Zur Steigerung der Produktivitat und Flexibilitat setzt die In- dustrie in zunehmendem Masse numerisch gesteuerte Frasmaschinen ein. In einzelnen Fallen sind dies Maschinen, die nicht nur entsprechend den kartesischen Koordinaten drei translatorische Bewegungen, sondern zusatzlich zwei rotatorisehe Bewegungen - d. h. funf Achsen - simultan gesteuert besitzen. Damit koen- nen solche Maschinen sowohl die Lage der Fraserspitze als auch die Richtung der Fraserachse numerisch gesteuert verandern. Diese zwei zusatzlichen kinematischen Freiheitsgrade ermoegli- chen es, einerseits komplizierte Werkstuckflachen technologisch und geometrisch gunstiger "funfachsig'' zu frasen, andererseits erfordern sie einen erheblich hoeheren Investitionsaufwand fur Anlagen und Entwicklung. Deshalb wurde diese Frasmethode bisher nur wenig eingesetzt. Durch die zwei zusatzlichen Freiheitsgrade entstehen der Ar- beitsvorbereitung Probleme in der Technologie, der Teilepro- grammierung und Postprozessorverarbeitung. Fur jeden neuen An- wendungsfall mussen die Anwender zugeschnittene Einzelloesungen finden, wobei die Wirtschaftlichkeit aufgrund des hohen Anlage- wertes im Vordergrund steht. Diese Einzelloesungen, von denen sehr wenig veroeffentlicht wurde, sind i. a. Erweiterungen von bereits erprobten dreiachsigen Versionen. Deshalb ist die Zielsetzung dieser Arbeit, die Einzelprobleme der Arbeitsvorbereitung unter allgemeingultigen Gesichtspunkten zu analysieren und Anwendern Anhaltspunkte fur den wirtschaft- lichen Einsatz des funfachsigen Frasens in weiteren Anwendungs- bereichen zu liefern. Fur den praktischen Teil der Untersu- chungen stand eine numerisch gesteuerte Funfachsen-Frasmaschine, Rechenzeit am Grossrechner CD 6600 sowie die Programmiersprachen FORTRAN IV und APT III zur Verfugung.

1m Rahmen eines Forschungsvorhabens (IV A 3-5081) des Land- amtes fUr Forschung wurden in den Jahren 1971 und 1972 am Werk- zeugmaschinenlabor der TH Aachen grundlegende Untersuchungen durchgefUhrt, die zu dem Ergebnis fUhrten, daB Kleinrechner grtind- satzlich in der Lage sind, die BeViegungsablaufe von numerischen Werkzeugmaschinen zu steuern, sowie StellgroBen an die I'laschine auszugeben und auBerdem zeitunkritisch die Haschinensignalanderungen zu bearbeiten. Als Erganzung zu diesem Forschungsvorhaben erteilte das Landesamt fUr Forschung fUr die Jahre 1973 und 1974 dem '({erk- zeugmaschinenlabor einen weiteren Forschungsauftrag (IV B 1-5431), in dem die IvloGlichkeiten untersucht werden sollten, das in dem Vor- haben IV A 3-5081 realisierte CNC-System, be tehend aus einer CNC- Steuerung und einer Revolverdrehmaschine, durch anwenderorientierte und prozeBbedingte Systemerganzungen zu verfeinern und auBerdem den Auslastungsgrad dieser Steuereinheiten durch Ubernahme zusatzlicher Funktionen zu erhohen. Die im folgenden beschriebenen Ergebnisse der dicsbezUglich durchge- fUhrten Forschuncsarbeiten unteilen sich in - prozeBbedingte Systemerganzungen, die sich r.: tit Problemen des Gewindeschneidens auf zylindrischen oder kegeligen Korpern sowie der digitalen Glattung bei Schnittmotorantrieben be- schaftigen, - anwenderorientierte Systemerganzungen, unter denen Erstellungs- und Korrekturmoglichkeiten von NC-Lochstreifen zu verstehen sind - Systemerweiteru. 'lgen durch die Ubernahme von logischen steuerungs- funktionen der AnpaBsteuerung numerischer ', '!erkzeugmaschinen und durch die ealisierung von Hilfsmitteln, mit denen die ?erti- gungseinrichtung automatisch Uberwacht werden w. nn. 2 2. Erarbeitung der Struktur und ArbeitsVieise erganzender Systemteile zu einer Basis-CNC 2. 1 Die digitale Glattung Bei Verwendung von Schrittmotorantrieben soll dieser Baustein uni- versell, d. h.

In der spanenden Fertigung haben sich bei groP., en Serien WerkstiickmeBsteuerungen als Mittel zur Automation bewiihrt. Sie ermoglichen die Erfassung und Ausregelung des bei del.' Bearbeitung unvermeidbar auftretenden Summenfehlers durch direkte Erfassung dos tatsachlichen WerkstiickmaBes. Hierdurch kann iiber lange Zeit eine gleichJ!\aP., ig hohe Fertigungsgenauig- keit eingehalten werden. Zusatzlich ergibt sich eine starke Verkiirzung del' Ncbenzeiten, die der durch eine numerische Steuerung des Arbeilsprozesses erziclbaren Verkiirzung ver- gleichbar ist. Fiir die Kleinserion- und Einzelfertigung konnen hlcBsteuerungen iihnliche Vorteile bringen, da in diesem Fertigungsbereich die MeP., zeiten einen bedeutenden Teil der Nebenzeiten ausmachen. Ihr Einsat7. scheiterte jedoch bisher an zwei Problemen, die sich aus del- kleinen LosgroP., e ei-geben. Da das Werkstiick im Grenz- fall der Einzelfertigung nul' einmal auf einer Maschine bear- beitet wird, rouP., zum einen die Messung am Werkstiick wahrend der Bearbeitung erfolgen. Zum anderen ergibt sich aus dem groP., en Werkstuckspektrum die Forderung nach einem MeBverlahren, das dem jeweiligen SollmaP., flexibel angepaBt werden kann, also nach absolu tel' IIlessllng in einem groP., en Bereich. Dabei muP., jedoch eine MeP., genauigkeit erzielt werden, die der mit relativ arboitenden Verfahren bei der GroBserienfertigung erreichbaren Genauigkeit entspricht. Wiihrend fUl' MeP., steucrungen, die das IstmaB durch cine einmalige Messung ch der Bcarbeitung erfassen, auch beriihrende Antast- verfahren eingesetzt werden konnen, liiP., t sich eine konstante Genauigkeit bei einer Messung wah rend der Bearbeitung nul' mit beriihrungslosen Gebern erzielen, da diese sich standig im Eingriff befinden mussen.