Die vorliegende Dissertation entstand neben meiner Tatigkeit als Mitarbeiter am Institut fur Montageautomatisierung GmbH (ifm). Besonders danken moechte ich Herrn Prof. Dr.-Ing. J. Milberg, dem Leiter des Lehrstuhls fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) an der Technischen Universitat Mun- chen sowie des oben genannten Instituts, der mir die Bearbeitung der Thematik ermoeglichte und durch kritische Anregungen und wertvolle Hinweise meine Arbeit stets wohlwollend unter- stutzte. Herm Prof. Dr. rer. nat. H. Schmidtke, dem Inhaber des Lehrstuhls fur Ergonomie der Technischen Universitat Munchen, danke ich fur das meiner Arbeit entgegengebrachte Interesse und die UEbernahme des Korreferats. Desweiteren danke ich Herm Prof. Dr.-Ing. G. Duelen am Doppelinstitut IPK / IWF Berlin fur die kritische Durchsicht der Arbeit, den sich daraus ergebenden Anregungen sowie der UEbernahme des zweiten Korreferats. Mein Dank gilt ebenfalls Herrn Dr.-Ing C. Maier, dem Geschaftsfuhrer des Instituts fur Montageautomatisierung, der mir die Bearbeitung der vorliegenden Dissertation ermoeglichte. Schliesslich moechte ich mich bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des ifm und des iwb sowie allen Studenten, die mich bei der Erstellung der Arbeit unterstutzt haben, recht herzlich bedanken.

In der Fertigungstechnik wird die Flexibilitat durch die Eigenschaften und Gestaltung von Maschinen, Werkzeugen, Transporteinrichtungen usw. bestimmt. Dies gilt auch fur Industrieroboter. Inhalt dieser Publikation ist die Konzeption modularer Industrieroboter, die auf einer besonderen Entwicklung geratetechnischer Komponenten beruht. In einer Aufgabenanalyse wird zunachst gezeigt, dass die zentrale Aufgabe in der Schaffung geeigneter Bewegungsmoduln besteht, um beliebige kinematische Strukturen nachbilden zu koennen. Hierdurch werden auch neue Armstrukturen moeglich, deren Vorteile aufgezeigt werden. Die vorgestellte modulare Struktur erlaubt es, neuartige Messverfahren zur Genauigkeitserhoehung zu integrieren, deren Wirkungsweise und Moeglichkeiten ebenfalls behandelt werden. Neben der mechanischen modularen Strukturierung wird auch eine solche fur die Steuerungstechnik aufgezeigt; sie erlaubt eine optimale Anwendung der Bewegungsmoduln. Abschliessend werden Beispiele einer modularen Geratetechnik vorgestellt.

Ausgehend von moeglichen Gesamtloesungen fur das funfachsige Frasen und von einer Untersuchung der Leistungsfahigkeit heutiger numerischer Steuerungen (NC) fur dieses Bearbeitungsverfahren werden im Schwerpunkt Moeglichkeiten fur eine Frasergeometriekorrektur direkt in der NC behandelt. Die Korrektur erlaubt den Einsatz von Frasern mit kleinen Abweichungen von der Nenngeometrie und berucksichtigt sowohl unterschiedliche Bearbeitungsfalle wie beliebig gekrummte Flachen oder Regelflachen als auch eine Anzahl unterschiedlicher Frasertypen. Es wird die Integration der Loesungen in eine neue NC-Struktur mit erweiterter NC-Datenschnittstelle vorgestellt. Die fur eine optimierte Loesung der Frasergeometriekorrektur erforderlichen Modifikation im Programmiersystem werden untersucht. Erganzend zur Hauptthematik werden Moeglichkeiten der Offset-Bearbeitung und im Rahmen der Komplettbearbeitung die Berucksichtigung der Frasergeometrie beim zweieinhalb- und dreiachsigen Frasen beschrieben.

In Produktionsunternehmen kommt der Produktionsstrategie eine zunehmende Bedeutung zu. Neben der Kostenstruktur und der Produktqualitat wird sich "Zeit" zu einem immer entscheidenderen Wettbewerbsfaktor entwickeln. Flexibilitat, Reaktionsgeschwindigkeit und Verkurzung der Produktdurchlaufzeit von der Produktidee bis zum lieferbaren Produkt werden zunehmend uber Erfolg oder Misserfolg eines Unternehmens entscheiden. Es mussen also Produktions- und Organisationsstrukturen geschaffen werden, in denen kurze Planungs- und Ausfuhrungszeiten realisiert werden koennen. Da jedoch gleichzeitig die Prozesse und Ablaufe in der Fabrik immer komplexer werden, mussen die Menschen durch bessere Hilfsmittel unterstutzt werden. Diese neuen Hilfsmittel sollen die Mitarbeiter von Routinearbeiten entlasten, die abteilungsubergreifende Zusammenarbeit verbessern und ihre Motivation durch neue Arbeitsmethoden und -strukturen erhoehen. Dieses Kolloquium hat Mittel und Wege zur Erreichung dieses Ziels aufgezeigt.

Neue Produktions- und Informationstechnologien verwandeln unsere industrielle Arbeitswelt. Auch neue Formen der Arbeitsorganisation im direkten und indirekten Bereich sind heute schon feste Bestandteile innovativer Unternehmen. Die Entkopplung der Arbeitszeit von der Betriebszeit, integrative Planungsansatze sowie der Aufbau dezentraler Strukturen sind nur einige Beispiele der Konzepte, die die aktuellen Entwicklungsrichtungen kennzeichnen. Oberstes Ziel bei der systematischen Gestaltung des Wandels in unseren Unternehmen bleibt eine hohe Qualitat und Produktivitat der Arbeit. Auf dem Weg dahin bieten sich den Unternehmen vielfaltige Moglichkeiten zur Weiterentwicklung sozialer und humaner Arbeitsgestaltung. Das Produktionsforum '91 war den zentralen strategischen Managementaufgaben gewidmet, die zur Sicherstellung des Unternehmenserfolgs von morgen erforderlich sind. Erfahrungsaustausch und Dialog zwischen "Anwendern, Herstellern" und "Wissenschaftlern" standen im Vordergrund. Diskutiert wurden Vorgehensweisen und vor allem auch realisierte Praxisbeispiele erfolgreichen Produktionsmanagements. Dieser Berichtsband richtet sich damit vor allem an betriebliche Entscheidungstrager sowie Fach- und Fuhrungskrafte aus den Bereichen Konstruktion, Arbeitsvorbereitung, Organisation, Personal und Produktion."

Der Einsatz von flexibel automatisierten Fertigungskonzepten in den Produktionsbereichen der Unternehmen des Maschinenbaus hat sich in den letzten Jahren durchgesetzt. Dies gilt speziell auch fur Flexible Fertigungssysteme (FFS), die die komplexeste Ausfuhrungsform der unter dem Begriff der flexiblen Automatisierung zusammengefassten Konzepte darstellen. Die unterschiedlichen Ausfuhrungsformen von FFS setzen spezielle Gestaltungen der Produktionsplanung und -steuerung (PPS) fur die Auftragsabwicklung und hier speziell fur die Werkstattsteuerung voraus. Der funktionsfahigen Integration der FFS in den innerbetrieblichen Informationsfluss der PPS, der Gestaltung der Arbeitsorganisation sowie des Personaleinsatzes kommt deshalb eine wesentliche Bedeutung fur den wirtschaftlichen Erfolg zu."

In der Kaltmassivumformung fallen bei der Fertigung komplizierter Werkstucke die Werkzeuge uberwiegend durch Ermudungsbruch aus. Der Autor hat am Beispiel des Voll-Vorwarts-Fliesspressens Standmengenuntersuchungen zur Erfassung von Einflussgroessen auf den Werkzeugbruch durchgefuhrt, woruber in dieser Publikation berichtet wird. Zur statistischen Absicherung der Ergebnisse wurden pro Versuchsparameter funf gleichartige Werkzeuge gepruft; das bedingte einen Versuchsaufwand von ca. 600 000 gepressten Teilen. Parallel zu diesen experimentellen Untersuchungen wurde der Voll-Vorwarts-Fliesspressvorgang mit der Finite-Elemente-Methode simuliert. Die vorliegenden Ergebnisse koennen zur Optimierung von Fliesspresswerkzeugen fur das Voll-Vorwarts-Fliesspressen mit kegeliger Schulter bezuglich des Bruchverhaltens dienen. Sie stellen damit einen Beitrag zur Erhoehung der Fertigungssicherheit und der daraus resultierenden Wirtschaftlichkeit fur das technologisch wichtige Verfahren der Kaltmassivumformung dar.

Das "Fertigungstechnische Kolloquium" in Stuttgart findet in dreijahrigem Turnus und in diesem Jahr zum 7. Male statt. Es fuhrt die Tradition des von Prof. Dolezalek 1959 ins Leben gerufenen Automatisierungs-Kolloquiums fort. In diesem Jahr steht es unter dem Motto "Die Fertigungstechnik bestimmt den wirtschaftlichen Erfolg. Mit richtigen Weichenstellungen sichern wir den Industriestandort Deutschland."

Beim Betrieb flexibler Fertigungssysteme (FFS) sind Werkzeugversorgung und Werkzeugeinsatz informationsfluAtechnisch als automatisierter, integrierter Bestandteil des Steuerungssytems anzustreben. Damit kAnnen bei hoher Dispositionsfreiheit Voraussetzungen fA1/4r einen hohen Nutzungsgrad geschaffen, organisatorische MAngel reduziert und die AoeberwachungsmAglichkeiten ausgeweitet werden. Bei der Analyse der Anforderungen wurde deutlich, daA die Problemstellungen im Hinblick auf den aufgaben- und zeitgerechten Einsatz von Werkzeugen nicht isoliert fA1/4r den Bereich der flexiblen Fertigungssysteme und -zellen, sondern eingebunden in ein gesamtbetriebliches Werkzeugwesen untersucht werden sollten. Im Rahmen dieser Publikation werden Bausteine zur Steuerung und Aoeberwachung des Werkzeugflusses in flexiblen Fertigungseinrichtungen entwickelt und die Einbindung in ein Steuerungssystem dargelegt, wobei die Werkzeugdaten weitgehend automatisiert gewonnen werden.

Untersuchungen des Marktforschungs-Instituts "Burke International" zufolge ist im Be- reich der kurzlebigen Konsumguter der Gewinnanteil neuer Produkte am Gesamtgewinn der Unternehmen weltweit von 16 Prozent in der Periode 1976- 1981 auf 24 Prozent in 1 der Periode 1981 - 1986 angewachsen. Aus diesem Anstieg wird ersichtlich, welch ex- trem wichtige Rolle die Entwicklung von Neuprodukten mittlerweile bei der langfristi- gen Wachstumssicherung von Unternehmen spielt. Jede Neueinfuhrung birgt gleichzeitig aber das Risiko hoher Fehlinvestitionen, da die Chancen neuer Produkte, sich auf Dauer im Markt durchzusetzen, angesichts verscharfter Wettbewerbsbedingungen auf Herstel- ler-und Handelsseite nach wie vor relativ gering sind. Als weiteres Problemfeld erweist sich in vielen Unternehmen die Hoehe der Budgets fur kommunikationspolitische Aktivitaten. So gaben etwa im Jahre 1987 die zehn groessten Werbungstreibenden in der Bundesrepublik Deutschland alleine 550 Millionen DM nur 2 fur Fernsehwerbung aus. Die haufig zitierte AEusserung, dass" ... die Halfte dieser Gelder zum Fenster hinausgeworfen sei, man wisse nur nicht, welche Halfte ... ", stimmt insbe- sondere dann nachdenklich, wenn man sich die immer noch bestehende Diskrepanz zwi- schen den Kommmunikationsetats und den fur Werbeforschung bereitgestellten Mitteln 3 vor Augen fuhrt. Besondere Bedeutung kommt in diesem Zusammenhang den Verfahren der Testmarkt- forschung (regionaler Markttest, Minimarkttest und Testmarktsimulation) zu. Einerseits lassen sich diese Verfahren namlich quasi als "Generalprobe" vor einer geplanten natio- nalen Produkteinfuhrung heranziehen, andererseits bieten sie aber auch die Moeglichkeit, das letztendlich entscheidende Ziel der Werbung, die Steigerung des Abverkaufs der beworbenen Produkte, mit Hilfe experimenteller Versuchsanordnungen zu uberprufen.

Der Autor stellt sich die Aufgabe, den Programmieraufwand bei bahngesteuerten Industrierobotern zu reduzieren. Sein Ziel ist es, durch den Einsatz von Sensoren weitgehend automatische Programmiervorgange zu erreichen. Dabei legt er auf eine moeglichst breite Anwendbarkeit der Verfahren fur unterschiedlichste Bearbeitungsroboter wert. Folgende Themenbereiche sind Schwerpunkte der Arbeit: - UEbersicht uber Industrieroboter-Programmierverfahren; - Anforderungsanalyse bei sensorgefuhrter Programmierung; - Geometriesensoren und Sensorregelkreise fur das nachfuhrende Abtasten von Werkstuckgeometrien (bis zu 6 Koordinaten); - Erzeugung der Bewegungsvorgabe fur automatische Programmiervorgange; - automatische Generierung von Bewegungsprogrammen durch Bahnspeicherung und Datenreduktion; - handgefuhrte, servogesteuerte Roboterprogrammierung. Anhand mehrerer Anwendungsbeispiele wird nachgewiesen, dass mit Hilfe der entwickelten und in eine Robotersteuerung integrierten Algorithmen Industrieroboter automatisch programmiert werden koennen und somit eine wesentliche Erhoehung der Wirtschaftlichkeit erreichbar ist.

"Lernende Roboter" behandelt Methoden und Lernstrategien der KA1/4nstlichen Intelligenz (KI) im Hinblick auf deren Anwendungen in der Robotik. Mehrere Lernschemata werden beschrieben. Lernen wird als das HinzufA1/4gen neuen Wissens zu bestehendem Grundwissen und deren Wechselwirkung verstanden. Verschiedene Formen der Wissensaneignung werden besprochen. Die Lernziele entsprechen dem breiten Spektrum der Anforderungen; der behandelte Stoff reicht vom direkt implementierten Wissen bis hin zur Deutung von WirkzusammenhAngen zwischen durchgefA1/4hrten Aktionen und sensorisch erfaAten Merkmalen. Ziel des Buches ist eine Diskussion des Einsatzes von Lernstrategien fA1/4r zukA1/4nftige, intelligente und autonome Robotersysteme. Es bietet in konzentrierter Form einen Aoeberblick A1/4ber das Gebiet, aufbereitet fA1/4r den Einsatz in der Robotik.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungs- technik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Universitat Stuttgart. Dem Institutsleiter, Herrn Prof. Dr. -Ing. G. Pritschow danke ich fur die wohlwollende Unterstutzung und die Anregungen wah- rend des Entstehens der Arbeit. Mein herzlicher Dank gilt auch Herrn Prof. Dr. -Ing. A. Storr fur die stetige Forderung und die eingehende Durchsicht dieser Arbeit. Herrn Prof. DTech. h;c, Dipl. -Ing. K. Tuffentsammer danke ich fur die Erstellung des Mitberichtes. Ferner gilt mein Dank allen Mitarbeitern und Studenten des Institutes, die durch kritische Hinweise und durch Diskussionen zum Gelingen meiner Arbeit beigetragen haben. Insbesondere bedanke ich mich hierfur bei den Herren Dipl. -Ing. B. Walker, Dipl. -Ing. R. Viefhaus, Dipl. -Ing. H. Edenhofer und Dipl. -Ing. Lei Wei TaL Eberhard Wagner - 7 - Seite Inhaltsverzeichnis Formelzeichen und Abkurzungen 10 14 Einleitung 2 Aufbau einer KoordinatenmeBanlage 16 2. 1 Komponenten einer KoordinatenmeBanlage 16 2. 2 Verarbeitung der Steuerdaten in einer Koordinat- meBanlage 18 2. 2. 1 Betriebsarten einer KoordinatenmeBanlage 18 2. 2. 2 Steuerdaten fur ein KoordinatenmeBgerat 19 2. 2. 3 Struktur der Steuerdatenverarbeitung 21 2. 2. 3. 1 Prinzip der Steuerdatenverarbeitung 21 2. 2. 3. 2 Funktionsblocke der Steuerdatenverarbeitung 22 3 Zielsetzung und Vorgehen 24 4 Verfahren zur FuhrungsgroBenerzeugung und Lage- regelung 25 4. 1 Verfahren zur Bahnerzeugung bei Werkzeugmaschinen 26 4. 1. 1 Konventionelle Verfahren 26 4. 1. 2 Bahnregelung 27 4.

Technische Produkte koennen nicht genau auf Sollmass gefertigt werden. Systematische und zufallsbedingte Abweichungen vom Sollmass sind unvermeidlich, die Vorgabe von Toleranzen notwendig. Das Buch liefert hierzu eine umfassende Darstellung der Toleranzproblematik und ihrer Bewaltigung durch statistische Verfahren. Besonders anschaulich und transparent geschieht dies durch die bildliche Darstellung rechnerischer Loesungen einer grossen Zahl praxisrelevanter Beispiele. Das Buch wendet sich in erster Linie an Mitarbeiter in Entwicklung und Konstruktion einerseits und in der Fertigung und Qualitatssicherung andererseits, hauptsachlich im Bereich des Maschinenbaus und angrenzender Fachgebiete.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungs- technik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Universitat Stuttgart. Herrn Professor Dr. -Ing. A. Storr gilt mein besonderer Dank fur das Interesse an meiner Arbeit und die wohlwollende Unterstutzung bei ihrer Entstehung. Seine intensive Durch- sicht und die damit verbundenen wertvollen Hinweise haben ganz wesentlich zu ihrem Gelingen beigetragen. Ebenso danke ich Herrn Professor Dr. -Ing. G. Pritschow fur weiterfuhrende hilfreiche Anregungen. Mein Dank gilt auch Herrn Professor Dr. -Ing. H. -J. Warnecke fur seine Bereitschaft, den Mitbericht zu ubernehmen. Daruber hinaus moechte ich mich bei allen Mitarbeiterinnnen und Mitarbeitern des Instituts bedanken, die meiner Arbeit durch anregende Kritik und Diskussionen zusatzliche Impulse verliehen haben. Dieser Dank gilt insbesondere den Herren Dr. -Ing. W. Renn, Dipl. -Ing. M. Hardtner, Dipl. -Ing. W. Grimm und Dipl. -Ing. J. Schneider. Jurgen Fleckenstein - 7 - Inhaltsverzeichnis Seite Abkurzungen, Bezeichnungen, Symbole 10 Einleitung 13 2 Analyse der Beschreibungsform 'Zustandsgraph' fur die Darstellung von Steuerungsaufgaben 16 2. 1 Begriffsdefinitionen 16 2 . 1. 1 Begriffe in Verbindung mit Zustandsgraphen 18 2 . 1. 2 Begriffe im Zusammenhang mit der Verarbeitung von Daten 21 2. 2 Beschreibung von Steuerungsaufgaben mit Zustandsgraphen als Grundlage zur Erstellung von Steuerprogrammen 23 2. 2. 1 Anforderungen an das Beschreibungsverfahren 24 2. 2. 2 Einfuhrung eines Initialisierungszustandes 27 2. 2. 3 Einfuhrung eines Fehlerzustandes 29 2. 2. 4 Auswirkung von Fehlererkennung und Verkettung auf die Obergangsbedingungen 32 2. 2. 4.

Fur den Aufbau komplexer Modelle auf dem Gebiet der Produktionssysteme ist es bedeutsam, dass die Komponenten fur Fertigung, Montage und Lagerung durch ein sehr leistungsfahiges und dennoch sehr flexibles Transportsystem verbunden werden koennen. Ein Transportsystem besteht aus den Transportmitteln, dem Wegenetz und der Steuerung. Fur das gesamte Transportsystem, bestehend aus Transportmitteln, Wegenetz und Steuerung wird ein einheitliches Modellkonzept vorgestellt. Die Implementierung erfolgt mit Hilfe des Simulators GPSS-FORTRAN Version 3. Der Simulator GPSS-FORTRAN Version 3 war immer schon in der Lage, in seinem warteschlangenorientierten Teil Modelle mit Bearbeitungsstationen, Lagerverwaltung und Auftragssteuerung aufzubauen. Durch einen Zusatz ist es moeglich geworden, jetzt auch Vorgange, die Transportmittel benoetigen, zu simulieren. Hierdurch eroeffnet sich fur den Simulator GPSS-FORTRAN als Anwendungsgebiet der Modellaufbau fur Produktionssysteme. Alle fur Fertigung, Montage, Lagerung und Materialfluss erforderlichen Komponenten werden angeboten. Zahlreiche Beispielmodelle illustrieren das vorgestellte Konzept.

Aufgabe der staatlIehen Foerderung der Umsetzung im Rahmen des Pro- grammes "Humanisierung des Arbeitslebens (HdA)" ist es unter anderem, den Prozess der Vermittlung von Erkenntnissen zur menschengerechten Gestaltung von automatisierten Systemen zu beschleunigen. Die Huma- nisierung des Arbeitslebens muss mit den technischen und organisato- rischen Entwicklungen und den Anspruchen der arbeitenden Menschen an die Gestaltung von Arbeit und Technik Schritt halten. Dies geschieht wirkungsvol I dadurch, - dass Informationen handlungsorientiert fur die einzelnen Planun- und Entscheidungstrager aufbereitet, vermittelt und verbreitet werden und - dass schliesslich Anstoesse gegeben werden, bei den Tragern der Umset- zung solche eigenstandigen Formen und Wege zu entwickeln. Um dies effektiv und schnell im Bereich der flexiblen Automatisierung erreichen zu koennen, wurde ab 1982 das "Beratungszentrum Industriero- boter (BZI)" vom Bundesminister fur Forschung und Technologie (BMFT) im Rahmen des Programms "Humanisierung des Arbeitslebens (HdA)" ge- foerdert. Da wahrend der Tatigkeiten des Zentrums erkannt wurde, dass am Markt vorhandene Planungsunterlagen sich fast ausschliesslich mit der reinen technischen Planung beschaftigen, wurde die vorliegende Planungsvorgehensweise erstellt. Diese Vorgehensweise soll Planern einen Leitfaden geben, um flexible Automatisierung nicht nur rein technisch zu planen, sondern bei diesen Planungstatigkeiten auch die menschengerechte Gestaltung der Systeme zu berucksichtigen. Damit kann ein direkter Beitrag zur Humanisierung und somit zur Verbesse- rung der Arbeitszufriedenheit geleistet werden.

Die vorliegende Arbeit entstand wah rend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steue- rungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrich- tungen der Universitat Stuttgart. Mein besonderer Dank gilt dem verstorbenen Institutsleiter. Herrn Professor Dr. -Ing. G. Stute. der die Voraussetzungen zu dieser Arbeit schuf. Herrn Professor Dr. -Ing. A. Storr und Herrn Professor Dr. -Ing. G. Pritschow danke i ch fur die Unterstutzung und FOrderung. die zum Entstehen der Arbeit wesentlich war. Herrn Professor Dr. -Ing. H. -J. Warnecke danke ich fur seine Bereitschaft. den Mitbericht zu ubernehmen. Bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts bedanke ich mich fur die wertvollen Anregungen und kri- schen Diskussionen zum Gelingen dieser Arbeit. Ein besonde- rer Dank gilt den Herren Dr. -Ing. W. Renn. Dr. -Ing. A. Herrscher und Dipl. -Inform. H. Schumacher. Heinz Fink - 7 - Inhaltsverzeichnis AbkUrzungen. Formelzeichen 10 12 Einleitung 14 2 Speicherprogrammierbare Steuerungen - Steuerungstechnik und Informationsverarbeitung 2. 1 Einordnung in die Steuerungsebenen 14 2. 2 Steuerungsprinzipien 16 2. 3 Informationsverarbeitung bei 19 speicherprogrammierbaren Steuerungen 2. 3. 1 Datenverarbeitungsfunktionen 22 2. 3. 2 Grenzen der Anwendungsorientierung 23 Analyse und Bewertung wichtiger Merkmale 3 26 speicherprogrammierbarer Steuerungen 3. 1 Strukturen speicherprogrammierbarer Steuerungen 26 3. 2 Prozessorkonzepte 31 3. 3 Programm- und Datenspeicher 33 3. 4 ProzeBvariable und interne Variable 37 3. 5 Schnittstellen 38 3. 6 Aufbautechnik 39 3. 7 Befehlsvorrat und Programmierung 41 3. 7. 1 Beschreibungsform und Programmdarstellung 42 3. 7. 2 Befehle fUr bin!re Funktionen 43 3. 7.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungs- technik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Un;versitat Stuttgart. Herrn Prof. Dr. -Ing. G. Pritschow danke ich fur die wohl- wollende Unterstutzung und die Anregungen wahrend des Ent- stehens der Arbeit sowie fur die Obernahme des Hauptberichts. Mein herzlicher Dank gilt auch Herrn Prof. Dr. -Ing. A. Starr fur die eingehende Durchsicht der Arbeit und die sich daraus ergebenden Hinweise. Herrn Prof. DTech. h. c. Dipl. -Ing. K. Tuffentsammer danke ich fur seine Bereitschaft, den Mitbericht zu ubernehmen. Weiterhin gilt mein Dank allen Mitarbeitern und Studenten am obenoenannten Institut, die in vielfaltiger Weise zum Ge- lingen der Arbeit beigetragen haben. Insbesondere moechte ich mich hierfur bei den Herren Dipl. -Ing. B. Walker, Dipl. -Ing. G. Haberle, Dipl-Ing. R. Viefhaus, Dipl. -Ing. E. Wagner und cand. -el. U. Haberle bedanken. Heinz Frank - 7 - Inhaltsverzeichnis Seite Abkurzungen, Formelzeichen, Symbole 1U Einleitung 14 1 2 Derzeitiger Stand bei der Programmierung teile- 16 artbezogener NC-Werkzeugmaschinen 2. 1 Programmierverfahren 17 2. 2 Aufgaben bei der Werkstattprogrammierung 19 2. 2. 1 Erstellen von NC-Steuerdaten 19 2. 2. 2 Testen von NC-Steuerdaten 22 2. 2. 3 Korrigieren von NC-Steuerdaten 24 2. 2. 4 Bewertung der Aufgaben 25 3 Teileorientierte Erstellung von NC-Steuerdaten 27 Festlegung der Anforderungen 3. 1 27 3. 2 Ermittlung von maschinenorientierten Daten in 27 einer NC 3. 3 Beschreibungsform fur die NC-Steuerdaten 29 3. 3.

Oie vorliegende Arbeit entstand wahrend m einer Tatigkeit als wissenscha- li cher Mitarbeiter am Institut fur Umformtechnik der U niversitat Stuttgart. Herrn Professor Dr.-Ing. K. Lange danke ich herzlich fur das mir entgeg- gebrachte Vertrauen, seine groBzugige F6rderung und stete U nterstutz ung bei der Anfert igung dieser Arbeit. Herrn Professor Dr.-Ing. H. Uetz bin ich fur die eingehende Durchsicht der Arbeit sowie fur die wertvollen Anregungen und Hinweise zu Dank verpfli- tet. Mein Dank gilt ferner Herrn Dr.-Ing. habil. K. P6hlandt fur die Betreuung und Durchsicht der Arbeit sowie fur die kritische Diskussion der Ergebn- se. Ebenso danke ich allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts fur Umformtechnik, die zumGelingen dieser Arbeit beigetragen haben. W eiterhin m 6chte ich Herrn Professor Dr .rer.nat . G. K. W olf, Herrn Dr.-Ing. J. F6hl und H errn Dipl.- Ing. K. -J. GroB fur die Zusam m enarbeit beim Einsatz ionenimplantierter W erkzeuge, bzw. bei der VerschleiBmessung danken. Die Untersuchung wurde mi t M itteln der D eut schen Forschungsgemeinschaft und des K ernforschungszentrum s K ar lsruhe gef6rdert .

Beim Kaltfliesspressen hangt je nach Verfahren und Umformbedingungen die Werkzeuglebensdauer vom Verschleiss oder dem Bruch von Werkzeug-Aktivelementen ab. Von besonderer Bedeutung fur das wenig erforschte Bruchverhalten eines Werkzeugs ist neben der beanspruchungsgerechten konstruktiven Auslegung eine anforderungsorientierte Warmebehandlung. In diesem Band wird deshalb der Einfluss ausgewahlter Warmebehandlungen auf den Werkzeugbruch untersucht. In einem ersten Schritt wurden die im Bereich der Sekundarharte gefugebedingt eingestellten mechanischen Eigenschaften in Laborversuchen (quasistatische Biege- und Stauchversuche, Umlaufbiegeversuche und Bruchmechanikversuche) ermittelt und Bruchmerkmale rasterelektronenmikroskopisch beurteilt. Diese Ergebnisse wurden mit betriebsnahen Standmengenversuchen beim Voll-Vorwarts-Fliesspressen unter Fertigungsbedingungen verknupft, in denen Werkzeuge bis zum vollstandigen Versagen durch Ermudungsquerbruch beansprucht wurden. Die Rissausbreitung konnte mit zerstorungsfreien Prufverfahren verfolgt werden. Eine bruchmechanische Analyse ermoglicht die Beschreibung der Werkzeuggeschichte und mittels richtiger Ubertragung der Ergebnisse aus dem Labor eine qualitative Lebensdauerabschatzung der Werkzeuge."

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaft- licher Mitarbeiter am Institut fUr Umformtechnik der Universitat Stuttgart. Herrn Professor Dr. lng. K. Lange danke ich herzlich fUr sein Vertrauen, seine groBUgige UnterstUtzung und Anregung zu dieser Arbeit. Herrn Professor Dr. -Ing. M. Geiger danke ich fUr sein Interesse an der Arbeit und fUr die eingehende Durchsicht. Mein Dank gilt ferner allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des lnstituts fUr Umformtechnik der Universitat Stuttgart, die zum Gelingen der Arbeit beigetragen haben. Die DurchfUhrung der Untersuchungen wurde vom Verein Deutscher Werkzeug- maschinenfabriken e. V. und von der Arbeitsgemeinschaft Industrieller For- schungsvereinigungen e. V. gefordert, wofUr ich ebenfalls zu Dank verpflich- tet bin. Garching, Oktober 1986 Vu The Cuong Inhaltsverzeichnis 12 Verzeichnis der wichtigsten AbkUrzungen 17 Einleitung 17 l. l Aufgabenstellung 18 1. 2 Stand der Erkenntnisse 22 1. 3 Zielsetzung 26 2 Verwendete Berechnungsmethoden 26 Fin ite-E 1 emente-Methode ( FE l) 2. 1 26 2. 1. 1 EinfUhrung 26 2. l. 2 Theoretische Grundlagen der Verschiebungsmethode 28 2 . l. 3 Das Programmsystem ASKA 29 2. 2 Boundary-Elemente-Methode (BEM) 29 2. 2. 1 EinfUhrung 31 2. 2. 2 Theoretische Grundlagen der direkten Boundary-Elemente- -Methode 38 2. 2. 3 Das Programmsystem BETSY Axial vorgespannte Matrizen 39 3 Untersuchungsplan, Belastungsannahmen und Rechenmo- delle fUr axial vorgespannte Matrizen 3. l Untersuchungsplan 39 3. 2 Vorspannungsschaubild 39 3. 2. 1 Bestehende Vorspannkraft nach Wegnahme der Druckkraft 42 3. 2. 2 Verminderung der Vorspannkraft be{ Belastung 44 3.