CNC-Handbuch 2013/14: CNC, DNC, CAD, CAM, FFS, SPS, RPD, LAN, CNC-Maschinen, CNC-Roboter, Antriebe, Energieeffizienz, Werkzeuge, Simulation, Fachwortverzeichnis
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München
Hanser
2013
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
TEIL 1 EINFUEHRUNG IN DIE CNC-TECHNIK 13
1 HISTORISCHE ENTWICKLUNG DER NC-FERTIGUNG 15
1.1 ERSTE NACHKRIEGSJAHRE 15
1.2 WIEDERAUFBAU DER WERKZEUGMASCHINENINDUSTRIE 16
1.3 WELTWEITE VERAENDERUNGEN 16
1.4 NEUE, TYPISCHE NC-MASCHINEN 17
1.5 DER JAPANISCHE EINFLUSS 17
1.6 DIE DEUTSCHE KRISE 18
1.7 URSACHEN UND AUSWIRKUNGEN 18
1.8 FLEXIBLE FERTIGUNGSSYSTEME 19
1.9 WELTWIRTSCHAFTSKRISE 2009 20
1.10 SITUATION UND AUSBLICK 21
1.11 FAZIT 22
2 MEILENSTEINE DER NC-ENTWICKLUNG 24
3 WAS IST NC UND CNC? 29
3.1 DER WEG ZU NC 29
3.2 HARDWARE 30
3.3 SOFTWARE 32
3.4 STEUERUNGSARTEN 32
3.5 NC-ACHSEN 34
3.6 SPS, PLC 36
3.7 ANPASSTEIL 39
3.8 COMPUTER UND NC 39
3.9 NC-PROGRAMM UND PROGRAMMIERUNG 42
3.10 DATENEINGABE 43
3.11 BEDIENUNG 45
3.12 ZUSAMMENFASSUNG 46
TEIL 2 FUNKTIONEN DER CNC-WERKZEUGMASCHINE 53
1 WEGINFORMATIONEN 55
1.1 EINFUEHRUNG 55
1.2 ACHSBEZEICHNUNG 55
1.3 LAGEREGELKREIS 58
1.4 POSITIONSMESSUNG 61
1.5 VORSCHUBANTRIEBE 74
1.6 ZUSAMMENFASSUNG 87
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IMAGE 2
2 SCHALTFUNKTIONEN 90
2.1 ERLAEUTERUNGEN 90
2.2 WERKZEUGWECHSEL 91
2.3 WERKZEUGWECHSEL BEI DREHMASCHINEN 91
2.4 WERKZEUGWECHSEL BEI FRAESMASCHINEN UND BEARBEITUNGSZENTREN 93 2.5
WERKZEUG-IDENTIFIKATION 95
2.6 WERKSTUECKWECHSEL 98
2.7 DREHZAHLWECHSEL 102
2.8 VORSCHUBGESCHWINDIGKEIT 103
2.9 ZUSAMMENFASSUNG 103
3 FUNKTIONEN DER NUMERISCHEN STEUERUNG 106
3.1 DEFINITION 106
3.2 CNC-GRUNDFUNKTIONEN 106
3.3 CNC-SONDERFUNKTIONEN 112
3.4 ANZEIGEN IN CNCS 128
3.5 OFFENE STEUERUNGEN 128
3.6 PREISBETRACHTUNG 131
3.7 VORTEILE NEUESTER CNC-ENTWICKLUNGEN 133
3.8 ZUSAMMENFASSUNG 134
4 SPS - SPEICHERPROGRAMMIERBARE STEUERUNGEN 139
4.1 DEFINITION 139
4.2 ENTSTEHUNGSGESCHICHTE DER SPS 139
4.3 AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE VON SPS 140
4.4 DATENBUS UND FELDBUS 143
4.5 VORTEILE VON SPS 150
4.6 PROGRAMMIERUNG VON SPS UND DOKUMENTATION 150
4.7 PROGRAMM 152
4.8 PROGRAMMSPEICHER 153
4.9 SPS, CNC UND PC IM INTEGRIERTEN BETRIEB 155
4.10 SPS-AUSWAHLKRITERIEN 155
4.11 ZUSAMMENFASSUNG 157
4.12 TABELLARISCHER VERGLEICH CNC/SPS 157
5 EINFLUSS DER CNC AUF BAUGRUPPEN DER MASCHINE 163
5.1 MASCHINENKONFIGURATION 163
5.2 MASCHINENGESTELLE 165
5.3 FUEHRUNGEN 166
5.4 HAUPTANTRIEBE 168
5.5 MASCHINENVERKLEIDUNG 174
5.6 KUEHLMITTELVERSORGUNG 175
5.7 SPAENEABFUHR 175
.5.8 ZUSAMMENFASSUNG 176
IMAGE 3
TEIL 3 DIE ARTEN VON NUMERISCH GESTEUERTEN MASCHINEN 179
1 CNC-WERKZEUGMASCHINEN 181
1.1 BEARBEITUNGSZENTREN, FRAESMASCHINEN 181
1.2 DREHMASCHINEN 195
1.3 SCHLEIFMASCHINEN 202
1.4 VERZAHNMASCHINEN 212
1.5 BOHRMASCHINEN 221
1.6 PARALLELKINEMATISCHE MASCHINEN 226
1.7 SAEGEMASCHINEN 228
1.8 LASER-BEARBEITUNGSANLAGEN 232
1.9 STANZ-UND NIBBELMASCHINEN 239
1.10 ROHRBIEGEMASCHINEN 243
1.11 FUNKENEROSIONSMASCHINEN 245
1.12 ELEKTRONENSTRAHL-MASCHINEN 248
1.13 WASSERSTRAHLSCHNEIDMASCHINEN 249
1.14 ENTWICKLUNGSTENDENZEN BEI NUMERISCH GESTEUERTEN WERKZEUGMASCHINEN .
. . 252 1.15 MESSEN UND PRUEFEN 256
1.16 ZUSAMMENFASSUNG 260
2 PROZESSADAPTIERTE AUSLEGUNG VON WERKZEUGMASCHINENANTRIEBEN 264
2.1 GRENZEN DER BETRACHTUNG 264
2.2 AUSGANGSPUNKT BEARBEITUNGSPROZESS 265
2.3 ENERGIEBILANZ 267
2.4 AUFBAU VON WERKZEUGMASCHINENANTRIEBEN 268
2.5 ANFORDERUNGEN AUS DEN ZERSPANPROZESSEN 269
2.6 STATIONAERE UND DYNAMISCHE AUSLEGUNG VON VORSCHUBANTRIEBEN 270 2.7
LINEARDIREKTANTRIEB IN WERKZEUGMASCHINEN 273
2.8 ABLEITUNG DER ANTRIEBSAUSLEGUNG AUS PROZESSKENNGROESSEN 274
2.9 UNIVERSELLE/SPEZIFISCHE AUSLEGUNG VON MASCHINEN 277
2.10 AUSLEGUNG VON VORSCHUBANTRIEBEN SPANENDER WERKZEUGMASCHINEN AUS
PROZESSPARAMETERN 278
2.11 MESSSYSTEME FUER WERKZEUGMASCHINENANTRIEBE 279
2.12 SYSTEMBETRACHTUNG EINER WERKZEUGMASCHINE 280
2.13 ZUSAMMENFASSUNG ANTRIEBSDIMENSIONIERUNG 283
3 ENERGIEEFFIZIENZ VON CNC-MASCHINEN 284
3.1 EINFUEHRUNG 284
3.2 EFFIZIENZSTEIGERUNG 286
3.3 DEFINITION DES PRUEFZYKLUS 288
3.4 ERGEBNIS 289
3.5 ALTERNATIVEN 289
4 GENERATIVE FERTIGUNGSVERFAHREN 292
4.1 EINFUEHRUNG 292
4.2 DEFINITION 293
IMAGE 4
4.3 VERFAHRENSKETTE 295
4.4 EINTEILUNG DER GENERATIVEN FERTIGUNGSVERFAHREN 297
4.5 VORSTELLUNG DER WICHTIGSTEN SCHICHTBAUVERFAHREN 299
4.6 ZUSAMMENFASSUNG 309
5 FLEXIBLE FERTIGUNGSSYSTEME 311
5.1 DEFINITION 311
5.2 FLEXIBLE FERTIGUNGSINSELN 314
5.3 FLEXIBLE FERTIGUNGSZELLEN 314
5.4 TECHNISCHE KENNZEICHEN FLEXIBLER FERTIGUNGSSYSTEME 317
5.5 FFS-EINSATZKRITERIEN 319
5.6 FERTIGUNGSPRINZIPIEN 320
5.7 MASCHINENAUSWAHL UND-ANORDNUNG 322
5.8 WERKSTUECK-TRANSPORTSYSTEME 323
5.9 FFS-GEEIGNETE CNCS 333
5.10 FFS-LEITRECHNER 334
5.11 WIRTSCHAFTLICHE VORTEILE VON FFS 336
5.12 PROBLEME UND RISIKEN BEI DER AUSLEGUNG VON FFS 338
5.13 FLEXIBILITAET UND KOMPLEXITAET 339
5.14 SIMULATION VON FFS 343
5.15 PRODUKTIONSPLANUNGSSYSTEME (PPS) 345
5.16 ZUSAMMENFASSUNG 346
6 INDUSTRIEROBOTER UND HANDHABUNG 349
EINFUEHRUNG 349
6.1 DEFINITION: WAS IST EIN INDUSTRIEROBOTER? 350
6.2 AUFBAU VON INDUSTRIEROBOTERN 351
6.3 MECHANIK/KINEMATIK 352
6.4 GREIFER ODER EFFEKTOR 354
6.5 STEUERUNG 354
6.6 SAFEROBOT TECHNOLOGIE 357
6.7 PROGRAMMIERUNG 359
6.8 SENSOREN 362
6.9 ANWENDUNGSBEISPIELE VON INDUSTRIEROBOTERN 363
6.10 EINSATZKRITERIEN FUER INDUSTRIEROBOTER 365
6.11 VERGLEICH INDUSTRIE-ROBOTER UND CNC-MASCHINE 367
6.12 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 368
TEIL 4 WERKZEUGE IN DER CNC-FERTIGUNG 371
1 AUFBAU DER WERKZEUGE 373
1.1 EINFUEHRUNG 373
1.2 ANFORDERUNGEN 373
1.3 GLIEDERUNG DER WERKZEUGE 376
1.4 MASCHINENSEITIGE AUFNAHMEN 380
1.5 MODULARE WERKZEUGSYSTEME 386
IMAGE 5
1.6 EINSTELLBARE WERKZEUGE 387
1.7 GEWINDEFRAESEN 391
1.8 SONDERWERKZEUGE 393
1.9 WERKZEUGWAHL 398
2 WERKZEUGVERWALTUNG (TOOL MANAGEMENT) 400
2.1 MOTIVE ZUR EINFUEHRUNG 400
2.2 EVALUATION EINER WERKZEUGVERWALTUNG 402
2.3 LASTENHEFT 402
2.4 BEURTEILUNG VON LOESUNGEN 403
2.5 EINFUEHRUNG EINER WERKZEUGVERWALTUNG 403
2.6 GLIEDERUNG 403
2.7 INTEGRATION 404
2.8 WERKZEUG-IDENTIFIKATION 404
2.9 WERKZEUGE SUCHEN 406
2.10 WERKZEUG-KLASSIFIKATION 407
2.11 WERKZEUG-KOMPONENTEN 407
2.12 KOMPLETT-WERKZEUGE 409
2.13 WERKZEUGLISTEN 411
2.14 ARBEITSGAENGE 411
2.15 WERKZEUG-VOREINSTELLUNG 412
2.16 WERKZEUG-LOGISTIK 414
3 ELEKTRONISCHE WERKZEUG-IDENTIFIKATION 418
3.1 EINFUEHRUNG 418
3.2 FUNKTIONSWEISE/PRINZIP 419
3.3 KOMPONENTEN EINES WZ-IDENT-SYSTEMS 421
3.4 ORGANISATORISCHE VORTEILE ELEKTRONISCHER WERKZEUG-IDENT-SYSTEME 421
3.5 WERKZEUGERKENNUNG UND-DATENVERWALTUNG MIT RFID 422
3.6 WERKZEUGUEBERWACHUNG 425
3.7 ZUSAMMENFASSUNG 428
4 PROZESSNAHE FERTIGUNGSMESSTECHNIK 430
4.1 EINFUEHRUNG 430
4.2 PARALLELE MESSTECHNIKEN 430
4.3 PROZESSNAHES MESSEN IN NEBENZEITEN 430
4.4 MIT BOHRUNGSMESSKOEPFEN NAH AM PROZESS 431
4.5 AKTORISCHE WERKZEUGSYSTEME SCHLIESSEN DEN REGELKREIS 432
4.6 MECHATRONISCHE WERKZEUGSYSTEME 435
4.7 GESCHLOSSENE PROZESSKETTE 435
4.8 AUSBLICK 435
4.9 ZUSAMMENFASSUNG 438
IMAGE 6
TEIL 5 NC-PROGRAMM UND PROGRAMMIERUNG 441
1 NC-PROGRAMM 443
1.1 DEFINITION 443
1.2 STRUKTUR DER NC-PROGRAMME 444
1.3 PROGRAMMAUFBAU, SYNTAX UND SEMANTIK 446
1.4 SCHALTBEFEHLE (M-FUNKTIONEN) 447
1.5 WEGINFORMATIONEN 449
1.6 WEGBEDINGUNGEN (G-FUNKTIONEN) 451
1.7 ZYKLEN 454
1.8 NULLPUNKTE UND BEZUGSPUNKTE 458
1.9 TRANSFORMATION 461
1.10 WERKZEUGKORREKTUREN 461
1.11 ZUSAMMENFASSUNG 466
2 PROGRAMMIERUNG VON CNC-MASCHINEN 468
2.1 DEFINITION DER NC-PROGRAMMIERUNG 468
2.2 PROGRAMMIERMETHODEN 468
2.3 NC-PROGRAMMIERER 477
2.4 ARBEITSERLEICHTERNDE GRAFIK 478
2.5 VERTEILTE INTELLIGENZ 480
2.6 AUSWAHL DES GEEIGNETEN PROGRAMMIERSYSTEMS 481
2.7 ZUSAMMENFASSUNG 483
3 NC-PROGRAMMIERSYSTEME 486
3.1 EINLEITUNG 486
3.2 BEARBEITUNGSVERFAHREN IM WANDEL 487
3.3 DER EINSATZBEREICH SETZT DIE PRIORITAETEN 488
3.4 EINGABEDATEN AUS UNTERSCHIEDLICHEN QUELLEN 492
3.5 LEISTUNGSUMFANG EINES MODERNEN NC-PROGRAMMIERSYSTEMS (CAM) 492 3.6
DATENMODELLE AUF HOHEM NIVEAU 493
3.7 CAM-ORIENTIERTE GEOMETRIE-MANIPULATION 493
3.8 NUR LEISTUNGSFAEHIGE BEARBEITUNGSSTRATEGIEN ZAEHLEN 494
3.9 3D-MODELLE BIETEN MEHR 495
3.10 INNOVATIV MIT FEATURE-TECHNIK 496
3.11 AUTOMATISCHE OBJEKTERKENNUNG 499
3.12 BEARBEITUNGSDATENBANK 499
3.13 WERKZEUGE 501
3.14 AUFSPANNPLANUNG UND DEFINITION DER REIHENFOLGE 501
3.15 DIE SIMULATION BRINGT ES AUF DEN PUNKT 501
3.16 POSTPROZESSOR 503
3.17 ERZEUGTE DATEN UND SCHNITTSTELLEN ZU DEN WERKZEUGMASCHINEN 503 3.18
ZUSAMMENFASSUNG 503
IMAGE 7
4 FERTIGUNGS-SIMULATION 506
4.1 EINLEITUNG 506
4.2 QUALITATIVE ABGRENZUNG DER SYSTEME 507
4.3 KOMPONENTEN EINES SIMULATIONSSZENARIOS 510
4.4 ABLAUF DER NC-SIMULATION 513
4.5 EINSATZFELDER 516
4.6 ZUSAMMENFASSUNG 520
TEIL 6 EINBINDUNG DER CNC-TECHNIK IN DIE BETRIEBLICHE
INFORMATIONSVERARBEITUNG 523
1 DNC - DIRECT NUMERICAL CONTROL ODER DISTRIBUTED NUMERICAL CONTROT 525
1.1 DEFINITION 525
1.2 AUFGABEN VON DNC 525
1.3 EINSATZKRITERIEN FUER DNC-SYSTEME 526
1.4 DATENKOMMUNIKATION MIT CNC-STEUERUNGEN 527
1.5 TECHNIK DES PROGRAMMANFORDERNS 528
1.6 HEUTE ANGEBOTENE DNC-SYSTEME 529
1.7 NETZWERKTECHNIK FUER DNC 531
1.8 VORTEILE BEIM EINSATZ VON NETZWERKEN 533
1.9 NC-PROGRAMMVERWALTUNG 533
1.10 VORTEILE DES DNC-BETRIEBES 534
1.11 KOSTEN UND WIRTSCHAFTLICHKEIT VON DNC 538
1.12 STAND UND TENDENZEN 538
1.13 ZUSAMMENFASSUNG 539
2 LAN - LOCAL AREA NETWORKS 542
2.1 EINLEITUNG 542
2.2 LOCAL AREA NETWORK (LAN) 542
2.3 WAS SIND INFORMATIONEN? 543
2.4 KENNZEICHEN UND MERKMALE VON LAN 544
2.5 GATEWAY UND BRIDGE 553
2.6 AUSWAHLKRITERIEN EINES GEEIGNETEN LANS 554
2.7 SCHNITTSTELLEN 554
2.8 ZUSAMMENFASSUNG 559
3 DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG UND FERTIGUNG: VON CAD UND CAM ZU PLM . .
562
3.1 EINLEITUNG 562
3.2 BEGRIFFE UND GESCHICHTE 563
3.3 DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG 568
3.4 DIGITALE FERTIGUNG 573
3.5 ZUSAMMENFASSUNG 577
IMAGE 8
TEIL 7 ANHANG 581
RICHTLINIEN, NORMEN, EMPFEHLUNGEN 583
VDI-RICHTLINIEN 583
DIN-NORMEN 585
NCG-EMPFEHLUNGEN 587
NC-FACHWORTVERZEICHNIS 589
STICHWORTVERZEICHNIS 633
EMPFOHLENE NC-LITERATUR 641
INSERENTENVERZEICHNIS 643
TABELLEN UND UEBERSICHTSTAFELN 644
BEZUGSQUELLENVERZEICHNIS 645 |
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