Verfügbarkeit: Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme

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Bibliographische Detailangaben
Titel:	Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme
Unterteilung:	Automatisierung von Maschinen und Anlagen 4
Von:	Manfred Weck, Christian Brecher
Person:	Weck, Manfred 1937-2023 Verfasser aut Brecher, Christian 1969-
Hauptverfassende:	Weck, Manfred 1937-2023 (VerfasserIn), Brecher, Christian 1969- (VerfasserIn)
Format:	Elektronisch E-Book
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Berlin Springer 2006
Ausgabe:	6., neu bearb. Aufl.
Online-Zugang:	https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 https://doi.org/10.1007/978-3-540-45366-6 http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=015484953&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA
Beschreibung:	1 Online-Ressource
ISBN:	3540225072 9783540225072 9783540453666
DOI:	10.1007/978-3-540-45366-6

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adam_text	Inhaltsverzeichnis Formelzeichen und Abkürzungen XVII 1 Einleitung 1 1.1 Begriffsbestimmung 1 1.2 Geschichtliche Entwicklung und Gründe für die Automatisierung von Werkzeugmaschinen 2 1.3 Steuerungs und Automatisierungstechnik als Teilaufgabe der Maschinenentwicklung 4 2 Automatisierbare Funktionen der Fertigungseinrichtungen und ihre Realisierung 7 2.1 Steuerung des Funktionsablaufs 9 2.1.1 Funktionsfolgen 9 2.1.2 Elemente der Steuerung, Programmierung und Speicherung 11 2.2 Beispiele automatisierter Funktionen 12 2.2.1 Weg und Schaltinformationen 12 2.2.1.1 Nocken und Schalterleisten 13 2.2.1.2 Absolute und inkrementale Drehgeber zur Erfassung der Istposition einer Maschinenbaugruppe und zur Steuerung von Schaltfunktionen 14 2.2.2 Drehzahlverstellung 14 2.2.3 Werkstücktransport und handhabung 15 2.2.4 Werkzeughandhabung und speicherung 20 2.2.5 Prozessüberwachung, Prozessregelung, Diagnose und Sicherheit 24 2.2.6 Leittechnik 25 2.2.7 Entsorgung 26 3 Mechanische Steuerungen 29 3.1 Einspindeldrehautomat 30 3.2 Mehrspindeldrehautomat 40 3.3 Weiterentwicklung des mechanisch gesteuerten Mehrspindlers... 49 X Inhaltsverzeichnis 4 Grundlagen der Informationsverarbeitung 51 4.1 Grundlagen 51 4.1.1 Zahlensysteme 51 4.1.2 Datencodes 55 4.1.3 Boolsche Algebra 56 4.1.4 Karnaugh Veitch Diagramm 61 4.2 Bausteine 64 4.2.1 Realisierung der Grundfunktionen 64 4.2.2 Erweiterte Funktionen 67 4.2.2.1 Flip Flop 67 4.2.2.2 Flankengetriggerte Flip Flops 67 4.2.2.3 1:2 Untersetzer 68 4.2.2.4 Binärzähler 69 4.2.2.5 Halbaddierer 69 4.2.2.6 Volladdierer 70 4.2.2.7 Vergleicher 71 4.2.2.8 Decodierer 71 4.2.2.9 Parityprüfer 73 4.2.2.10 A/D Wandler 73 4.2.2.11 D/A Wandler 77 4.2.3 Integrierte Schaltkreise 79 4.2.4 Bedien und Anzeigeelemente 80 4.3 Rechner 82 4.3.1 Aufbau und Funktion 83 4.3.1.1 Hardware 83 4.3.1.2 Software 86 4.3.2 Peripherie 88 4.3.2.1 Speicherperipherie 88 4.3.2.2 Benutzer und Kommunikationsperipherie 90 4.3.2.3 Prozessperipherie 90 4.3.3 Softwareentwicklung 90 4.3.3.1 Planungsphase 91 4.3.3.2 Definitionsphase 91 4.3.3.3 Entwurfsphase 92 4.3.3.4 Implementierungsphase 93 4.3.3.5 Abnahme und Einführungsphase 96 4.3.3.6 Wartungs und Pflegephase 96 4.3.4 Entwicklung objektorientierter Steuerungssoftware 96 5 Elektrische Steuerungen 99 5.1 Aufbau und Einordnung von elektrischen Steuerungen 99 5.1.1 Verknüpfungssteuerungen 101 5.1.2 Ablaufsteuerungen 102 5.2 Verbindungsprogrammierte Steuerungen (VPS) 105 5.2.1 Anwendungsgebiete und Aufgaben 105 Inhaltsverzeichnis XI 5.2.2 Anwendungsbeispiele 106 5.3 Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) 108 5.3.1 Anwendungsgebiete und Aufgaben 108 5.3.2 Aufbau und Funktionsweise 111 5.3.2.1 Aufbau 111 5.3.2.2 Funktionsweise 115 5.3.3 SPS Programmierung 117 5.3.3.1 Kontaktplan Programmierung 121 5.3.3.2 Funktionsplan Programmierung 122 5.3.3.3 Programmierung mit Anweisungsliste 122 5.3.3.4 Beispiele für komplexere Programmanweisungen 124 5.3.3.4.1 Zeitfunktionen 124 5.3.3.4.2 Zähler 125 5.3.3.4.3 Wortverarbeitung 126 5.3.3.5 Hochsprachen Programmierung 128 5.3.3.6 Ablaufsprache 130 5.3.4 Vorgehensweise zur systematischen Entwicklung von komplexen SPS Programmen 131 5.3.4.1 Spezifikation der Steuerungsaufgabe 132 5.3.4.2 Programmentwurf und Programmierung 133 5.3.4.3 Programmtest 135 5.3.5 Feldbussysteme für SPS 137 5.4 Sicherheitssteuerungen 141 5.4.1 Zweikanalige, fehlererkennende Steuerungsstruktur 143 5.4.2 Dreikanalige, fehlertolerante Steuerungsstruktur 144 5.4.3 Konventionelle Sicherheitsschaltung in Relaistechnik .... 145 5.4.4 Fehlersichere Prozessankopplung 146 5.4.4.1 Sichere Auswertung von Prozesseingängen .... 146 5.4.4.2 Fehlersichere und fehlertolerante Prozessausgänge 149 6 Numerische Steuerungen 151 6.1 Geschichtliche Entwicklung numerischer Steuerungen 151 6.2 Aufbau und Funktionsbeschreibung numerischer Steuerungen ... 154 6.2.1 Allgemeine Funktionsbeschreibung 154 6.2.2 Hardware und Schnittstellen einer NC Steuerung 157 6.2.2.1 Komponenten 158 6.2.2.2 Interner Aufbau 160 6.2.2.3 Externe Schnittstellen 162 6.2.3 Software einer NC Steuerung 165 6.2.4 Funktionsweise einer NC Steuerung 167 6.2.5 Funktionsumfang moderner NC Steuerungen 170 6.2.5.1 Standard Funktionen 170 6.2.5.2 Funktionen zur Steuerung automatisierter Produktionszellen 177 XII Inhaltsverzeichnis 6.2.6 Offene Steuerungssysteme 182 6.2.6.1 Motivation und Ziele offener Steuerungssysteme 182 6.2.6.2 Ausprägungen offener Steuerungssysteme 183 6.2.6.3 Realisierung offener Steuerungen 185 6.2.6.4 Herstellerübergreifende Standards für offene Steuerungen 190 6.2.7 Entwicklungstendenzen bei numerischen Steuerungen ... 194 6.3 Werkstückprogrammierung in der NC Fertigung 196 6.3.1 Aufbau eines satzbasierten NC Programms 196 6.3.2 STEP NC, Aufbau eines objektorientierten NC Programms 199 6.3.3 Koordinatensysteme und Bezugspunkte 202 6.4 NC Programmierverfahren 207 6.4.1 Manuelle NC Programmierverfahren 207 6.4.1.1 Grundlagen und Vorgehensweise 207 6.4.1.2 Programmierbeispiel (DIN 66025) 211 6.4.1.3 Zusätzliche Befehle zur Programmeingabe 213 6.4.1.4 Grenzen der Programmiersprache nach DIN 66025 217 6.4.2 Rechnergestützte NC Programmierverfahren 218 6.4.2.1 CAD/CAP/CAM Kopplung 223 6.4.2.2 Programmierbeispiel anhand des EXAPT Systems 238 6.4.2.3 Programmierbeispiel für ein objektorientiertes NC Programm (STEP NC) 246 6.4.2.4 Werkstattorientierte NC Programmierung 247 6.4.2.5 Kostenvergleich der Programmierverfahren .... 252 6.4.3 Digitalisierung von Werkstückgeometrien zur NC Datengenerierung 254 6.4.3.1 Messgeräte zur Digitalisierung von Werkstücken 256 6.4.3.2 Abtaststrategien 258 6.4.3.3 Tastsysteme 260 6.4.3.4 Aufbereitung und Weiterverarbeitung der Messdaten 266 6.5 Benutzerschnittstellen an Werkzeugmaschinen 271 6.5.1 Bedienfelder an Werkzeugmaschinen 271 6.5.2 Manuelle Prozessführung 273 6.5.2.1 Allgemeine Übersicht 273 6.5.2.2 Bedienelemente zur Prozessführung 273 6.5.2.3 Möglichkeiten für die Realisierung einer benutzerorientierten Prozessführung 275 6.5.2.4 Entwicklungstendenzen 279 6.5.3 Benutzerorientierte Darstellung prozess und systembezogener Kenngrößen 280 6.5.3.1 Ausgangssituation 280 Inhaltsverzeichnis XIII 6.5.3.2 Benutzergerechte Vermittlung der Kenngrößen . 281 6.5.3.3 Technische Realisierung und Anwendungsbeispiele 282 7 Führungsgrößenerzeugung und Interpolation 287 7.1 Interpolation 289 7.1.1 Funktionen zur satzorientierten Geschwindigkeits und Beschleunigungsführung einfacher Bahnen 290 7.1.1.1 Beschleunigungs und Verzögerungsphase 294 IAA.2 Konstantgeschwindigkeitsphase 297 7.1.1.3 Bremseinsatzpunkterkennung 297 7.1.2 Funktionen zur satzübergreifenden Geschwindigkeits und Beschleunigungsführung einfacher Bahnen 299 7.1.2.1 Satzübergänge 299 7.1.2.2 Vorausschauende Geschwindigkeitsführung (Look Ahead) 300 7.1.3 Interpolation einfacher Bahnen 303 7.1.3.1 Geradeninterpolation 303 7.1.3.2 Kreisinterpolation 305 7.1.4 Spline Interpolation 307 7.1.4.1 Polynomsplines 308 7.1.4.1.1 Definition 308 7.1.4.1.2 Polynomermittlung 309 7.1.4.1.3 Bestimmung des Parametervektors .. 309 7.1.4.1.4 Globales Verfahren 310 7.1.4.1.5 Lokales Verfahren nach Akima 312 7.1.4.1.6 Eigenschaften 313 7.1.4.2 B Splines 314 7.1.4.2.1 Definition 315 7.1.4.2.2 Eigenschaften 317 7.1.4.3 NURBS 318 7.1.4.4 Auswertung von Splines 319 7.1.5 Sonstige Verfahren 322 7.2 Geometrische Transformationen 322 7.2.1 Nullpunktverschiebungen 322 7.2.2 Werkzeugkorrekturen 324 7.2.3 Kinematische Transformation für die 5 Achs Fräsbearbeitung 327 7.2.3.1 Serielle Kinematiken 328 7.2.3.2 Parallele Kinematiken 329 7.3 Externe Lage und Geschwindigkeitsbeeinflussung 332 7.3.1 Kompensation geometrischer Fehler 332 7.3.1.1 Kompensation geometrischer Fehler von Vorschubantrieben 332 XIV Inhaltsverzeichnis 7.3.1.1.1 Messung der Positionierunsicherheit nach VDI/DGQ 3441 332 7.3.1.1.2 Umkehrspanne 333 7.3.1.2 Kompensation thermischer Verlagerungen 334 7.3.1.2.1 Direkte Kompensation 335 7.3.1.2.2 Indirekte Kompensation 336 7.3.1.3 Kompensation statischer Prozesslasten 341 7.3.1.4 Messregelung für Schleifprozesse 347 7.3.2 Vorschub Override und externe Geschwindigkeitsbeeinflussung 347 7.3.2.1 Override 347 7.3.2.2 Externe Geschwindigkeitsbeeinflussung 349 7.3.2.3 Look Ahead Funktion 349 7.3.3 Referenzpunktfahrt 350 8 Robotersteuerungen 353 8.1 Allgemeine Funktionsbeschreibung 353 8.2 Koordinatensysteme und Bezugspunkte 356 8.3 Koordinatentransformation und Bahngenerierung 359 8.4 Bedienung und Programmierung von Robotern 378 8.4.1 Online Programmierverfahren 380 8.4.1.1 Lernprogrammierverfahren (Playback, Teach In) 380 8.4.1.2 Bedienelemente zur Bewegungsführung von Robotern 381 8.4.1.3 Erstellung eines Roboterprogramms an der Steuerung 384 8.4.1.4 Werkstattorientierte Programmiersysteme 390 8.4.2 Offline Programmiersysteme 391 8.4.2.1 Textuelle Programmerstellung 391 8.4.2.2 Industrial Robot Language (IRL) 393 8.4.2.3 Grafische Programmierung mit Ablaufdiagrammen 403 8.4.2.4 Standardisierung grafischer Programmieroberflächen 403 8.4.2.5 Roboterprogrammsimulation 404 8.4.2.6 Aufgabenorientierte Roboterprogrammierung .. 409 8.4.3 IRL Programmierbeispiel 411 8.5 Kommunikationsschnittstellen für Robotersteuerungen 411 8.6 Sensordatengewinnung und Verarbeitung 413 8.7 Entwicklungstendenzen 417 9 Fertigungsleittechnik 419 9.1 Die Unternehmensstruktur im CIM Verbund 420 9.1.1 CIM Komponenten 420 9.1.1.1 PPS 422 Inhaltsverzeichnis XV 9.1.1.2 CAD 424 9.1.1.3 CAPundCAM 424 9.1.1.4 CAQ 425 9.1.1.5 Automatisierte Produktion 425 9.1.2 Ebenenmodell eines Unternehmens der Fertigungsindustrie 425 9.1.3 Kommunikation in der Leittechnik 428 9.1.3.1 Kommunikationssegmente des Fertigungsbereichs 428 9.1.3.2 OSI Referenzmodell 431 9.1.3.3 Offene Systeme 431 9.1.3.4 Schichtenmodell 432 9.1.3.5 TCP/IP Protokolle 434 9.2 Fertigungsleitsysteme 435 9.2.1 DNC(Distributed Numerical Control) 436 9.2.1.1 Geschichtliche Entwicklung 436 9.2.1.2 DNC System 437 9.2.2 Betriebsdatenerfassung und Verarbeitung 439 9.2.2.1 Gliederung der Betriebsdaten und Begriffsdefinitionen 440 9.2.2.2 BDE Terminals 441 9.2.2.3 Funktionen der Betriebsdatenverarbeitung 442 9.2.3 Materialflusssteuerung 444 9.2.4 Fertigungshilfsmittelorganisation 445 9.2.4.1 Werkzeugplanung 445 9.2.4.2 Werkzeugbewirtschaftung 445 9.2.4.3 Werkzeugdisposition 446 9.2.4.4 Werkzeugver und entsorgung 447 9.2.4.5 Werkzeugeinsatz 447 9.2.4.6 Werkzeuginformationssystem 447 9.2.5 Elektronischer Leitstand 448 9.2.5.1 Aufgaben von Werkstattsteuerungssystemen ... 448 9.2.5.2 Funktionsumfang elektronischer Leitstände .... 449 9.2.6 Fertigungsleitrechner 452 9.2.6.1 Flexible Fertigungssysteme 452 9.2.6.2 Funktionsumfang von Fertigungsleitrechnern... 453 9.2.6.3 Architekturen 455 9.3 Integriertes Fertigungs und Montagesystem 458 9.3.1 Systemübersicht 458 9.3.2 Werkstückspektrum 460 9.3.3 Das Fertigungsleitsystem COSMOSp/ s 460 9.3.3.1 COSMOS S Steuerungsarchitektur 461 9.3.3.2 Funktionen der Leitebene 464 9.3.3.3 Funktionen der Zellenebene 466 9.3.3.4 Steuerungskomponenten 467 XVI Inhaltsverzeichnis 9.3.3.5 Industrieller Einsatz von COSMOS^ 467 9.3.4 Aufbau der Zellen des IFMS und informationstechnische Einbindung 469 9.3.4.1 Lager 469 9.3.4.2 Transportsystem 470 9.3.4.3 Sägezelle 471 9.3.4.4 Montagezelle 472 9.3.4.5 Drehzelle 475 9.3.4.6 Fräszellen 478 9.3.4.7 Messzelle 480 Literatur 483 Index 495
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