Intelligente Funktionsbausteine Für Numerisch Gesteuerte Werkzeugmaschinen

ISBN-13: 9783540108122 / Niemiecki / Miękka / 1981 / 175 str.

H. Cuntz

Opis

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Assistent am Lehrstuhl und lnsti tut fUr Vlerkzeugmaschinen und Betriebstechnik der Univer sitat Karlsruhe. Herrn Prof. Dr.-Ing. H. Victor, dem verstorbenen Leiter des lnstituts, verdanke ich die Anregung und die beson dere Forderung der Arbeit. Den Referenten Herrn Prof. Dr.-Ing. H. Grabowski, dem Leiter des lnstituts fUr Rechneranwendung in Planung und Konstruktion der Universitat Karlsruhe und Herrn Prof. Dr.-Ing. M. Weck, dem Leiter des Lehrstuhls und lnsti tuts fUr Werkzeugmaschinen am WZL der RWTH in Aachen danke ich fUr ihr Interesse und die eingehende Durch sicht der Arbeit. Den Herren Dr.-Ing. G. Widl, Dipl.-Ing. H.U. Paul und Dipl.-Ing. H. Lenz yom Geschaftsbereich lndustrieaus rUstung der Robert Bosch GmbH in Erbach danke ich fUr die groEzUgige UnterstUtzung und die vorbildliche Zu sammenarbeit bei der DurchfUhrung der Projekte. Meinen Kollegen, den Mitgliedern der Steuerungsgruppe und hier besonders Dipl.-Ing. R. BrUckbauer und Dipl. lng. G. Staiger danke ich fUr die wertvolle UnterstUtzung bei der Erstellung der Arbeit, Dipl.-Ing. M. MUller fUr die anregenden Diskussionen und Dipl.-Ing. Vorsteher vom WZL in Aachen fUr die eingebrachten Vorschlage zur Korrektur der Arbeit. Mein besonderer Dank gilt meinen Eltern, die mir die Ausbildung ermoglichten und meiner Frau Dagmar, die mir bei der Erstellung der Arbeit sehr behilflich war."

Spis treści

1. Einleitung.- 1.1 Entwicklungsstand der NC-Technik.- 1.2 Problemstellung.- 2. Funktionsbausteine Numerischer Steuerungen.- 2.1 Einwirkungsbereiche der numerischen Steuerung.- 2.1.1 Numerische Steuerung und Arbeits- Vorbereitung.- 2.1.2 Numerische Steuerung und Fertigungsprozeß.- 2.1.3 Numerische Steuerung und Qualitätskontrolle.- 2.2 Intelligente Funktionsbausteine.- 3. Funktionsbaustein Werkzeugradiuskorrektur.- 3.1 Anforderungen an eine universelle Werkzeugradiuskorrektur.- 3.1.1 Diskussion der möglichen Bahn- Übergänge.- 3.1.2 Die kombinierte Werkzeugradiuskorrektur.- 3.2 Aufgaben einer NC-Satzvorbereitungslogik.- 3.2.1 Definitionen.- 3.2.2 Die Arbeitsweise der kombinierten Werkzeugradiuskorrektur beim Einund Austritt.- 3.3 Verfahren zur Feststellung des aktuellen Bahnübergangs.- 3.3.1 Bestimmung der möglichen Kombinationen.- 3.3.2 Systematisierung der Fallunterscheidung.- 3.3.3 Bestimmung der Versatzvektoren bei Linear- und Zurkularinterpolation.- 3.4 Ermittlung der versetzten Bahneckpunkte.- 3.4.1 Bestimmung des Schnittpunkts Gerade- Gerade.- 3.4.2 Schnittpunktberechnung Gerade-Kreis.- 3.4.3 Berechnung des Schnittpunkts Kreis- Kreis.- 3.4.4 Bestimmung des wahren Schnittpunkts.- 3.5 Zusatzaufgaben der kombinierten Werkzeugradiuskorrektur.- 3.5.1 Kollisionskontrolle.- 3.5.2 Wiedereintrittszyklus.- 3.5.3 Diskussion der verschiedenen Möglichkeiten eines Wiedereintritts.- 4. Funktionsbaustein Temperaturkompensation.- 4.1 Kompensation thermischer Verformungen an numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen.- 4.1.1 Thermische Einflußgrößen bei Werkzeugmaschinen.- 4.1.2 Maßnahmen zur Verbesserung des thermischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen.- 4.1.2.1 Auslagerung von Wärmequellen.- 4.1.2.2 Konstruktive Maßnahmen.- 4.1.2.3 Verwendung von Kühlsystemen.- 4.1.2.4 Geregelte Kompensationsverfahren.- 4.2 Meßverfahren zur Ermittlung der Temperaturen in Werkzeugmaschinen.- 4.2.1 Auswahl des Temperaturmeßverfahrens.- 4.2.2 Aufbau der Meßeinrichtung.- 4.2.3 Ermittlung der zeitabhängigen Temperaturen und Verlagerungen.- 4.3 Modellbildung zur Berechnung der Verlagerungswerte.- 4.3.1 Drehzahl- und Temperaturabhängigkeit der Verlagerungswerte.- 4.3.2 Die Überlagerung von Einzelverlagerungen zur Berechnung der Gesamtverlagerung.- 4.3.3 Berechnung der Verlagerung aus einer Linearkombination von Einzeltemperaturen.- 4.4 Rechenmodell zur Ermittlung der Koeffizienten.- 4.4.1 Verfahren der multiplen Regression.- 4.4.2 Bestimmung der Koeffizienten über den Gaußschen Algorithmus.- 4.5 Ergebnisse des Kompensationsverfahrens.- 4.5.1 Ort und Zahl der benötigten Meßstellen.- 4.5.1.1 Einfluß der Zahl der Meßstellen.- 4.5.1.2 Einfluß des Meßortes.- 4.5.2 Einfluß der Betriebsarten auf die Kompensationsgüte.- 4.5.3 Ergebnisse des Kompensationsverfahrens bei gemischten Betriebsarten.- 5. Funktionsbaustein Bahnüberwachung.- 5.1 Bahnüberwachungssystem für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen.- 5.2 Auswirkungen von Bahnabweichungen.- 5.3 Maximalwert- und Toleranzbandüberwachung.- 5.4 Informationsverarbeitung und Bahnerzeugung.- 5.4.1 Lineare Interpolation.- 5.4.2 Zirkulare Interpolation.- 5.5 Diskussion der Ursachen von Bahnabweichungen.- 5.6 Methoden der Bahn- und Positionsüberwachung.- 5.6.1 Positionsüberwachung bei linearer Interpolation.- 5.6.1.1 Sollbahnbezogene Abstandsüberwachung.- 5.6.1.2 Überwachung mit begrenztem Kontrollraum.- 5.6.1.3 Überwachung der Bahnrichtungswinkel.- 5.6.2 Positionsüberwachung bei Zirkularinterpolation.- 5.7 Vergleich und Auswahl der Überwachungsmethoden.- 5.8 Arbeitsweise des entwickelten Überwachungsverfahrens.- 6. Einfluss der Funktionsbausteine auf die CNC-Steuerung.- 6.1 Grenzwerte der CNC-Steuerung.- 6.1.1 Zeitliche Grenzwerte der CNC-Steuerung.- 6.1.2 Einfluß des Adressbereichs und der Speichergröße.- 6.1.3 Grenzen des Informationsflusses in der Steuerung.- 6.2 Auswirkungen des Steuerungsaufbaus auf deren Leistungsfähigkeit.- 6.2.1 Auswirkungen unterschiedlicher Softwarestrukturen.- 6.2.2 Auswirkungen unterschiedlicher Hardwarestrukturen.- 7. Zusammenfassung.- 8. Schrifttum.