Key visual SINUMERIK History

Eine neue Ära der Präzision

Mit SINUMERIK ONE erreicht Siemens den evolutionären Gipfelpunkt seiner digitalen Steuerungstechnologie. Die Krönung einer Innovation. Was begünstigte die Entstehung der NC-Steuerung und wer brachte sie auf den Weg? 
Die Überwindung der Furcht vor dem ‚zu Neuen‘ mit allen Konsequenzen ist mit am wesentlichsten.
Werner Feist, 1960

Gipfel sind tückische Zeitgenossen. Erlauben sie einem doch erst nach einem beschwerlichen Aufstieg den Genuss einer herrlichen Aussicht. Ähnlich hält es manchmal die Geschichte. Nicht immer führt sie auf direktem Weg vom Ergebnis zurück zu dessen Ursprung. Wer sich auf die Suche nach den frühen Entwicklungsschritten der SINUMERIK macht, findet mehr als einen Ansatz- und Ausgangspunkt. Vor 60 Jahren, im September 1960, präsentiert Siemens wahrscheinlich mit Kundenunterstützung erstmals seine NC-Steuerung auf der Werkzeugmaschinen-Ausstellung in Hannover – und erreicht damit nach Jahren der Forschung und Entwicklung das erste große Etappenziel hin zur SINUMERIK.

Innovation sichtbar machen

Im Zusammenspiel von Mensch und Maschine nimmt die Maschine noch zu wenige Aufgaben ab, gibt Siemens-Ingenieur Dr.-Ing. Werner Feist im Herbst 1960 bei einer Fachtagung zu bedenken. Immer wieder muss sie in der Fertigung einzelner Teile angehalten werden. Immer noch übernimmt der Mensch die Rolle als „Informationsträger und -speicher“, als „Meßwertaufnehmer und Fühler“, als „Regler für die Maschine“ und als „Stellglied“. Das hält auf, kostet Zeit und Konzentration. Eine Innovation soll die Produktion nachhaltig verändern: „Automatische Werkzeugmaschinenregelungen“, besser bekannt als numerische Steuerungen.

 

Bildstark schildert Feist damals, wie anstrengend und fehleranfällig die Gegenwart der Produktion ist und wie automatisiert und präzise ihre Zukunft sein kann. Wenige Monate zuvor, zu Beginn dieses neuen Jahrzehnts, wagen die Siemens-Entwickler den Schritt in die Öffentlichkeit. Im September 1960 bauen sie „labormäßig“ auf der Werkzeugmaschinenausstellung in Hannover „zwei Ausführungen der SSW“ (Siemens-Schuckertwerke, 1966 in SIEMENS AG aufgegangen) auf. Die NC-Steuerung, die Siemens wohl in Kundenkooperation vorstellt, ist relaistechnikbasiert und auf Punkt- und Streckensteuerung ausgerichtet. Begeistert teilt Werner Feist wenig später, während seines Vortrags, vor dem Fachpublikum ein Idealbild des Einsatzes von NC-Steuerungen: „Alle für die Erzeugung des Werkstückes notwendigen Tätigkeiten sind in einem Informationsspeicher enthalten. Dieser wird nicht mehr in der Werkstatt selbst (…) hergestellt, sondern außerhalb der Werkstatt festgelegt. (…) Die Maschine muß in jeder Hinsicht durch Signale beeinflußbar sein. Durch Wechseln des Informationsspeichers und gegebenenfalls durch Wechseln von voreingestellten Werkzeugen ist die Maschine sofort mit geringster Rüstzeit auf eine andere Arbeit ihres Bereiches umstellbar."

Je besser das Standzeitverhalten der Werkzeuge ist, umsomehr wird aus der Maschine ein idealer Automat.
Werner Feist, 1960

Inspiration zulassen – und eigene Wege gehen

Der Funke springt etwa fünf Jahre zuvor über. 1955 lässt sich Siemens auf einer Werkzeugmaschinenausstellung in den USA inspirieren, erinnert sich Werner Feist im November 1960 an die Entwicklungsschritte zurück. Dort werden „einige Werkzeugmaschinen – auch größerer Bauart – in Betrieb“ gezeigt, die „ohne Kurvenscheiben und Schablonen vollautomatisch arbeiteten.“

Sie wurden mittels eines Informationsspeichers in Form eines Lochstreifens oder eines Tonbandes gesteuert. Die Werkzeugmaschinen arbeiteten – und das ist das Neue – als Glied einer Kette datenverarbeitender Einrichtungen.
Werner Feist, 1960

In den Vereinigten Staaten wird die Technologie, die Fertigungsprozesse nachhaltig verändert, vor allem vor dem verteidigungswirtschaftlichen Hintergrund des Kalten Krieges forciert. Einen Prototyp eines NC-Systems für Werkzeugmaschinen lernt die Öffentlichkeit im September 1952 kennen. Er ist das Ergebnis der Arbeit des „Servomechanism

Laboratory (Servo Lab)“ der Spitzenuniversität Massachusetts Institute of Technology (MIT): Eine dreiachsenbahngesteuerte Vertikalfräsmaschine, die über Lochstreifen gesteuert wird. 

 

In der Bundesrepublik sucht Siemens proaktiv Lösungen für eine eigene numerische Steuerung. Werner Feist verfolgt die Entwicklung auf Ausstellungen in den USA und Europa genau. Ab ca. 1957 macht er sich in Nürnberg mit seinem Bereich im ZW-Labor, also in der Zentralen Werksforschung, daran, eine eigene NC-Steuerung zu entwickeln. Dabei orientiert sich das Team auch an amerikanischen Herstellern und lotet Bedarfe potenzieller Kunden aus. Seine Ideen konkretisieren sich bald. Auf der 6. Europäischen Werkzeugmaschinen-Ausstellung 1959 in Paris nutzte vermutlich eine Zahnradfabrik erstmals ein Vorführmodell mit einer NC-Steuerung von Siemens.

 

Es ist ein Wettlauf gegen die Zeit. „Die Technik der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine ist nach unserer heutigen Kenntnis überall im Vordringen, obgleich wir es hier in Deutschland noch schwerer haben und im Hintertreffen sind“, vergleicht Werner Feist im Jahr 1960 die Situation mit Blick auf die USA.

Unverkennbar werden

Am 1. August 1961 wird es amtlich: Mit Dr.-Ing. Paul Volk aus Erlangen als „Erfinder“ melden die Siemens-Schuckertwerke die „Numerische Steuerung von Arbeitsmaschinen, insbesondere Werkzeugmaschinen“ zum Patent an. Das Innovationspotenzial liegt in der Kombination von Weg- und Zeitmessung. In der Patentschrift vom 12. März 1964 heißt es: „Die Erfindung besteht darin, daß mit Hilfe der digitalen Wegmessung eine Grobpositionierung erfolgt, wohingegen die Feinpositionierung mit Hilfe der Zeitmessung vorgenommen wird, auf die nach Erreichen des Weg-Sollwertes der Grobmessung umgeschaltet wird. Die Zeitmessung kann beispielsweise digital durch quarzgesteuerte Zeitgeber, z. B. Hochfrequenzsender, erfolgen, dessen Strom-Nulldurchgänge abgezählt werden.

Für weitere drei Jahre trägt die NC-Steuerung von Siemens nur diesen allgemeinen Namen. 1964 wird sie getauft: Siemens bringt erstmals eine NC-Steuerung für Werkzeugmaschinen unter dem Namen SINUMERIK auf den Markt. Den Übergang erklären die Siemens-Ingenieure Werner Geyer und Siegfried Waller in einem Artikel in der Siemens Zeitschrift:

Die gewonnenen technologischen Erfahrungen, aber auch neue Impulse der Halbleitertechnik führten unter konsequenter Verfolgung dieses Weges zu einem neuen System, der SINUMERIK.
Werner Geyer und Siegfried Waller, 1964

Still steht es nie, das neue System. Siemens erweitert sukzessive die Funktionalitäten der SINUMERIK und differenziert Steuerungsversionen für die Bearbeitungstechniken Drehen, Fräsen, Schleifen und Nibbeln aus. Mit der SINUMERIK 580 präsentiert Siemens 1973 schließlich eine „frei programmierbare numerische Steuerung“ mit dem Zusatz CNC, also Computerized Numerical Control. Eine weitere wichtige Wegmarke auf dem langen Weg zum Gipfel.

 

Bilder-Galerie zu den Anfängen der SINUMERIK