Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Herrn Prof. Dr. -lng. Dr. h. c. G. Pritschow danke ich sehr herzlich fur seine wohlwollende Unterstutzung, seine Anregungen, die zum Gelingen der Arbeit wesentlich beigetragen haben, sowie fur die Ubernahme des Hauptberichts. Herrn Prof. Dr. -lng. Dr. -Ing. E. h. M. Weck danke ich fur seine Bereitschaft, den Mitbericht zu ubernehmen. Allen Mitarbeitern des Instituts danke ich fur die kollegiale, offene und konstruktive Atmosphare der Zusammenarbeit. Mein Dank gilt insbesondere Herrn Dr. -lng. G. Krebser und Herrn Dipl. -Ing. M. Steffen, die mich durch kritische Hinweise und Diskussionen in vielfaltiger Weise unterstutzt haben. Gerd Junghans -7- Inhaltsverzeichnis Abkurzungen und Begriffe 10 Symbole und Bezeichnungen 11 1 Einleitung 12 2 Analyse von Simulationssystemen 14 2. 1 Aufgaben und Einsatzbereiche eines Simulationssystems 15 2. 2 Klassifizierung von Fertigungsverfahren aus der Sicht der Simulation 18 2. 3 Geometriedatenverarbeitung 20 2. 3. 1 Anforderungen an die Geometriedatenverarbeitung 22 2. 3. 2 Analyse von 2D-Geometriemodellen 25 2. 3. 2. 1 RadiergrafIk 25 2. 3. 2. 2 Kantenzugdarstellung 26 2. 3. 2. 3 Bewertung 27 2. 3. 3 Analyse von 3D-Geometriemodellen 28 2. 3. 3. 1 Linienorientierte Modelle 28 2. 3. 3. 2 Fiachenorientierte Modelle 29 2. 3. 3. 3 Volumenorientierte Modelle 29 2. 3. 3. 4 Spezielle Modelle fur die rechnerische Kollisionskontrolle 34 2. 3. 3. 5 Bewertung 35 2. 4 Datenversorgung 36 2."

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitar- beiter am Institut rur Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrich- tungen der Universitat Stuttgart sowie bei der Forschungs- und Ingenieurgesellschaft fiir Steuerungstechnik, Stuttgart. Herrn Prof Dr.-Ing. G. Pritschow danke ich herzlich rur die wohlwollende Unter- stutzung und die wertvollen Anregungen bei der Durchfiihrung meiner Arbeiten sowie fiir die UEbernahme des Hauptberichtes. Auch Herrn Prof Dr. H.-J. Warnecke gilt mein Dank rur die Erstellung des Mit- berichtes. Ebenso moechte ich mich herzlich bei meinen Kollegen am Institut bedanken, die immer bereit waren zu fruchtbaren und kritischen Diskussionen, was Inhalt und Fortgang der Arbeit wesentlich positiv beeinflusst hat. Hervorheben moechte ich besonders Herrn Dr.-Ing. K.-H. Wurst rur die kritische und sorgfaltige Durchsicht des Manuskriptes. Auch den Kollegen aus meiner Arbeitsgruppe Herrn Dip!. Ing. A. Horn und Herrn Dip!. Ing. R. Wagner danke ich rur die kollegiale und freundschaftliche Zusammenarbeit. Nicht zuletzt gilt mein Dank meiner Frau rur die verstandnisvolle Begleitung wahrend meiner wissenschaftlichen Arbeiten.

Geschaftsprozessoptimierung, Lean Production, Flexibilitatssteigerung und Kostensenkung! Sind flexible, rechnerunterstutzte Fertigungssysteme die Losung? Eine Anwort auf diese Frage gibt dieses Buch auf der Basis eines offenen, ganzheitlichen Unternehmungsmodells. Methodische Grundlage sind Petri-Netze zur Simulation vernetzter Prozesse. Mit dem selbst entwickelten R-Zyklus werden die komplexen Unternehmungsprozesse mit ihren synergetischen und divergierenden Interdependenzen erfasst und einer Analyse zuganglich. Durch die strikte Befolgung einfacher Modellierungsprinzipien gelingt die Abbildung der Unternehmung vom einzelnen Arbeitsplatz bis hin zum Beziehungsgeflecht Unternehmung und Umwelt. Die praktische Relevanz des Simulationsmodells wird in der Wirkungsanalyse aufgezeigt.

Der Band wendet sich an Techniker, die mit der Blechbiegung an Pressen oder der Bandbiegung an kontinuierlich hintereinander angeordneten Umformgerusten befasst sind. Eines der Ziele ist die Herstellung von prazisen kaltgeformten Sonderprofilen. Die technische Elastizitats- und Plastizitatstheorie wird in praxisbezogener Form eingebracht und auf die Umformung von einigen wichtigen Profilen angewendet (Winkel, Wannenprofile, Trapezprofile, U-Profile, Strassenleitschienen). Beim Pressen werden wichtige Kennwerte wie Stempelweg und Stempelkraft, beim Kaltwalzen Drehmoment der oberen und der unteren Walze mit den zugehorigen Arbeitsanteilen bestimmt. Die erarbeiteten Beziehungen wurden von Mitarbeitern des Autors zum Vergleich mit Messwerten herangezogen, der Vergleich liegt in Diagrammform vor. Hervorzuheben ist die Planung einer kontinuierlichen Rohr-/Profil-Anlage. Der Band schliesst mit wichtigen Detailfragen, so der Bestimmung des kleinsten Biegeradius und dem Problem des Ruckfederns."

Der vorliegende Forschungsbericht entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl fur Fertigungstechnologie der Friedrich-Alexander-Universitat Erlangen-Numberg. Die im vorliegenden Bericht behandelte Thematik erwuchs aus den Problemstellungen wahrend der Entwicklung eines Programmalgorithmus zur Simulation des Ermudungsbruch- verhaltens von Umformwerkzeugen als einem der Grundbausteine des am Lehrstuhl erstell- ten PSU-Programmoduls WERKZEUGVERSAGEN. Der Bericht beschrankt sich dabei nur auf den Teilaspekt der numerischen Simulation des Rissausbreitungsverhaltens und enthalt die Darstellung und UEberprufung der dafur entwickelten theoretischen Grundlagen; die ergan- zend erarbeiteten Grundlagen zur Simulation der Rissinitiierung und Oberflachenermudung hingegen wurden in einem weiteren Forschungsbericht zusammengefasst, der in der gleichen Berichtsreihe erscheint. Fur die Moeglichkeit der Bearbeitung dieses Forschungsprojektes und das mir wahrend dieser Zeit entgegengebrachte Vertrauen, die Arbeit mit einem hohen Mass von Eigenverantwort- lichkeit durchfuhren zu koennen, sowie seine vielen wissenschaftlichen Anregungen moechte ich an dieser Stelle Herrn Univ. Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. M.Geiger meinen besonderen Dank aussprechen. Bedanken moechte ich mich auch bei Herrn Dr. U.Engel, in dessen Arbeitsgruppe diese Arbeit durchgefuhrt wurde, fur seine standige Bereitschaft zur wissenschaftlichen Diskus- sion. Mein Dank gilt ferner meinem Kollegen, Herrn Dr. T.Sobis, als meinem 'Mitstreiter' im Rahmen des PSU-Teilprojektes, fur die sehr enge fachliche Zusammenarbeit und den daraus erwachsenen, guten persoenlichen Kontakt. Gleiches gilt fur die ubrigen Kollegen der Umformtechnikgruppe, wie auch fur alle anderen Mitarbeiter des Lehrstuhls, die mich bei der Durchfuhrung dieses Vorhabens unterstutzt haben.

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl fur Fertigungstechnologie der Friedrich-Alexander-Universitat Erlangen-Nurnberg. Die im vorliegenden Bericht behandelte Thematik erwuchs aus den Problemstellungen wahrend der Entwicklung eines Programmalgorithmus zur Simulation des Ermudungsbruch- verhaltens von Umformwerkzeugen als einem der Grundbausteine des am Lehrstuhl erstell- ten PSU-Programmoduls WERKZEUGVERSAGEN. Der Bericht beschrankt sich dabei nur auf den Teilaspekt der numerischen Simulation von Rissinitiierung und Oberflachenermudung und enthalt die Darstellung und UEberprufung der dafur entwickelten theoretischen Grundla- gen; die erarbeiteten bruchmechanischen Grundlagen der Versagenssimulation hingegen wurden in einem weiteren Forschungsbericht zusammengefasst, der in der gleichen Berichts- reihe erscheint. Fur die Moeglichkeit der Bearbeitung dieses Forschungsprojektes und das mir wahrend dieser Zeit entgegengebrachte Vertrauen, die Arbeit mit einem hohen Mass von Eigenverantwort- lichkeit durchfuhren zu koennen, sowie die wissenschaftliche Diskussion moechte ich an dieser Stelle Herrn Univ. Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. M.Geiger meinen besonderen Dank aussprechen. Seine fachlichen Anregungen und seine wohlwollende Unterstutzung, die es mir erlaubte, aktuelle Arbeitsergebnisse mehrfach auf Vortragsveranstaltungen oeffentlich zur Diskussion stellen zu koennen, haben wesentlich zum Gelingen der Gesamtarbeit beigetragen. Hierfur, wie auch fur die mir zugekommene persoenliche Foerderung, mein herzlicher Dank. Fur die UEbernahme der Koreferate moechte ich Herrn Univ. Prof. em. Dr.-Ing. Dr.h.c. K.Lange und Herrn Univ. Prof. Dr.-Ing. habil. G.Kuhn herzlich danken. Bedanken moechte ich mich auch bei Herrn Dr. U.Engel fur seine standige Bereitschaft zur wissenschaftlichen Diskussion und seine kritische Durchsicht des Manuskripts.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter bei der Forschun- und Ingenieursgesellschaft fUr Steuerungstechnik (F1SW GmbH) sowie am Institut fUr Steuerungstechnik der Werk- zeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (lSW) der Uni- versitat Stuttgart. Bei Herrn Prof. Dr. h.c. Dr.-lng. G. Pritschow, dem Di- rektor des Instituts mochte ich mich fur die Unterstut- zung und die F6rderung der zu Grunde liegenden For- schungsarbeiten sowie fUr die Ubernahme des Hauptberich- tes danken. FUr die Erstellung des Mitberichtes danke ich Herrn Prof. Dr.-lng. M. Weck sehr herzlich. Weiterhin gilt mein besonderer Dank meiner Frau sowie meinen Kindern, die maBgeblich zum erfolgreiche Gelingen der Arbeit beigetragen haben. Allen Mitarbeitern und Stu- denten, insbesondere Frau Zettl, sowie den Herrn Dipl.- Ing. M. Dalacker, Dipl.-lng. J. Heller, Dipl.-lng. U. Rentschler und Dr.-lng K.H. Wurst mochte ich mich fUr die Anregungen beim Entstehen und der Durchsicht der Arbeit danken. lch m6chte mich an dieser Stelle auch bei den Damen im Technischen BUro, in den Sekretariaten des lSW's und der F1SW GmbH und der Bibliothek sowie den Herren der elek- trischen und mechanischen Werkstatt fur die gute Zusam- menarbeit bedanken.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Umformtechnik (IfU) der Universitat Stuttgart. Herrn Prof. Dr.-Ing.habil. Klaus Poehlandt danke ich herzlich fur die Betreuung der Arbeit, fur das mir entgegengebrachte Vertrauen, seine grosszugige Foerderung sowie die wertvollen Diskussionen und Anregungen. Herrn Prof. Dr.-Ing.habil. Herbert Dietmann bin ich fur die UEbernahme des Korreferates, fur die eingehende Durchsicht dieser Arbeit sowie fur die wertvollen Hinweise zu Dank verpflichtet. Mein Dank gilt ferner meinem Lehrer Herrn Prof. em. Dr.-Ing. Dr. h.c. Kurt Lange fur die Hinfuhrung zur Umformtechnik und die Starthilfe bei Beginn der Arbeit. Ebenso moechte ich Herrn Prof. Dr.-Ing. Klaus Siegert fur die wohlwollende Unterstutzung bei der Durchfuhrung dieser Arbeit sowie fur die Zusammenarbeit wahrend all der Jahre am IfU danken. Weiterhin bin ich allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Institutes fur Umformtechnik dankbar, die zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen haben. Die Mittel zur Durchfuhrung dieser Arbeit wurden von der Deutschen Forschungsgemein- schaft (DFG), Bonn, zur Verfugung gestellt, wofur an dieser Stelle ebenfalls gedankt sei.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl fur Umformende Fertigungsverfahren der Universitat Dortmund. Herrn Prof. Dr. -Ing. Eberhard von Finckenstein danke ich fur die UEbernalune des Hauptreferats und der damit verbundenen Unterstuzung meiner Arbeit. Mein Dank gilt ebenfalls den Korreferenten Herrn Prof. Dr. -Ing. A. Behrens und Herrn Priv. Doz. Dr. -Ing. M. Kleiner fur die Durchsicht der Arbeit. Besonders danken moechte ich an dieser Stelle auch allen Mitarbeitern des Lehrstuhls und allen Kollegen des Projektes "Prozesssimulation in der Umform- technik", die wesentlich zum Gelingen der Arbeit beigetragen haben. Freiburg i. Br., Juni 1994 Andreas Greve Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 Stand der Kenntnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2. 1 Entwicklung der Prozesssimulation in der Umformtechnik . . . 21 2. 1. 1 Geschichtliche Entwicklung ., . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2. 1. 2 Entwicklungstendenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2. 2 Datenbankeinsatz bei der Prozesssimulation . . . . . . . . . . . . . . 30 2. 3 Expertensysteme zur Beratung bei umformtechnischen Fra- stellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3 Ziel der Arbeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4 Konzept eines Beratungssystems fur den FE-Anwender 42 4. 1 Arbeitsweise und Moeglichkeiten von Expertensystemen 42 4. 2 Grundlegende Aspekte zur FE-Beratung . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4. 3 Struktur der Wissensbasis fur die FE-Beratung. . . . . . . . . . . 54 5 Einsatz des Beratungssystems zur Elementtypwahl . . . . . . . . 60 5. 1 Kriterien der Elementtypwahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5. 2 Aufbau des Elementberatungssystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 6 Werkstoffdaten in der Prozesssimulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 6. 1 Simulation des Werkstoffilusses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 6. 2 Zwischenschichtphanomene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 6. 3 Versagensmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 10 7 Datenbankbasierte Materialdatenverwaltung MDV . . . . . . . . . 96 7. 1 Allgemeine Aspekte und Anforderungen. . . . . . . . . . . . . . . . . 96 7. 2 Entwurf der SQL-Materialdatenbank . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaft- licher Mitarbeiter am Institut fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaf- ten (iwb) der Technischen Universitat Munchen. Herrn Prof. Dr. -Ing. J. Milberg, dem Leiter dieses Instituts, gilt mein besonderer Dank fur seine wohlwollende Foerderung und Unterstiitzung sowie fur die wert- vollen Hinweise zu dieser Arbeit. Herrn Prof. Dr. -Ing. K. Ehrlenspie1, dem Leiter des Lehrstuhls fur Konstruktion im Maschinenbau der Technischen Universitat Munchen, danke ich fur die kritische Durchsicht dieser Arbeit und die sich daraus ergebenden Anregungen. Schliesslich moechte ich mich bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts, insbesondere bei Herrn Dipl. -Ing. A. Sebald, sowie allen Studenten, die mich bei der Erstellung der Arbeit unterstutzt haben, recht herzlich bedanken. Munchen, im April 1992 Gerd Schuster Inhaltsverzeichnis I Inhaltsverzeichnis 1 Einfuhrung 1 1. 1 Ausgangssituation 1 1. 2 Zielsetzung dieser Arbeit 4 1. 3 Vorgehensweise 4 2 Stand der Technik 6 2. 1 Inhalt dieses Kapitels 6 2. 2 Montagegerechte Produktgestaltung 7 2. 3 Automatisierung in der Montage 8 2. 4 Methoden und Richtlinien zur Montageplanung 12 2. 5 Integration von Produktkonstruktion und Montageplanung 14 2. 6 Rechnergestutzte Hilfsmittel fur die Montageplanung 15 2. 7 Systematische Softwareentwicklung 19 2. 8 Zusammenfassung und Fazit 21 3 Analysen zur Montageplanung 23 3. 1 Inhalt dieses Kapitels 23 3. 2 Defizite bei der rechnergestutzten Montageplanung 23 3. 2. 1 Darstellung der Zusammenhange 23 3. 2. 2 Defizite auf grund unzureichender Planungsmethoden und -hilfsmittel 24 3. 2.

Dieses Werk unterscheidet sich in seiner Darstellung von den meisten derzeit erhaltlichen Buchern, die sich mit der behandelten Thematik befassen. Das Kernstuck des Buches sind die etwa 184 Zeichnungen, die in durchgehend perspektivischer Darstellung mehrere Werkzeugmaschinen und ihre Verkettung zu komplexen Fertigungssystemen abbilden. Alle Baugruppen des Fertigungssystems werden positioniert und ihre Funktionen erlautert. Durch diese erhoehte Anschaulichkeit ist es moeglich, die Funktion der kompliziertesten Maschinen auf eine sehr wirksame Weise zu beschreiben. Nur aktuelle Maschinen und Fertigungssysteme, die derzeit angeboten und gebaut werden, werden in diesem Buch behandelt. Daher ist das Buch fur Studierende von grossem Nutzen. Daruber hinaus ist es auch fur die Praktiker in den Konstruktions- und Angebotsabteilungen und fur die Vertriebsfachleute von grossem Wert.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungs- technik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Bei Herrn Prof. Dr. -Ing. G. Pritschow, dem Direktor des - stituts, moechte ich mich fur die Unterstutzung und Foerderung beim Entstehen dieser Arbeit sowie fur die UEbernahme des Hauptberichtes bedanken. Herrn Prof. Dr. -Ing. A. Storr danke ich fur die sorgfaltige Durchsicht und seine wertvollen H- weise und Vorschlage. Mein Dank gilt auch Herrn Prof. Dr. -Ing. w. Schiehlen fur die Erstellung des Mitberichtes. Bei den Mitarbeiterinnen, Mitarbeitern und Studenten des ISW moechte ich mich ganz herzlich fur die gute Zusammenarbeit, fur die Vielzahl von Diskussionen und fur die redaktionelle Unterstutzung bedanken. Dieser Dank gilt ganz besonders Ro- nald Angerbauer, Oliver Frager, Andrea Schneider, Eugen Wie- land und Ute Wieland. Dipl. -Inform. M. Bauder - 7 - Inhaltsverzeichnis Seite Formelzeichen und Abkurzungen 9 1 Einleitung 12 2 Anforderungen an eine flexible Roboter- 14 steuerung 2. 1 Stand der Technik 15 2. 2 Allgemeine Anforderungen an Robotersteue- 19 rungen 2. 3 Spezielle Anforderungen zur Steuerung modu- 23 larer Roboter 2. 4. Anforderungen beim Entwurf und der Auslegung 24 eines Roboters aus modularen Komponenten 2. 5 Zielsetzung der Arbeit 25 3 Anpassbarkeit der Steuerung an die Aufgaben- 26 stellung 3. 1 Konfigurierbarkeit der Hardware 26 3. 2 Spektrum der Hardwarevarianten 27 3. 3 Steuerungssoftware 30 3. 3. 1 Verwendung eines Echtzeitbetriebssystems 32 3. 3.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Umformtechnik der Universitat Stuttgart. Herrn Prof. em. Dr. -Ing. Dr. h. c. Kurt Lange danke ich fur das mir entgegenge- brachte Vertrauen und die grosszugige Unterstutzung bei der Durchfuhrung dieser Arbeit. Herrn Prof. Dr. rer. nat. Volkmar Gerold bin ich fur die eingehende Durchsicht dieser Arbeit zu Dank verpflichtet. Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. -Ing. habil. Klaus Poehlandt fur die Be- treuung der Arbeit sowie den wertvollen Diskussionen und Anregungen. Ferner danke ich allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts fur Umformtechnik, die zum Gelingen der Arbeit beigetragen haben. Weiterhin moechte ich Herrn Dr. Clemens Ritter vom Institut Laue Langevin, Gre- noble fur die Zusammenarbeit bei den Neutronenbeugungsmessungen danken. Die Mittel zur Durchfurung der Arbeit wurden von der Stiftung Volkswagenwerk, Hannover bereitgestellt, wofur an dieser Stelle ebenfalls gedankt sei. Leonberg, im Dezember 1992 Lothar Bruckner Inhaltsangabe Formelzeichen und Abkurzungen 11 0 Zusammenfassung 13 1 Einleitung 16 2 Stand der Kenntnisse 18 2. 1 Spannungsrisskorrosion von CuZn-Legierungen 18 Chemische Zusammensetzung 2. 1. 1 20 2. 1. 2 Spannung 21 2. 1. 3 Korngroesse 21 2. 1. 4 Umformgrad 22 2. 2 Eigenspannungen und Spannungsrisskorrosion von Werkstucken 24 2. 2. 1 Tiefgezogene Werkstucke 26 2. 2. 2 Abstreckgleitgezogene Werkstucke 27 3 AufgabensteIlung 29 4 Experimentelle Untersuchungen 31 4. 1 Werkstoffe 31 4. 2 Versuchseinrichtungen zur Werkstuckherstellung 33 4. 2. 1 Tiefziehen mit Niederhalter 33 4. 2.

Die Integration von Qualit{tssicherungsaufgaben in vielen Bereichen der Unternehmensprozesse ist mittlerweile zu einer der wichtigsten gestalterischen Aufgaben moderner Unterneh- mensorganisationen geworden. DerGestaltungsprozess aller- dings wird wesentlich dadurch erschwert, da vielfach quali- t{tsrelevante Zusammenh{nge und Wirkungen nicht bekannt sind oder unbeachtet bleiben. Dieses Buch zeigt wesentliche qualit{tsrelevante Zusammen- h{nge in modernen Unternehmen auf und stellt exemplarisch eine in diesem Sinne ganzheitliche arbeitswissenschaftliche und qualit{tsf-rderliche Gestaltung dar.

Originally presented as the author's thesis (doctoral)--Technische Universit'at M'unchen, 1991.

Diese Publikation befa t sich mit der Entwicklung einer Steuerung f}r die Freiformfl{chenbearbeitung mit der M-glichkeit, Bahnvorgaben in Parameterkoodinaten der Fl{chenbeschreibung zu interpolieren. Die damit verbundenen Vorteile sind der durchg{ngige Informationsflu f}r Geometriedaten, die Reduktion der NC-Datenmenge, die Flexibilit{t des Fr{sereinsatzes und die hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit. Es wurde eine erweiterte NC-Programmierschnittstelle nach DIN 66025 zur Freiformfl{chenbearbeitung spezifiziert. Wesentlich dabei ist die Definitionvon beliebigen Fl{chenkurven als Fr{sbahn. Durch Verwendung der B-Spline-Kurvenapproximation werden alle in konventionellen Steuerungen vorkommenden Bahnen in einer einheitlichen Polynomform f}r die Sollwerterzeugung dargestellt. Ein darauf basierendes Einschrittverfahren zur allgemeinen Polynominterpolation wurde entwickelt. Die neuen Interpolationsverfahren und -strukturen f}r die Freiformfl{chenbearbeitung zeigen, da nur durch Spline-Generierung sowohl f}r die Bahn als auch f}r die Orientierung eine hohe Bahngenauigkeit zu gew{hrleisten ist. Aus den gewonnenen Ergebnissen wurde die Struktur einer fl{chenorientierten Steuerdatenaufbereitung in der Steuerung festgelegt. Inhalts}bersicht: Abk}rzungen und Formelzeichen - Einleitung - Problemstellung und Stand der Technik - NC-Programmierschnittstelle f}r die Freiformfl{chenbearbeitung - Allgemeine Polynominterpolation zur Sollwerterzeugung - Fl{chenorientierte Steuerdatenaufbereitung f}r das f}nfachsige Fr{sen - Realisierung - Zusammenfassung - Schrifttum

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tlitigkeit als wissen- schaftlicher Mitarbeiter am Institut flir Werkzeugmaschinen und Betriebs- wissenschaften (iwb) der Technischen Universitiit Mtinchen. Herrn Prof. Dr.-Ing. Joachim Milberg, dem Leiter des Instituts, gilt mein besonderer Dank ftir seine stete Untersttitzung und wohlwollende Forderung sowie flir seine wertvollen Anregungen, die zum Gelingen der Arbeit ent- scheidend beigetragen haben. Herrn Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Wiendahl, dem Leiter des Instituts flir Fabrikanlagen der Universitiit Hannover, danke ich flir die aufmerksame Durchsicht meiner Arbeit und die Vielzahl konstruktiver Hinweise. SchlieBlich mochte ich mich bei allen Mitarbeitern und Studenten des iwb bedanken, die mich bei der Erstellung der Arbeit tatkrliftig unterstiitzt haben. Insbesondere meinen Freunden Dipl.-Ing. Michael Beutner, Dipl.-Ing. Clemens Martin, cand.-Inform. Norbert Pillmayer sowie Dipl.-Inform. Dorothea Mehling schulde ich Dank ftir ihr groBes Engagement und die auBer- gewohnlich produktive Zusammenarbeit in der Endphase meiner Promotion. Starnberg, im Dezember 1991 Claus Burger Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung, Situationsanalyse, Zie)setzung 1 1.1 Ein1eitung ..... . 1.2 Stand der Forschung 5 1.2.1 Trends und Entwicklungen 5 1.2.2 PPS- und Fertigungs1eitsysteme 8 1.2.3 Ansiitze zur Rege1ung der Produktion 11 1.3 Zie1e und Aufbau der Arbeit . . . . . . .

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Assistentenzeit am Institut fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universitat Munchen. Zu besonderen Dank bin ich Herrn Professor Dr. -Ing. J. Milberg verpflichtet, der die Arbeit anregte, mich durch wertvolle Kritik stets unterstutzte und mir durch ein grosses Mass an gewahrter Selbststandigkeit sein Vertrauen bewies. Desweiteren danke ich Herrn Prof. Dr. -Ing. K. Th. Renius fur die sehr aufmerksame Durchsicht der Arbeit und die Anregungen, die sich daraus ergaben. Ebenso moechte ich Herrn Prof. Dr. -Ing. M. Weck, RWTH Aachen, fur die grund- liche Durchsicht der Arbeit und die UEbernahme des Koreferates danken. Der Fa. Aesculap AG, Tuttlingen, die chirurgische Gerate und Versuchswerkzeuge zur Verfugung stellte, bin ich ebenso zu Dank verpflichtet. Weiterhin danke ich allen Studenten sowie allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Lehrstuhls, die mir tatkraftig zur Seite standen. Munchen im Oktober 1992 Helmut Hansmaier Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1. 1 Allgemeines und Problemstellung 1. 2 Stand der Technik . . 2 1. 3 Zielsetzung der Arbeit 11 1. 4 Vorgehensweise und Arbeitsschwerpunkte . 12 2 Experimentelle Analyse des Istzustandes der Untersuchungs- genstande 15 2. 1 Untersuchungsgegenstande 15 2. 2 Strukturdynamische Eigenschaften der Untersuchungsobjekte . 18 2. 2. 1 Beruhrungslose Modalanalyse an Kreissageblattern 18 2. 2. 2 Koerperschallmessungen an der Antriebseinheit 22 2. 3 Akustisches Verhalten der Untersuchungsobjekte . . . 27 2. 4 Zusammenfassung und Erkenntnisse der experimentellen Unter- chungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3 Gestaltungs- und Bemessungsprinzipien von gerauscharmen - rianten 38 3. 1 Modelldarstellung zur Gerauschentstehung und Gerauschabstrahlung 38 3. 2 Loesungsansatze fur Kreissageblatter . .

In der flexibel automatisierten Montage besteht sowohl Mangel an Kenntnissen uber die Grundlagen der Prozesse und Komponenten als auch an effizienten Methoden zur Umsetzung der technologischen Moeglichkeiten in Montagezellen. Fur die Montage flachiger Bauteile wird in der vorliegenden Publikation das einschlagige Grundlagen- und Anwendungswissen vorgestellt und mit der Entwicklung einer Methodik zur effizienten Planung entsprechender Montagezellen verbunden. Bezuglich der Montagetechnologie stehen Vakuumflachengreifer sowie Montagezellenkomponenten, z.B. zur Fugeprozessunterstutzung, zum Bereitstellen und Vereinzeln usw., im Mittelpunkt der Untersuchungen. Die Ergebnisse werden in einer Reihe von Anwendungsbeispielen verifiziert. Der Ansatz der Planungsmethodik beruht auf der problemangepassten synchronen Strukturierung des jeweils optimalen Planungsvorgehens und der zugehoerigen technologischen Moeglichkeiten. Als Leitfaden fur den Planer sowie als Zugriffsschlussel zum Technologiewissen dienen ausfuhrliche strukturierte Checklisten zur Planung flexibler Montagezellen fur flachige Bauteile.

Konzepte fur flexibel automatisierte Montagesysteme konnen systematisiert und in modular aufgebaute Strukturen gefasst werden. In dieser Publikation werden am Beispiel eines Produktspektrums aus der Elektromechanik und Feinwerktechnik hierzu Montagesysteme analysiert und die grundsatzlichen Zusammenhange in der Montage hergeleitet. Das Ergebnis ist eine parametrisierte Beschreibungssystematik fur Montagesysteme und Komponenten. Auf dieser Systematik lassen sich flexible Montagesysteme durch Parametervariation in allen strukturellen Ebenen aufbauen. Hieraus kann ein modulares Baukastensystem fur die Montage der betrachteten Produkte entwickelt und verifiziert werden. Um die Planung derartig flexibler Systeme zu unterstutzen, wird die Beschreibungssytematik in zwei Rechenprogramme eingebunden. Mit diesen Programmen sind Aussagen uber Rationalisierungsschwerpunkte, den zielgerichteten Einsatz einer flexiblen Montagestruktur und deren Nutzen moglich.

Die Verkurzung der Produktzyklen, die Erhohung der Variantenvielfalt und die unterschiedlichen Automatisierungsmoglichkeiten stellen eine neue Herausforderung an die Planung von Produktionssystemen dar. Anhand einer Untersuchung der Planungstatigkeiten wird gezeigt, dass heute meist Hilsmittel fehlen, Planungsprojekte strukturiert, kostenorientiert und termingerecht durchzufuhren. Ausgehend von einer kritischen Wurdigung der bisher verfugbaren Planungshilfsmittel wird ein rechnerunterstutzes Planungshilfsmittel entwickelt, das den Planer graphisch-interaktiv bei der Konzeption und Ausarbeitung von Produktionsanlagen unterstutzt, ihn von Routineaufgaben, insbesondere bei der Informationsbeschaffung und -aufbereitung entlastet, und eine abteilungs- bzw. instanzenubergreifende, termingerechte Abwicklung von Planungsprojekten sicherstellt.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungs- technik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Dem Direktor des Instituts, Herrn Professor Dr.-Ing. G. Pritschow gilt mein besonderer Dank fur seine wohlwollende Unterstutzung und Foerderung der zu Grunde liegenden Forschungsarbeiten sowie fur die UEbernahme des Hauptberichts. Herrn Professor Dr.-Ing. A. Storr danke ich fur die sorg- faltige Durchsicht der Arbeit. Fur die Erstellung des Mitberichts danke ich herzlich Herrn Prof. Dr.-Ing. R. Lauber. Weiterhin gilt mein Dank allen Mitarbeitern und Studenten am Institut, die in vielfaltiger Weise zum Gelingen der Arbeit beigetragen haben. Insbesondere moechte ich mich hierfur bei Herrn Dipl.-Ing. W. Scholich, Herrn Dipl.-Ing. Ch. Fahrbach, Herrn Dipl.-Ing. J. Bretschneider und Frau cand. arch. B. Wachter bedanken. ich moechte mich an dieser Stelle auch bei den Damen im tech- nischen Buro, im Sekretariat und in der Bibliotek sowie bei den Herren der elektrischen und mechanischen Werkstatt fur die gute Zusammenarbeit bedanken.

Das vorliegende Buch beinhaltet die Beitrage zur vierten Saarbrucker Fachtagung "CIM im Mittelstand". Es wendet sich insbesondere an Planer und Entscheider aus mittelstandischen Unternehmen, die sich mit der Konzeption und Realisierung von integrierten EDV-Losungen im Produktionsbereich beschaftigen. Die Beitrage stammen zum uberwiegenden Teil von Praktikern aus der angesprochenen Interessentengruppe, die uber ihre Erfahrungen bei der Realisierung der rechnerintegrierten Produktion und uber die von ihnen erarbeiteten Konzepte berichten. Ausserdem kommen eine Reihe namhafter Wissenschaftler und Systemanbieter zu Wort, die neue Tendenzen im Bereich der CIM-Technologie vorstellen. Inhaltlich beschaftigt sich das Buch schwerpunktmassig mit den Themen "Rechnerunterstutzte Qualitatssicherung - CAQ" und "Produktionsplanung und -steuerung (PPS), Just-in-Time (JIT), Auftragsabwicklung". Die Qualitatssicherung ruckt nicht zuletzt wegen der scharferen gesetzlichen Nachweispflichten der Hersteller immer mehr in den Mittelpunkt des Interesses. Aber auch ihr Kostensenkungspotential und ihre wachsende Bedeutung als Wettbewerbsinstrument werden zunehmend erkannt. Neben der Qualitat der Produkte ist aber auch die Qualitat der Planung, die sich beispielsweise im Grad der Termintreue, in der Verkurzung und in der besseren Uberschaubarkeit der Auftragsabwicklung offenbart, eine wesentliche Waffe im Wettbewerb. Ausser jeweils mehreren Beitragen zu den genannten Schwerpunktthemen werden in diesem Tagungsband die strategische Bedeutung von CIM, die Ermittlung der Wirtschaftlichkeit von CIM-Investitionen, neue Entwicklungen in der Fertigungsautomatisierung, Fragen der Organisations- und Personalentwicklung fur CIM sowie eine Architektur fur eine sichere CIM-Einfuhrung behandelt.

Fertigungsbedingungen wirken sich auf das Verhalten schwingend beanspruchter umgeformter Werkstucke aus pulvermetallurgisch hergestellten Vorformen aus. Das wird in dieser Publikation am Beispiel des Voll-Vorwarts-Fliesspressens untersucht. Im Ausgangszustand ist das Ermudungsverhalten der Sintermetalle bei niedriger bis mittlerer Belastung durch quasielastische Verformung bis zum Bruch gekennzeichnet. Bei hoher Belastung lasst porenbedingt rasches Risswachstum eine zyklische Ver- oder Entfestigung nicht mehr zu. Durch Fliesspressen wird der Restporengehalt von 10% bei Kaltumformung auf etwa 1 bis 3 %, bei Halbwarmumformung teilweise auf 1 % reduziert. Wahrend sich wechselverformte Werkstucke im kaltfliessgepressten Zustand vornehmlich quasielastisch verhalten, zeigen halbwarmumgeformte eine ausgepragte zyklische Entfestigung. Diese verlauft aufgrund der gegenuber dem sproeden Sinterzustand deutlich verbesserten Zahigkeit aber sehr langsam. Zusatzlich koennen die in Pressrichtung orientierten gestreckten Poren die Rissausbreitung verzoegern und somit die Lebensdauer zyklisch beanspruchter Werkstucke aus Sintermetall erhoehen.