Gußputzen Mit Sensorgeführten, Programmierbaren Handhabungsgeräten

ISBN-13: 9783540126515 / Niemiecki / Miękka / 1983 / 144 str.

Eberhard Abele

Opis

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart. Mein besonderer Dank gilt dem Leiter des lnstituts, Herrn Prof. Dr. -Ing. H. -J. Warnecke, fur seine groBzugige Unterstutzung und Forderung, die ent scheidend zur erfolgreichen Durchfuhrung dieser Arbeit beigetragen haben. Herrn Prof. Dr. -Ing. J. Looman danke ich fur die Ubernahme des Korreferats und fur die vielen wertvollen Hinweise, die sich daraus ergaben. Aus dem groBen Kreis der Kollegen des lnstituts, die mich durch ihre Mitarbeit und anregende Kritik unterstutzt haben, mochte ich die Herren Dipl. -Ing. (FH) H. Halm, Dr. -Ing. R. D. Schraft, Dr. -Ing. M. Schweizer sowie Dipl. -Ing. W. Sturz besonders erwahnen. Ihnen allen gilt mein besonderer Dank. Stuttgart 1983 Eberhard Abele I N HAL T S V E R Z E I C H N I S Seite o Abklirzungen und Formelzeichen 12 18 Einleitung 1. 1 Problemstellung 18 1. 2 Zielsetzung und Vorgehensweise 20 21 2 Ausgangssituation 2. 1 Stand der Technik 21 21 2. 1 1 Programmierbare Handhabungsgerate 2. 1. 2 Sensoren 21 2. 2 Analyse des Istzustandes in der GuBputzerei 25 25 2. 2. 1 Werkstlickspektrum 28 2. 2. 2 Bearbeitungsverfahren und Werkzeuge 2. 2. 3 Mogliche StorgroBen bei der Automatisierung 31 Anforderungen an Teilsysteme eines programmier 3 baren GuBputzsystemes 34 34 3. 1 Definition und Aufgaben 3. 2 Teilsysteme zum Ausgleich der Toleranzen 36 36 3. 2. 1 Teilsysteme zum passiven Toleranzausgleich 3. 2."

Spis treści

0 Abkürzungen und Formelzeichen.- 1 Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise.- 2 Ausgangssituation.- 2.1 Stand der Technik.- 2.1.1 Programmierbare Handhabungsgeräte.- 2.1.2 Sensoren.- 2.2 Analyse des Istzustandes in der Gußputzerei.- 2.2.1 Werkstückspektrum.- 2.2.2 Bearbeitungsverfahren und Werkzeuge.- 2.2.3 Mögliche Störgrößen bei der Automatisierung.- 3 Anforderungen an Teilsysteme eines programmierbaren Gußputzsystemes.- 3.1 Definition und Aufgaben.- 3.2 Teilsysteme zum Ausgleich der Toleranzen.- 3.2.1 Teilsysteme zum passiven Toleranzausgleich.- 3.2.2 Sensoren.- 3.2.2.1 Meßgrößenunabhängige Anforderungen.- 3.2.2.2 Kraft- und Momentsensoren.- 3.2.2.3 Sensoren zur Erfassung geometrischer Größen.- 3.3 PHG-Steuerung.- 4 Entwicklung von Teilsystemen zum passiven Toleranzausgleich.- 4.1 Anwendungsbereich und Einsatzproblematik.- 4.2 Funktionsträger zur Realisierung einer definierten Nachgiebigkeit.- 4.3 Konstruktive Gestaltung.- 4.3.1 Einstellbare Nachgiebigkeit.- 4.3.2 Programmierbare Nachgiebigkeit.- 5 Konzeption von sensorgeführten Gußputzsystemen.- 5.1 Begriffsbestimmung und prinzipieller Sensoraufbau.- 5.2 Bewertung von Meßgrößen zur Prozeßidentifikation.- 5.2.1 Geometrische Meßgrößen.- 5.2.2 Technologische Meßgrößen.- 5.3 Bewertung von Stellgrößen.- 5.3.1 Mögliche Stellgrößen und Schnittstellenproblematik.- 5.3.2 Vorschubgeschwindigkeit.- 5.3.3 Schnittiefe.- 5.3.4 Schnittanzahl.- 5.4 Strategien zur Sensorsignalverarbeitung.- 6 Entwicklung von Kraft- und Momentsensoren.- 6.1 Entwicklungskriterien.- 6.1.1 Art der Meßgröße.- 6.1.2 Verfahren zur Meßgrößenumformung.- 6.1.3 Anordnung des Aufnehmers im Kraftfluß.- 6.1.4 Verfahren zur Komponententrennung.- 6.2 Bauformen von Mehrkomponentenaufnehmern.- 6.2.1 Vier-Komponentenaufnehmer auf DMS-Basis.- 6.2.1.1 Aufbau des Aufnehmers.- 6.2.1.2 Berechnung der Verformungskörper.- 6.2.1.3 Berechnung der Spannungszustände nach der Finite-Elemente-Methode.- 6.2.1.4 Ermittlung der Eigenfrequenzen.- 6.2.2 Sechs-Komponentenaufnehmer auf DMS-Basis.- 6.2.2.1 Aufnehmer mit Entkopplungsstäben.- 6.2.2.2 Aufnehmer nach dem Speichen-Nabe-Prinzip.- 6.3 Kalibrierung und Meßergebnisse.- 6.4 Methoden der Signalverarbeitung.- 6.4.1 Korrekturrichtung parallel zur Schnittkraft.- 6.4.2 Korrekturrichtung bezogen auf Werkzeugorientierung.- 7 Entwicklung von geometrieverarbeitenden Sensoren.- 7.1 Bewertung verschiedener Funktionsprinzipien.- 7.2 Zeilensensoren.- 7.2.1 Meßgrößenumformung und Sensoraufbau.- 7.2.2 Verfahren zur Sollwerterzeugung und Signalauswertung.- 7.3 Taktile Flächensensoren.- 7.4 Sensoren zur prozeßbegleitenden Grathöhenmessung.- 7.4.1 Sensoraufbau und Systemintegration.- 7.4.2 Signalverarbeitung.- 8 Erprobung von Gesamtsystemen.- 8.1 Aufbau der Versuchseinrichtungen.- 8.2 Versuchsdurchführung mit passivem Toleranzausgleich.- 8.2.1 Ermittlung der Einsatzkriterien für Werkzeugaufhängungen mit einstellbarer Nachgiebigkeit.- 8.2.2 Anwendung einer Werkzeugaufhängung mit programmierbarer Nachgiebigkeit.- 8.3 Versuchsdurchführung mit Kraft- und Momentsensoren.- 8.3.1 Erprobung der Signalverarbeitung.- 8.3.2 Ermittlung von technologischen Kenngrößen.- 8.3.3 Entgraten mit werkstückvariabler Schnittanzahl.- 8.4 Versuchsdurchführung mit dem Sensor zur prozeßbegleitenden Grathöhenmessung.- 8.4.1 Ermittlung der Fehlereinflüsse beim Abtasten.- 8.4.2 Optimierung der Reglerkennlinie und der Abtastperiode.- 8.4.3 Anwendungsbeispiel und Einsatzkriterien.- 8.5 Abgrenzung des Anwendungsbereiches elastischer Werkzeugaufhängungen und Sensoren.- 9 Zusammenfassung und Ausblick.- 10 Literaturverzeichnis.

O autorze

Prof. Dr.-Ing. Eberhard Abele promovierte am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart. Während seiner 14-jährigen Industrietätigkeit sammelte er internationale Erfahrung als Leiter Fertigungstechnologie und Werkleiter in der Automobilzulieferindustrie. Prof. Abele wurde 1999 an den Lehrstuhl Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen an der TU Darmstadt (PTW) berufen.