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Schleifen mit 64-Bit-Architektur
oder 9 Milliarden Kilometer bis zur Arbeit

3D-Simulation: Rohling für eine Profilplatte. Screenshot: Multigrind® Horizon Schleifsoftware

3D-Simulation: Rohling für eine Profilplatte. Screenshot Haas: Multigrind® Horizon Schleifsoftware


Schleifen mit 64-Bit-Architektur

Seit unsere Schleifsoftware Multigrind® Horizon und die Siemens Steuerung 840 SL auf eine 64-Bit-Architektur ausgelegt sind, werden wir von unseren Anwendern ab und an gefragt, wo denn genau die Unterschiede zwischen einer 32-Bit- und einer 64-Bit-Architektur liegen? Und natürlich wollen unsere Kunden auch wissen, welche Vorteile sie von dieser Umstellung haben: beim Programmieren der Schleifsoftware und dann beim Schleifen selbst. Genau darum soll es heute hier im Schleifblog gehen.

Dipl.-Ing. (FH) Thomas Wacker, einer der maßgeblichen Köpfe hinter unserer Schleifsoftware Multigrind<sup>®</sup> Horizon

Dipl.-Ing. (FH) Thomas Wacker, einer der maßgeblichen Köpfe hinter unserer Schleifsoftware Multigrind® Horizon

85.000 Jahre bis zur Arbeit
Bevor wir aber zu den konkreten Vorteilen der 64-Bit-Architektur kommen, hier eine schöne Analogie, die unser Kollege Thomas Wacker aus unserer Softwareabteilung formuliert hat: Wenn 32 Bit einer Entfernung von rund 2 Kilometern (oder 2(32-1) µm) entsprechen, dann entsprechen 64 Bit einer Entfernung von rund 9 Milliarden Kilometern (oder 2(64-1) µm). Mal angenommen, für die 2 km zur Arbeit brauchen Sie ca. 20 Minuten (stramme Schrittgeschwindigkeit), dann brauchen Sie für die 9 Milliarden km gut 85.000 Jahre.

3D-Schleifsimulationen laufen im 64-Bit-Modus flüssiger, hier auf einer Multigrind® CA Schleifmaschine

3D-Schleifsimulationen laufen im 64-Bit-Modus flüssiger, hier auf einer Multigrind® CA Schleifmaschine

9.223.372.036.854.775.808
Vereinfacht gesagt, können Prozessoren mit einer 64-Bit-Architektur (Wortbreite) aufgrund ihrer Bauart 64 Bit (8 Byte) gleichzeitig während eines Taktes verarbeiten. Das ist vergleichbar mit vier Spuren auf der Autobahn anstatt nur zwei.

Datendurchsatz fast verdoppelt
Softwareprogramme, die auf eine solche 64-Bit-Architektur ausgelegt sind, können maximal einen Speicherbereich (Arbeitsspeicher oder virtueller Speicher) von 2(64-1) Bit adressieren. Dadurch können wesentlich komplexere Datenstrukturen dargestellt werden. Bezieht man dies auf grafische Elemente kann man dieselbe Grafik – theoretisch – etwa 10-Millionenfach detaillierter abbilden.

Multigrind® Horizon nutzt den gesamten Speicher
Der Wert 2(64-1) Bit entspricht 9.223.372.036.854.775.808 Bit (dies sind 1 Exabyte (EB) oder etwa einer Milliarde Gigabyte (GB)). Ihr Smartphone, das Sie jeden Tag nutzen, hat vermutlich einen Arbeitsspeicher 1 bis 2 GB und eine Speicherkapazität von 64 oder 126 Gigabyte, nur dass man mal einen Größenvergleich hat. Dies sind natürlich nur theoretische Werte. Denn was nützt es einem Dirigenten, wenn er gleichzeitig 2000 Musiker dirigieren könnte, aber in seinem Orchester gerade mal fünf Leute sitzen. Für unsere Arbeit bedeutet die 64-Bit-Architektur, dass wir auf jeden Fall den gesamten installierten Speicher nutzen.

Die bekannten 32-Bit-Softwareprogramme können übrigens maximal einen Speicherbereich von 2(32-1) Bit (2.147.483.648 Bit) gleichzeitig adressieren. Das sind gerade mal zwei Gbit!

Implantat eines Kniegelenks (Femur). Vom Rohling zum fertigen Implantat: geschliffen auf einer Multigrind<sup>®</sup> CB von Haas

Implantat eines Kniegelenks (Femur). Vom Rohling zum fertigen Implantat: geschliffen auf einer Multigrind® CB von Haas

Hochkomplexe Schleifgeometrien schnell berechnen
Mit diesem Vergleich wird klar: 64-Bit bedeuten sehr viel Rechenpower und noch mehr Reichweite, vorausgesetzt die Hard- und Software in Ihrer Fertigung sind dazu in der Lage. Da wir es beim Schleifen und vor allem beim Programmieren unserer Schleifprozesse mit sehr großen Datenmengen zu tun haben, werden die Berechnungen hochkomplexer Schleifgeometrien dank 64-Bit-Modus wesentlich schneller. Außerdem laufen die grafischen Darstellungen unserer 3D-Schleifsimulationen im 64-Bit-Modus sehr viel flüssiger, und sie sind detailreicher. Damit können mit unseren Horizon-Softwarepaketen auch komplexe Schleifwege in kürzester Zeit vom Anwender simuliert und kontrolliert werden. Wir haben Wolfram Hermle gefragt, was es mit der 64-Bit-Architektur auf sich hat.

Wolfram Hermle, Software-Chef, erklärt Funktion und Vorzüge der Haas-Schleifsoftware Multigrind<sup>®</sup> Horizon

Wolfram Hermle, Software-Chef, erklärt Funktion und Vorzüge der Haas-Schleifsoftware Multigrind® Horizon

Schleifblog: Herr Hermle, wann haben Sie begonnen, die Haas-Schleifsoftware Multigrind® Horizon auf 64-Bit-Architektur auszulegen?
Wolfram Hermle: Eigentlich von der Stunde 0 an. Wir legen bei Haas großen Wert auf Kompatibilität. Wir verwenden prinzipiell keine exotischen Datenstrukturen, die einen Umstieg auf andere Datenbandbreiten erschweren.

Ist die gesamte Schleifsoftware von Haas auf 64-Bit ausgelegt?
Nahezu! Wir arbeiten noch an der Kompatibilität der Datenstrukturen von Bestandskunden, die zum Teil noch Daten in 32- oder gar 16-Bit-Struktur haben.

Wie wirkt sich die 64-Bit-Architektur auf die tägliche Arbeit der Haas-Kunden aus?
Eigentlich soll der Nutzer bewusst nichts davon mitbekommen – außer dem Genuss, dass er eben nicht so schnell an Grenzen stößt, dass die Grafiken und Simulationen brillanter werden, und dass eben alles etwas schneller gehen kann.

Gibt es Schleifaufgaben, die besonders von 64-Bit profitieren?
Bei der Bearbeitung komplexer Strukturen, die eventuell als CAD Solid vorgegeben werden, konnte man bis dato schon mal die Grenzen erfahren. Da sollte das Arbeiten auf der großen „64-Bit-Autobahn“ viel mehr Spaß machen.

Was ist aus Ihrer Sicht wichtiger, die Schleifsoftware oder Mechanik der Schleifmaschine?
Wir bewegen uns mit unseren Produkten in einer realen Welt. Wir haben reale Werkstücke, reale Werkzeuge, reale Prozesse und eben auch reale Maschinen. Solange wir uns in der realen Welt bewegen, stellt sich diese Frage eigentlich nicht. Zweifellos müssen immer beide Faktoren, Schleifsoftware und Schleifmaschine höchsten Ansprüchen genügen und mit den Herausforderungen „wachsen“.

Wissen Sie eigentlich noch, wie groß die Festplatte Ihres ersten Computers war?
Festplatten waren schier unerschwinglich. (lacht) Floppylaufwerke waren die Antwort, kennt heute kein Mensch mehr! Ich hatte zwei Stück davon, da passten ganze 364 kB drauf. Aus heutiger Sicht ein Witz. Wir haben wirklich die Bytes gezählt, um Platz zu sparen. 1 MB Speicher kostete damals rund 5 Mark (2,56 Euro), und es wurde ernsthaft behauptet, dass man an diesen Preisen nichts mehr ändern könne. Arbeitsspeicher war damals schon 1 MB. Aber das ist ja auch schon 1,7×213 Tage her.

Vielen Dank für das Gespräch!

Kann stundenlang über komplexe Algorithmen nachdenken und das Ergebnis verständlich erklären: Wolfram Hermle

Kann stundenlang über komplexe Algorithmen nachdenken und das Ergebnis verständlich erklären: Wolfram Hermle

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全方位解决方案:以一次装夹实现 无钻孔型材刀片磨削

完美契合:通过全新哈斯马格装夹系统完整加工无钻孔型材刀片

完美契合:通过全新哈斯马格装夹系统完整加工无钻孔型材刀片

磨削专家相互切磋:Frédéric Brenat(右)与Thomas Bader

磨削专家相互切磋:Frédéric Brenat(右)与Thomas Bader

无钻孔,高难度
有些磨削任务同样对经验丰富的磨削机械制造商提出挑战。例如,如何装夹十分微小但却没有钻孔的型材刀片?“我们所面临的这项任务并非易事。”哈斯马格应用工程师Frédéric Brenat说道,“因为客户希望型材刀片从每个侧面获得完整磨削,而且是通过单次装夹。”哈斯马格以创新方案解决了这项任务:型材刀片借助两个挺杆之间的力锁合获得装夹,之后便可毫无阻碍地通过相应的砂轮进行全范围加工。

对于Thomas Bader来说,没有解决不了的问题,至少在磨削方面。

对于Thomas Bader来说,没有解决不了的问题,至少在磨削方面。

这项360度解决方案可以说是哈斯马格的特点所在。“得益于全新轭式装夹,我们能够通过一次装夹完整加工凹或凸状轮廓的无钻孔工件。”充满激情的工程师Thomas Bader说道。言语中流露出战胜挑战的喜悦,“哈斯马格一直以提供一体式经济型完整磨削工艺为目标。”这项全新装夹技术可在所有哈斯马格磨床中获得应用。以前,要进行此类加工,需要两台磨床,一台进行尺寸磨削,另一台进行轮廓磨削,而如今只需一台哈斯马格 Multigrind®通用磨床 von Haas.

完美契合,毫无空隙:哈斯马格无钻孔型材刀片装夹

完美契合,毫无空隙:哈斯马格无钻孔型材刀片装夹

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Une solution qui tourne rond : rectifier en un seul serrage des plaquettes de profil sans trou

Parfaite tenue : une plaquette profilée sans trou est maintenue dans le nouveau dispositif de serrage Haas en vue d’être rectifiée entièrement

Parfaite tenue : une plaquette profilée sans trou est maintenue dans le nouveau dispositif de serrage Haas en vue d’être rectifiée entièrement

Experts en rectification : Frédéric Brenat (à droite) et Thomas Bader

Experts en rectification : Frédéric Brenat (à droite) et Thomas Bader

Une solution qui a de la profondeur même sans trou
Il existe des tâches de rectification qui mettent encore au défi les constructeurs de rectifieuses, aussi chevronnés soient-ils. Comment serre-t-on, par exemple, une plaque profilée sans trou de dimensions assez petites ? « Ce n’était pas une mince affaire », avoue Frédéric Brenat, ingénieur en applications chez Haas. « Le client souhaitait en effet rectifier complètement la plaque profilée de chaque côté, et ce en un seul serrage. » Le défi a été relevé avec force et astuce : la plaque profilée est serrée entre deux doigts de manière à être facilement usinée de tous les côtés avec les meules requises.

Pour Thomas Bader, il existe toujours une solution, du moins en matière de rectification.

Pour Thomas Bader, il existe toujours une solution, du moins en matière de rectification.

Une solution à 360°, si l’on peut s’exprimer ainsi. Bref, une solution signée Haas. « Grâce à ce nouveau dispositif de serrage, nous pouvons usiner en un seul serrage des pièces sans trou présentant des contours concaves ou convexes », précise non sans une certaine satisfaction l’ingénieur par vocation Thomas Bader. « Chez Haas, nous cherchons toujours à proposer un processus de rectification économique complet assuré par un seul et même serrage. » Ce nouveau type de serrage peut être mis en œuvre sur toutes les rectifieuses Haas. Là où il fallait utiliser deux rectifieuses (une pour le pourtour et une pour le profil), une seule rectifieuse universelle Multigrind® Haas suffit.

Rigide, flexible et ne laisse pas passer l’air : le dispositif de serrage Haas destiné aux plaques profilées sans trou

Rigide, flexible et ne laisse pas passer l’air : le dispositif de serrage Haas destiné aux plaques profilées sans trou

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Schneewittchensarg im Vitra Design Museum (18.11.2016 – 12.3.2017)

Schlüsselwerk von Dieter Rams: Schneewittchensarg SK 55 von Braun. Foto: Andreas Sütterlin

Schlüsselwerk von Dieter Rams: Schneewittchensarg SK 55 von Braun. Foto: Andreas Sütterlin

Dieter Rams fordert nachhaltiges Gestalten.

Dieter Rams fordert nachhaltiges Gestalten.

„Gutes Design macht ein Produkt brauchbar“
Lange bevor das Wort „anwenderfreundlich“ von Marketingleuten in Beschlag genommen wurde, hat der Designer Dieter Rams (*1932) in seinen berühmten 10 Thesen zum Design die Forderung erhoben, dass ein der wichtigsten Aufgaben von Design darin besteht, die Brauchbarkeit eines Produkts zu optimieren. Rams wollte Produkte gestalten, die einfach, ehrlich und zeitlos sind. So wie den berühmten Schneewittchensarg von Braun. Dieter Rams, den viele für den einflussreichsten deutschen Designer der letzten Jahrzehnte, halten, wollte Produkte, die einfach zu bedienen und ästhetisch sind. Alles Unnötige hat er weggelassen. In einem Interview mit dem Magazin der Süddeutschen Zeitung sagte er einmal: „Das war immer meine Intention: Dinge zu machen, die nicht überfrachtet sind, sondern sich aufs Wesentliche konzentrieren.“

Dieter Rams im Vitra Design Museum
Wer sich näher mit der Arbeit dieses großartigen Designers befassen möchte, dem sei ein Ausflug nach Weil am Rhein angeraten. Vom 18. November 2016 bis 12. März 2017 präsentiert das Vitra Design Museum im neu eröffneten Vitra Schaudepot eine Ausstellung über Rams‘ Werk. »Dieter Rams. Modular World« zeigt eine Auswahl der von Rams entworfenen Möbel und Elektrogeräte, darunter Schlüsselwerke wie der Schneewittchensarg (Foto oben) oder das Regalsystem 606. Ergänzt wird die Schau durch historisches Bildmaterial und ein Video-Interview, in dem Rams seine Gestaltungsphilosophie erläutert. Die Entwürfe von Rams sind, so die Kuratoren, „Musterbeispiele für nachhaltiges Gestalten und beeinflussen Designer bis heute“. Jonathan Ive, der bei Apple für das Design verantwortlich ist, nennt Rams übrigens ausdrücklich als Vorbild.

Anwenderfreundlich und nachhaltig
Die Forderungen von Dieter Rams an Design können wir Maschinenbauer bei Haas nur unterschreiben. Unsere Multigrind® Produkte, Schleifmaschinen und Schleifsoftware, sollen unaufdringlich und ästhetisch sein; vor allem aber wollen wir unseren Kunden und Anwendern Produkte bieten, die technisch durchdacht, einfach zu bedienen und dabei zuverlässig und langlebig sind. Wir finden, dass uns das mittlerweile ziemlich gut gelingt, aber wir sind vielleicht ein wenig voreingenommen. Denn letzten Endes zählt für uns einzig das Urteil unserer Kunden und Anwender, die tagtäglich mit unseren Schleifmaschinen und unserer Schleifsoftware arbeiten. Für konstruktive Kritik (oder auch ein Lob) sind wir in Trossingen deshalb immer offen!

Schleifen Sie gut!

Dirk Wember

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A Complete Solution: Grind Inserts without Holes, in One Clamping

A perfect fit: Insert without a hole in the new Haas clamping fixture for full-sequence machining. Photograph: Kraas &amp; Lachmann

A perfect fit: Insert without a hole in the new Haas clamping fixture for full-sequence machining. Photograph: Kraas & Lachmann

Haas grinding experts together: Frédéric Brenat (right) and Thomas Bader

Haas grinding experts together: Frédéric Brenat (right) and Thomas Bader

No holes, but lots of brains
Some grinding jobs are challenging even to the most experienced grinding machine manufacturers. For example, how do you clamp a small profile insert that is pretty small and doesn’t have any holes? “Not an easy task we needed to solve,” said Haas applications engineer Frédéric Brenat, “since the customer wanted to completely grind the profile insert on every side, and do so in a full-sequence process.” The challenge was solved with a combination of brains and force: the profile insert was clamped between two opposing, hydraulically-actuated pins, allowing it to easily be machined on all sides with the right grinding wheels.

For Thomas Bader, impossible is not an option, at least when it comes to grinding.

For Thomas Bader, impossible is not an option, at least when it comes to grinding.

Yoke clamp
You could call it a 360-degree solution – and typical Haas. “With this new yoke clamp, we can full-sequence machine concave or convex contours on workpieces without a hole in a single clamping,” said the visibly satisfied hardcore engineer Thomas Bader. “At Haas it is always our goal to offer the entire economical grinding process from one source.” The new clamp can be used in every Haas grinding machine. Where before two grinding machines were used (a peripheral and a profile grinding machine), now you only need one Multigrind® universal grinding machine from Haas.

Fits perfectly between the clamping pins: the new Haas yoke clamp for profile plates without holes

Fits perfectly between the clamping pins: the new Haas yoke clamp for profile plates without holes

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Jochspannung als Rundum-Lösung: Profilplatten ohne Bohrung in einer Aufspannung schleifen

Sitzt perfekt: Profilplatte ohne Bohrung in neuer Haas-Aufspannung zur Komplettbearbeitung

Sitzt perfekt: Profilplatte ohne Bohrung in neuer Haas-Aufspannung zur Komplettbearbeitung

Schleifexperten unter sich: Frédéric Brenat, rechts, und Thomas Bader

Schleifexperten unter sich: Frédéric Brenat (r.) und Thomas Bader

Ohne Bohrung, aber mit Köpfchen
Es gibt Schleifaufgaben, die fordern auch erfahrene Schleifmaschinenbauer noch raus. Wie spannt man zum Beispiel eine eine Profilplatte, die ziemlich klein ist und über keine Bohrung verfügt? „Keine einfache Aufgabe, die uns da gestellt wurde“, sagt Haas-Anwendungstechniker Frédéric Brenat, „denn der Kunde wollte die Profilplatte komplett von jeder Seite schleifen, und zwar in einer einzigen Aufspannung.“ Gelöst wurde die Aufgabe mit Köpfchen und Kraft: die Profilplatte wird mittels Kraftschluss zwischen zwei Stößel gespannt und lässt sich dann mit entsprechenden Schleifscheiben ohne Problem rundum bearbeiten.

Geht nicht, gibt's nicht für Thomas Bader, zumindest wenn's ums Schleifen geht.

Geht nicht, gibt’s nicht für Thomas Bader, zumindest wenn’s ums Schleifen geht.

Jochspannung
Eine 360-Grad Lösung könnte man sagen, und typisch Haas. „Mit dieser neuen Jochspannung können wir Werkstücke ohne Bohrung mit konkaven oder konvexen Konturen in einer Aufspannung komplett bearbeiten“, sagt der sichtlich zufriedene Vollblutingenieur Thomas Bader. „Bei Haas ist es immer unser Ziel, den kompletten wirtschaftlichen Schleifprozess aus einer Hand anzubieten.“ Die neue Aufspannung ist in allen Schleifmaschinen von Haas einsetzbar. Wo vorher zwei Schleifmaschinen eingesetzt wurden (eine Umfang- und eine Profilschleifmaschine) reicht jetzt eine Multigrind® Universalschleifmaschine von Haas.

Sitzt, passt und hat keine Luft: Haas-Spannung für Profilplatten ohne Bohrung

Sitzt, passt und hat keine Luft: Haas-Spannung für Profilplatten ohne Bohrung