 war eine modulares, universelles, numerisches Steuerungssystem für bis zu fünf NC-Achsen, bevorzugt für Werkzeugmaschinen (Dreh-, Bohr- und Fräsmaschinen), hergestellt ab Anfang der 1980er Jahre beim VEB Numerik in Chemnitz. Die mechanische Auflösung der Anlage betrug 0,001 mm bzw. 0,001°, die maximale Arbeitsgeschwindigkeit lag 20m/min (Eilgang).


Steuerung CNC600-1 (produktive Variante)

Als Lochbandleser war in der CNC600-1 der FS331 eingebaut.

Die Speicherbestückung unterschied sich je nach Anwendungsbereich:

CNC-Maschinensteuerung Numerik CNC600-3

(Alias CNC 600-3)

Bei dieser Anlage vom Hersteller VEB Numerik handelte es sich um ein Steuerungssystem für Fertigungszellen. Die CNC600-3 stellt eine Weiterentwicklung der der CNC600-1 und war speziell für den bedienarmen / bedienerlosen Betrieb konzipiert.


Steuerung CNC600-3 (Werkstattvariante)

Rückansicht der CNC600-3

Gegenüber der CNC600-1 hatte die CNC600-3 einen größeren Programmspeicher. Außerdem wurde bei der CNC600-3 als Lochbandleser der Nisa Consul 337 eingesetzt, während bei der CNC600-1 der Lochbandleser FS331 benutzt wurde. Äußerlich unterschieden sich beide Rechner nur im Namenszug.


Komponenten der CNC600

Leitrechner

Er war der Masterrechner und organisierte die Kommunikation mit den anderen Rechnern. Außerdem enthielt er die Arbeitsdaten und war für das Ansprechen der Peripheriegeräte zuständig. Da der Adressraum von 64 KByte hier überschritten wurde, war eine Bankumschaltung per MEMDI-Signal notwendig.


PMC-Rechner (links) und Leitrechner (rechts)

Platinenbestückung:
K2521Prozessor
K3521mehrfach eingesetzt, 4 KByte statischer RAM, akkugepuffert
K3525mehrfach eingesetzt, 16 KByte dyn. RAM (Bestückt mit 8 KByte oder 12 KByte)
K3820mehrfach eingesetzt, 16 KByte ROM
AS Anschluss Lochbandleser / Lochbandstanzer DT105S oder daro 1215
ANA Ansteuerung für Bildschirm (32x8 Zeichen)
PRE/DNC2x Schnittstelle IFSS oder V.24 + 4 KByte EPROM
K0420EPROMer


Bedienblendenrechner

Er diente der Kommunikation mit dem Bediener (Auswertung der Tasten, Realisierung der Anzeigefunktionen).


Bedienblendenrechner

Platinenbestückung:
K2521Prozessor (mit 0,25 KByte RAM und 1 KByte ROM)
KBG Kabelinterface zur Erreichung von Kabellängen bis 50m


Wegesteuerung und Lageregelungsrechner

Er diente der Ansteuerung der DA-Wandler sowie dem Ist/Sollvergleich der Motoren.


Wegesteuerung und Lageregelungsrechner

Platinenbestückung:
K2521Hauptprozessor
Lagesteuerungssubmodulemax. 5 Einheiten, auf Basis des U880-Prozessors
MSE max. 5 Einheiten, Messsystemeingänge, für inkrementelle Geber, Inductosyn und Resolver
DA-Wandlermax. 5 Einheiten, 15 Bit Auflösung, ±10V


PMC-Rechner

Bei dieser Baugruppe handelte es sich um eine klassische Maschinensteuerung für für max. 480 Eingangs/Ausgangssignale, die per Boolescher Logik verknüpft werden konnten.

Platinenbestückung:
K2521Prozessor (mit 3 KByte EPROM)
K35214 KByte statischer RAM mit Akkupufferung
K382016 KByte EPROM
AS PEASbidirektionales Interface (max 50m Kabellänge, 20 KByte/s) zu den Sensoren


PEAS

Die PEAS (Programmierbare Ein-Ausgabe Steuerung) diente der Anbindung der Maschinenperipherie (Sensoren/Aktoren) und damit zu deren logischer Verarbeitung im PMC-Rechner. Sie befand sich außerhalb des Rechnergehäuses in einem eigenen Schaltschrank und wurde per Kabel an die AS PEAS des PMC-Rechners angeschlossen.


ausgebaute PEAS600


Software

Sie untergliederte sich in:


CNC600-Bildschirmausgabe


Verbleib

Einige CNC600 sind heute noch in produktivem Einsatz. Eine weitgehend funktionsfähige CNC600-3 befindet sich im Rechenwerk Computermuseum Halle.


CNC-Maschinensteuerung Numerik CNC700

(Alias CNC 700, CNC 700K, CNC-700K)

(auch als CNC700K bezeichnet, K=Kompakt)
Diese Anlage wurde ab 1985 vom VEB Numerik produziert. Sie war die leistungsfähigste CNC-Steuerung der DDR und wurde für die Automatisierung der Produktionsschritte Bohren, Fräsen, Drehen und Schleifen benutzt. Sie besaß dafür zwei Kanäle, die jeweils acht NC-Achsen steuern konnten.


Bedienteil der CNC700

CNC700 in Einbauvariante

Prozessorschrank der CNC700

Die Anlage bestand aus einem einen kompakten Bedienteil, einem Rechnerschrank und einer PEAS (Ein/Ausgabeteil). Zur Kommunikation mit dem Bediener dienten ein Einbaubildschirm (der erstmals unterschiedliche Schriftgrößen darstellen konnte) und die Fronttasten.

Wo existieren noch CNC700-Steuerungen?


CNC-Maschinensteuerung Numerik CNC7010

(Alias CNC-7000, CNC7000, CNC 7000, CNC-7010, CNC 7010)

Unter diesem Namen wurde vom VEB Numerik eine CNC-Steuerung entwickelt, die auf dem MMS16-Leiterplattensatz basierte, also ein naher Verwandter der MRS7000 war.


Bedienteil der CNC7010

Steuerung CNC7010

Die Steuerung wurde ab 1989 gefertigt, allerdings nur in kleinen Stückzahlen. Heute gilt die CNC7010 als ausgestorben.


CNC-Maschinensteuerungsserie CNC-H600

Diese vom VEB Numerik hergestellten Geräteserie umfasste CNC-H642, CNC-H645 und CNC-H646 und war ein Nachfolger der CNC600. Gegenüber dem Vorgänger CNC600 waren die CNC-H600-Geräte kompakter (statt eines Rechnerschrankes war die gesamte Elektronik im Bedienteil untergebracht), allerdings war die Anzahl der steuerbaren Achsen geringer. Als externe Komponente war eine PEAS notwendig, die die Leistungsstufen für die Steuerung der Motoren enthielt.


Steuerung CNC-H600 (CNC-H645)

Inwendig waren die CNC-H600-Geräte aus vier großen Leiterplatten aufgebaut, bestückt mit zwei mit 4 MHz getakteten Prozessoren U880. Ein Prozessor bildete den Eingaberechner und übernahm: Der andere Prozessor bildete den Wegerechner Die eingebauten RAM-Speicher waren akkugestützt und konnten bei Stromausfall ihren Inhalt bis zu 250h halten. Die Kommunikation mit dem Bediener erfolgte über das Tastenfeld und eine 32-stellige LED-Punktmatrix. Außerdem befanden sich an der Frontplatte zwei Drehknöpfe zum Manipulieren der Drehzahl und des Vorschubes sowie ein Notaustaster für die Anlage. Ein Schlüsselschalter ermöglichte die Verriegelung der Tastatur.

Die Programmierung der Maschinen erfolgte entweder per Handeingabe oder wurde extern vorgenommen, beispielsweise mit dem A5120 oder PRG710 erstellt und dann in Form von ROM-Steckmodulen oder Lochbändern in die Maschine gebracht. Zur Inbetriebnahme diente das Gerät ISP-H601.


CNC-Maschinensteuerung Numerik CNC-H642

Dieser Rechner wurde ab ca. 1986 vom VEB Numerik produziert und zur Steuerung von Bohr- und Fräsmaschinen (drei NC-Achsen) benutzt.

Es ist denkbar, dass sich auch noch einige Exemplare im produktiven Einsatz befinden.


CNC-Maschinensteuerung Numerik CNC-H645

(Alias CNC645, H 645, H-645, CNC-H-645, CNC 645)

Dieser Rechner wurde ab ca. 1986 vom VEB Numerik produziert und zur Steuerung von Drehmaschinen (zwei NC-Achsen) benutzt.


Steuerrechner CNC-H645 mit einigen Zusatzknöpfen

Von der CNC-H645 existiert 1 Exemplar im Rechenwerk Computermuseum Halle. Es ist zu vermuten, dass sich auch noch einige im produktiven Einsatz befinden.


CNC-Maschinensteuerung Numerik CNC-H646

(H 646, H-646, CNC-646, CNC 646, CNC-H-646, CNC646)

Diese Maschinensteuerung wurde ab ca 1986 vom VEB Numerik produziert und zur Steuerung von Fräsmaschinen (drei NC-Achsen) benutzt.


Steuerrechner CNC-H646

Steuerrechner CNC-H646

CNC-H646 als Steuerung eines Fräsautomaten

CNC-H646, geöffnet

Innenansicht der H646

Es ist zu vermuten, dass sich noch einige dieser Geräte im produktiven Einsatz befinden.


Diagnoserechner Numerik LFP1

(Alias LFP 1, LFP-1)

(LFP=Leiterplattenfunktionsprüfgerät) Zur Diagnose der Baugruppen der CNC600-Steuerungen entwickelte Numerik das LFP1, das herstellerintern, bei Servicefirmen und vorort bei großen CNC600-Anwendern (z.B. in der UdSSR) benutzt wurde. Augenscheinlich gab es zwei Varianten: LFP1/1 und LFP1/3, die vermutlich mit CNC600-1 und CNC600-3 korrelierten.

Das LFP war ein 140 kg schweres, schrankartiges Gerät. Zur Eingabe diente eine ansteckbare Tastatur, zur Ausgabe der eingebaute Bildschirm (32x8 Zeichen). Außerdem war noch ein Digitalvoltmeter aus der ESDM-Serie verbaut. Die zur prüfende Leiterplatte wurde auf ein Steckbrett gesteckt, das zusammen mit der Tastatur auf einem Tisch vor dem Rechner stand und mit vielen dicken Leitungen mit den Steckkarten an der Frontseite des LFP1 verbunden war.


Diagnoserechner LFP1

LFP1, Fronttür geöffnet

LFP1-Steckbrett. Unten die beiden Stecker für den Prüfling.

Inwendig war das LFP1 aus K1520-Baugruppen aufgebaut, ähnelte damit stark seinem CNC600-Prüfling. Im unteren Teil des Schrankes befand sich die Einheit mit Prozessor, Speicher, Bildschirmkarte, Tastaturkarte und Magnetkassettencontroller. Im mittleren Teil des Schrankes befand sich, mit der Prozessoreinheit per Busverstärker verbunden, eine weitere Sloteinheit, die die Peripheriekarten für den Prüfling aufnahm. Diese Sloteinheit war doppelt tief, es steckten also jeweils zwei Karten hintereinander, wahrscheinlich um ein Blockieren des Rechners bei problematischen Prüflingen zu vermeiden. Griffseitig waren außerdem noch kurze Opferkarten (Stecker-Buchse-Kombinationen) angebracht, um bei abgenutzten EFS-Steckern einen Austausch preiswert zu machen.


Prozessoreinheit des LFP1

Adapterkarteneinheit zum Anstecken des Steckbretts

Das Betriebssystem des LFP1 war auf fünfunddreißig EPROMs U555 im Rechner verteilt. Für jeden zu prüfenden Kartentyp gab es ein spezifisches Prüfprogramm, das mit dem an der Gerätefront befindlichen K5200-Magnetkassettenlaufwerk geladen wurde.

Die Anzahl der produzierten LFP1 wird sicher nicht viel über 100 gelegen haben. Bis heute haben wahrscheinlich nur zwei Exemplare des LFP1 überlebt. Eins davon ist im Rechenwerk Computermuseum Halle, leider unvollständig und damit nicht funktionsfähig.
Besitzt irgendwo jemand ein LFP bzw. Baugruppen davon?



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