SINUMERIK znamenal novou éru v přesnosti

SINUMERIK ONE je další generace řídicího systému, díky kterému společnost Siemens opět posunula hranice propojení CNC řízení a digitálních technologií. Současná špička v oblasti inovací. Co však stálo za vznikem číslicového řídicího systému a kdo jej uvedl do provozu?

„Důležitým aspektem k úspěchu je překonat strach z toho, co je příliš nové, i se všemi následky.“
Werner Feist, 1960

Tak jako vrcholky hor mohou být dost zrádné a mnohdy vám nezapomenutelný výhled umožní až po dlouhém a náročném výstupu, tak je to často i v historii a v jejím vývoji. Ne vždy vidíme u výsledku jeho původ a cestu k jeho dosažení. A pokud se podíváme na ranné začátky vývoje systému SINUMERIK, zjistíme, že měl více než jeden začátek. Před 60 lety – v září 1960 – společnost Siemens s podporou svých zákazníků poprvé představila číslicový řídicí systém na průmyslovém veletrhu obrábění v německém Hannoveru.  Po letech výzkumu a vývoje to znamenalo první velký krok směrem ke vzniku systému SINUMERIK.

Viditelné inovace

^{Trojrozměrné řízení dráhy nástrojů SINUMERIK na modelu frézovacího stroje, 1967 (zdroj: Siemens Historical Institute)}

Na podzimní konferenci v roce 1960 inženýr Dr. Werner Feist ze společnosti Siemens upozornil, že v případě spolupráce mezi člověkem a strojem, vykonává stroj stále příliš málo úloh. Během výroby jednotlivých komponent se musel stroj neustále zastavovat. Člověk tak tenkrát stále zastával roli „nosiče informací a paměti“, fungoval jako „snímač a senzor“, jako „řídicí systém stroje“ či jako „pohon a regulátor“. To samozřejmě vyžadovalo spoustu času a maximální soustředěnost. Proto bylo potřeba do výroby přinést něco inovativního, co udržitelným způsobem změní výrobu. Na řadu proto přichází „automatizované řízení obrábění“, spíše známé jako „číslicové řídicí systémy“.

Tenkrát Dr. Feist barvitě popsal, jak únavná a náchylná k chybám byla tehdejší výroba, a představil nové možnosti automatizace a zpřesnění procesů do budoucna. Jen o několik měsíců dříve – v září 1960 – vývojáři společnosti Siemens upoutali pozornost veřejnosti, když na veletrhu obrábění v německém Hannoveru předvedli „dvě verze makety SSW“ (Siemens-Schuckertwerke, v roce 1966 zfúzoval do koncernu SIEMENS AG). 

Číslicové řízení (NC), které Siemens představil pravděpodobně ve spolupráci se svými zákazníky, bylo založeno na reléové technologii a zaměřeno na řízení bodů a drah nástrojů. Jen o pár měsíců později se Werner Feist nadšeně podělil o svůj pohled na využití číslicového řízení s odborníky z oboru. „Všechny činnosti potřebné k vyrobení obrobku jsou uloženy v informační paměti. Paměť již není vytvářena v dílně, ale mimo ni. Stroj musí mít možnost být ovládán pomocí signálů. Když změníme informační paměť a v případě potřeby změníme přednastavené nástroje, můžeme stroj okamžitě převést na další podobnou úlohu s minimální dobou nastavování,“ vysvětlil Feist.

„Čím lepší reakce a životnost nástroje, tím víc se zvyšuje jeho schopnost automatizace.“
Werner Feist, 1960

Inspirujte se, ale hledejte i vlastní cestu

Celá myšlenka se zrodila zhruba o pět let dříve. V roce 1955 se společnost Siemens inspirovala na výstavě obráběcích strojů v USA, kde byl předveden provoz obráběcích strojů, včetně těch velkých, a které pracovaly zcela automaticky bez vaček a předloh. V listopadu 1960 si pak Werner Feist vzpomněl na různé fáze vývoje.

„Stroje byly řízeny pomocí informační paměti ve formě děrné nebo magnetické pásky. Obráběcí stroje pracovaly – a právě to bylo zcela nové –  jako spojovací články v řetězci zařízení pro zpracování dat.“
Werner Feist,1960

I přes ekonomické a politické pozadí studené války, Spojené státy silně podporovaly vývoj technologií, které přinášely trvalé změny do výrobních procesů. A v září 1952 byl veřejnosti představen prototyp NC systému pro obráběcí stroje, který byl výsledkem vývoje servomechanické laboratoře z Massachusetts Institute of Technology (MIT). Jednalo se o tříosý kontinuální vertikální frézovací stroj s řízením drah nástrojů a regulací děrnou páskou. 

Mezitím ve Spolkové republice Německo, společnost Siemens aktivně hledala řešení pro svůj vlastní číslicový řídicí systém a Werner Feist intenzivně sledoval trendy na veletrzích v USA a v Evropě. Až zhruba od roku 1957 začal s vývojem svého vlastního číslicového řídicího systému v Ústřední výzkumné laboratoři v Norimberku. Jeho tým se také zaměřoval na americké výrobce a zkoumal potřeby potenciálních zákazníků. Jeho nápady však začaly brzy nabývat konkrétní podoby. Už na šesté evropské výstavě obráběcích strojů v Paříži v roce 1959 byla továrna na převodovky pravděpodobně první, která použila předváděcí model s NC řízením od společnosti Siemens.

Tato událost spustila závod s časem. V roce 1960 porovnal Werner Feist situaci s tím, co se děje v USA: „Co zatím víme je, že na vývoji technologie číslicově řízeného obráběcího stroje se pracuje téměř všude, i když tady v Německu jsme trochu ve složitější situaci a poněkud zaostáváme.“

Nezaměnitelný systém

^{SINUMERIK S na cylindrické brusce, 1965 (zdroj: Siemens Historical Institute)}

A 1. srpna 1961 to bylo oficiální – společnost Siemens-Schuckertwerke patentovala s dr.-Ing. Paulem Volkou z německého Erlangenu, jako vynálezcem, „číslicový systém pro řízení výrobních strojů, zejména obráběcích strojů.“ Potenciál inovace spočíval v kombinaci měření vzdálenosti a času.

Ve specifikaci k patentu z 12. března 1964 se uvádí: „Vynález zahrnuje hrubé polohování prováděné pomocí digitálního měření vzdálenosti, zatímco jemné polohování probíhá na základě měření času, na něž se hrubé měření přepne po dosažení požadované vzdálenosti. Měření času může být provedeno například digitálně časovači řízenými křemenným výbrusem, např. vysokofrekvenčními vysílači, u nichž se počítají aktuální výchozí body.“

Další tři roky byl číslicový řídicí systém společnosti Siemens známý pouze pod tímto obecným pojmem. Své vlastní obchodní jméno dostal teprve až v roce 1964, kdy společnost Siemens poprvé představila číslicový řídicí systém pro obráběcí stroje pod názvem SINUMERIK. Technici Werner Geyer a Siegfried Waller popsali přechod na nový systém v článku ve firemním časopise Siemens:

„Získané technologické zkušenosti a nové impulzy v polovodičové technologii vedly ke vzniku nového systému SINUMERIK.“
Werner Geyer a Siegfried Waller, 1964

^{Stroj pro řezání plamenem se systémem SINUMERIK 580, 1973 (zdroj: Siemens Historical Institute)}

Vývoj nového systému se však samozřejmě nikdy nezastavil. Společnost Siemens postupem času rozšířila jeho funkce a představila různé možnosti řízení pro soustružení, frézování, broušení a prostřihování. A v roce 1973 společnost uvedla na trh SINUMERIK 580 - „volně programovatelný systém číslicového řízení“ - doplněný o počítačové řízení CNC. To bylo dalším důležitým milníkem systému SINUMERIK při jeho cestě na vrchol.