Neuentwicklung GL.control

Um bei der schnellen Entwicklung innerhalb der Lasermikrobearbeitung mithalten zu können, müssen nicht nur die Werkzeuge und Maschinen regelmäßig den neuen Anforderungen angepasst werden – auch die dabei zum Einsatz kommende Software gilt es stetig zu erweitern und zu verbessern. Im Jahr 2016 begann der Laseranlagenspezialist GFH GmbH deshalb mit der Optimierung sowie der teilweisen Neuentwicklung der Software GL.control, die er zum Planen, Einstellen und Kompilieren der Maschinendaten einsetzt. Die Version 7 soll die Laufzeit der Lasermaschinen zukünftig optimieren und gleichzeitig Stillstandzeiten reduzieren. Des Weiteren wurde die Benutzer- und Bedienoberfläche umfassend überarbeitet und erweitert: Zwei wesentliche Neuerungen sind dabei die vollintegrierte Lösung zur Replikaerstellung anhand von messtechnisch erfassten Punktewolken sowie die Möglichkeit des Soll-Ist-Vergleichs zwischen CAD-Modell und erfassten Messdaten. Erste Maschinen mit GL.control 7 werden voraussichtlich ab Ende 2017 ausgeliefert.

„Um sowohl die Steuerung unserer Maschinen als auch das Kompilieren von Maschinendaten in einer einzigen Lösung zu vereinen, haben wir im vergangenen Jahr damit begonnen, unsere Bediensoftware GL.control grundlegend zu optimieren“, berichtet Florian Lendner, Mitglied der Geschäftsleitung der GFH GmbH. „In der alten Version erfolgte die Steuerung der CNC-Maschine separat über eine konventionelle Hardwaretastatur, nun wurde sie inkludiert.“ Auch wollte man den herkömmlichen Bildschirm durch einen Screen mit integrierter Touch-Funktion ersetzen, um die Usability zu erhöhen und eine Anpassung an den aktuellen Standard – dem Flat Design – durchzuführen. Der 27“-QHD-Touchscreen wurde speziell für die neue GL.control-Software entworfen, verfügt über eine Auflösung von 2.560 x 1.440 und ist entweder mit einem Stift oder auch mit der Hand bedienbar.

Das Kompilieren der Maschinendaten gestaltete sich in der alten Version ebenfalls als schwierig, da nur ein Ordner mit kompilierten Daten „vorgehalten“ wurde. Ein erneutes Hochladen eines unveränderten Projekts führte oftmals dazu, dass alle Vektoren neu berechnet werden mussten. Dieser Vorgang nahm nicht nur zusätzliche Zeit, sondern auch Mitarbeiterkapazität in Anspruch. Nun wird dieser Schritt nur bei Bedarf und sehr zielgenau durchgeführt, wodurch längere Maschinenstillstandzeiten enorm reduziert werden können. Auch konnten Diagnosemöglichkeiten bei etwaigen Fehlern während des Bearbeitungsprozesses verbessert werden. Die Qualität der bearbeiteten Werkstücke und die zweckmäßigen Funktionen der vorherigen Version mussten dabei natürlich erhalten bleiben. Vom Entwicklerteam wurde Wert darauf gelegt, dass sowohl alte als auch neue Hardware von der optimierten GL.control-Software unterstützt wird. „Eine weitere Herausforderung war, die Frameworks OpenCascasde für die 3D-Darstellung und –Bearbeitung sowie die QT für die graphische Darstellung auf den neuesten Stand der Technik zu bringen“, so Lendner. „Einige bisherige Module wurden dadurch allerdings mit der neuen Softwareversion inkompatibel. Dennoch gelang es uns, Lösungen für diese Probleme zu finden und neue, praktische Funktionen zu etablieren.“

GL.control7 mit Touchscreen

Der 27“-QHD-Touchscreen wurde speziell für die neue GL.control7-Software entworfen, verfügt über eine Auflösung von 2.560 x 1.440 und ist entweder mit einem Stift oder auch mit der Hand bedienbar.

Neue CNC-Features für mehr Leistung

Diese neuen Funktionen der GL.control wurden in mehrere einzelne Bereiche unterteilt und in das Bedien-Interface übernommen: GL.status zeigt beispielsweise alle relevanten Daten in einem überschaubaren Fenster an, wobei die Reihenfolge der Statusfenster frei konfigurierbar ist. Statusinformationen sind ebenfalls in einem separaten Fenster darstellbar in dem auch das CNC-Bedienterminal implementiert ist. GL.jobs ermöglicht es, mehrere Programme aus verschiedenen GL-Modulen hintereinander abzuarbeiten. Es ist nun zudem möglich, am Ende der Jobliste die Kabinentür automatisch zu öffnen oder die Laserdiode auszuschalten. Die neuen GL.nc-Funktionen erlauben zudem ein komfortableres Bearbeiten der NC-Programme: Das verbesserte Syntax-Highlighting ermöglicht es, den Code leichter zu lesen, da beispielsweise Befehlsgruppen und Schlüsselwörter durch verschiedene Farben dargestellt werden. Die einzelnen Funktionsblöcke müssen dann stets in Klammern stehen. Durch Klicken auf eine der Klammern wird die dazugehörige zweite Klammer automatisch markiert, dies erleichtert das Erkennen der Funktionsblöcke. „Dank der neuen Macro-Funktionalität lässt sich der NC-Code zudem auch in anderen Programmen verwenden“, so Lendner. „Bisher musste der Code mühsam herauskopiert werden, wodurch sich schnell Fehler eingeschlichen haben. Jetzt muss eine Änderung im Code nur noch einmal im Macro gemacht werden.“

Die neue Gl.control beinhaltet auch eine verbesserte Grafik-Engine, die auf openGL 2.0 basiert. 2D- und 3D-Vorschaubilder des Bearbeitungsprozesses werden dadurch sehr schnell am Bildschirm dargestellt. Um ein Herausfallen ausgeschnittener Bauteile während des Prozesses zu verhindern, können so genannte Mirkostege eingefügt werden. Außerdem ist nun auch ein automatisches Abrunden der Ecken möglich. Beim Bearbeiten von Graustufenbildern wurden in der vorherigen Lösung die Graustufen entweder durch eine unterschiedliche Laserleistung oder eine variierende Anzahl der Überfahrten realisiert. Nun können durch die neue GL.greyscale-Funktion aus einem Bild die Umrisse der verschiedenen Graustufen extrahiert und mit unterschiedlichen Schraffuren bearbeitet werden. Beispielsweise kann einer schwarzen Fläche im Bild ein Schraffurabstand von 1 µm und einer hellgrauen Fläche ein Schraffurabstand von 100 µm zugewiesen werden – so lassen sich am Bauteil die verschiedenen Graustufen besser umsetzen. Die GL.trepan-Funktion wurde weiterentwickelt, um für einzelne Zeilen einer Trepan-Sequenz variable Parameter erstellen zu können. So ist auch das „Nachstellen“ der z-Achse während einer laufenden Sequenz kein Problem mehr. Zudem sind eine optimierte Such- sowie Filteroption und eine Schnellvorschau verfügbar.

GL.designer2D

Die neue Gl.control7 beinhaltet auch eine verbesserte Grafik-Engine, welche auf openGl 2.0 basiert. 2D- und 3D-Vorschaubilder des Bearbeitungsprozesses werden dadurch sehr schnell am Bildschirm dargestellt.

Volle Bauteilerfassung mittels Kamera und Spezial-Sensor

Die verbesserte GL.vision-Funktion wird benutzt, um mit einer Kamera die jeweiligen Koordinaten auf einem Bauteil genau zu ermitteln. Sehr häufig ist es notwendig, mit diesen Koordinaten Berechnungen durchzuführen. Um ein Bauteil auszurichten, kann man zum Beispiel die Position von zwei Kalibriermarken auf dem Bauteil bestimmen und über trigonometische Funktionen den Verdrehwinkel des Bauteils ausrechnen: „Dazu mussten bisher die mit der Kamera erkannten Koordinaten zunächst in NC-Variablen exportiert werden. Im NC-Programm konnte man dann auf diese Koordinaten mathematische Operationen anwenden“, so Lendner. Nun ist es möglich, direkt im GL.vision-Programm mathematische Operationen mit den erkannten Koordinaten durchzuführen. Zudem wurde die GL.topo-Funktion überarbeitet: Mit Hilfe eines hochgenauen Abstandssensors wird die Topographie des zu bearbeitenden Bauteils abgetastet. Es erhält somit eine digitale Punktewolke innerhalb der Software, die dann mit der GL.designer-3D-Funktion abgetragen werden kann. Somit bekommt man quasi eine exakte Nachfertigung des abgetasteten Bauteils. Wenn es nun nach einem 3D-Abtrag noch Restmaterial auf dem Bauteil gibt – beispielsweise weil die gewünschte Tiefe noch nicht erreicht wurde – kann durch das Topo-Abtasten ein Vergleich der aufgenommenen Punktewolke mit dem Originalbauteil angestellt und das verbliebene Restmaterial einfach und schnell nachbearbeitet werden.

GL.greyscale

Durch die neue GL.greyscale-Funktion kann einer schwarzen Fläche im Bild ein Schraffurabstand von 1 µm und einer hellgrauen Fläche ein Schraffurabstand von 100 µm zugewiesen werden – so können am Bauteil die verschiedenen Graustufen besser umgesetzt werden.

Auch offline die volle Übersicht behalten

Zusätzlich hat GFH die GL.offline, eine Spezialversion der optimierten GL.control entwickelt, welche auf jedem Windows-PC lauffähig ist. Dadurch können Programme auf diesem PC vorbereitet werden, um etwaige Stillstände der Maschine zu vermeiden. In der neuen Version ist es möglich, sich über das Netzwerk direkt mit einer Maschine zu verbinden und erstellte Programme aufzuspielen. Auch das Kompilieren von komplexen Programmen kann am Offline-PC erfolgen, so dass es auch hier zu keinem Maschinenstillstand kommt.

Aktuell werden die finalen Tests der GL.control 7 auf den GFH-eigenen Maschinen in der Präzisionsfertigung in Deggendorf durchgeführt. „Bereits ab Ende des Jahres werden alle Neumaschinen damit ausgeliefert“, erklärt Lendner.