Mit den Bestrebungen. die Wettbewerbsfahigkeit des deutschen -Steinkohlenbergbaus zu steigern. sind die.immer hoheren Anfor- derungen an die Leistungsfahigkeit der im Abbau eingesetzten Maschinen eng verbunden. Das Ziel. die Gewinnungseinheiten zu verbessern und die mechanische Beanspruchung der Maschinentei- le zu verringern. wurde bisher Uberwiegend in Zerspanungsun- tersuchungen mit einer angestrebten groBtmoglichen Verringe- rung der Schnitt- und AndrUckkrafte bei einem minimal en Ver- schleiB der Werkzeuge verfolgt. 1m Gegensatz zu dem Arbeitsvorgang "Losen" der bergmannischen Gewinnung mineralischer Rohstoffe liegen nur wenige Berichte Uber die Problematik des Arbeitsvorganges "Laden" vor. Der Ladevorgang beschrankt sich hierbei im Gegensatz zu Tage- baugeraten. die im gewachsenen Boden arbeiten. auf das Weg- raumen einer SchUttung. Sowohl die Anordnung der Ladeeinrich- tungen an Maschinen der schneidenden Gewinnung als auch die Ausbildung der Ladeeinrichtungen an Maschinen der schalenden und schneidenden Gewinnung geschieht weitgehend nach Erfah- rungswerten aus dem Einsatz im untertagigen Gewinnungsbetrieb. Dabei wird z.B. einzig das Ausraumen der Ladegasse als MaB- stab fUr die Beurteilung von Ladeeinrichtungen benutzt. ohne BerUcksichtigung des Ladevorganges und der Ladekrafte. Soweit Messungen unter Tage durchgefUhrt wurden. erfolgten sie als Leistungsmessungen der Antriebe und erfaBten nur die Summe aller Einzelbetrage. Ober den Betrag der Einzelkrafte. z.B. der Ladekraft. konnte keine eindeutige Aussage getroffen wer- den. Die Ermittlung der GroBe eines Ladegerates und der er- forderlichen Antriebsleistung fUr eine bestimmte Ladekapazi- tat hangt von der Arbeitsgeschwindigkeit und der Antriebs- kraft abo Die moglichst genaue Kenntnis der Art und GroBe der Widerstande und deren Streuung ist daher unbedingt notwendig.

Der Faktor "Produktqualitat" gewinnt in zunehmendem Ma8e an Bedeutung fur die Wettbewerbsfahigkeit der Unternehmen. Dies fuhrt zwangslaufig zu der Forderung nach engeren Fertigungstoleranzen und damit auch zu hoheren Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der produkterzeugenden Fer- tigungsmittel. Die Fertigungsunsicherheit - definiert als MaB fur die Fertigungsgenauigkeit des Herstellprozesses - wird einer- seits durch maschinenbedingte Einflu3groBen, wie beispiels- weise G. eometrie und Kinematik der werkzeugmaschine und an- dererseits durch nichtmaschinenbedingte EinfluBgroBen, wie beispielsweise Maschinenbedienung und Werkzeug, bestimmt (Bild 1) /1/. Stat. Pro- Ver- FOh- dukt- pr O- halten rungen funq 10--- -- Maschinenbedingte finfluBgrOnen ichtmasch inenspezifische [influBgrOBen J Bild 1: EinfluBgroBen auf die Fertigungsunsicherheit - 2 - Die Auswirkungen maschinenbedingter EinfluBfaktoren auf die Fertigungsunsicherheit werden unter dem Begriff "Arbeits- unsicherheit" zusammengefaBt. Insbesondere bei den heute eingesetzten NC-Werkzeugmaschinen, bei denen der EinfluB der nichtmaschinenspezifischen EinfluBgroBe "Maschinen- bedienung" weitgehend eliminiert ist, muB der Arbeitsun- sicherheit eine zentrale Bedeutung beigemessen werden. Sie kennzeichnet unmittelbar die Relativbewegung zwischen Werk- zeug und Werksttick und somit die auf einer Werkzeugmaschine realisierbaren MaB-, Lage- und Formtoleranzen. Die Bestim- mung der Arbeitsunsicherheit im Rahmen von Abnahmeverfahren und periodischen Uberprtifungen des vorhandenen Maschinenparks ist daher gleichermaBen ftir Konstruktion, Fertigungsplanung und -steuerung von Interesse.

Bewegungen von Maschinenteilen werden durch die technischen Funktionen einer Maschine vorgeschrieben. Zur Erzeugung ungleichf5rmiger Bewe- gungen k5nnen Kurbelgetriebe, Kurvengetriebe, aber auch hydraulische, pneumatische oder elektrische Antriebe verwendet werden. Jede Getriebeart hat ihre spezifischen Vorteile; wesentliche Vorteile der Kurbelgetriebe sind geringe Fertigungskosten, FormschluE durch Dreh- oder Schubgelenke und dadurch die M5glichkeit, hohe Betriebsdrehzahlen zu erzielen. Die Synthese der Getriebe, namlich die Realisierung vorgegebener Bewegungsablaufe mit Kurbelgetrieben, ist jedoch im allgemeinen sehr schwierig. Viele L5sungen konnten nur aufgrund zeitintensiver Experimente gefunden werden, wobei die verwendeten Getriebe oft mehr Getriebeglieder aufwiesen - damit auch komplizierter und teurer wurden - als eigentlich erforderlich. Verstandlich sind deshalb alle Bestrebungen, die dar auf abzielen, die Ge- triebesynthese zu erleichtern. Rationalisierungsm5glichkeiten ergeben sich einerseits durch die Wahl geeigneter Syntheseverfahren, andererseits durch den Einsatz moderner Hilfsmittel, z. B. elektronischer Datenverarbeitungs- anlagen. Die Wahl des geeigneten Syntheseverfahrens ist entscheidend von der Art der Aufgabenstellung abhangig. Bei der Verwirklichung von Uebertragungsfunk- tionen sind drei grundsatzlich verschiedene Aufgabenstellungen und damit drei Syntheseverfahren zu unterscheiden. Unter der Uebertragungsfunktion O. Ordnung ist die mathematische Abhangigkeit der Abtriebsgr5Ee y von der Antriebsgr5Ee x zu verstehen. y Bild 1: Verwirklichung endlich benach- barter Punkte der Ubertragungs-

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.

A must-read for STEM graduates who aspire to be the technical leaders and executives of our next generation.This book is also for mid-level technical managers who seek to move up the corporate ladder but are not sure how to differentiate themselves from their peers. Pete Devenyi highlights ten capabilities that technology leaders must develop and nurture in order to achieve their full potential. He shares learnings and techniques through a collection of compelling, real-world stories from his own 37-year technology journey. He discusses the importance of a never-ending commitment to technical education but recognizes that it can only propel a leader so far. It is critical to develop many additional skills as well, such as the ability to maintain composure in high-pressure situations. Technologists who commit to acquiring all the capabilities outlined in the book are far more likely to rise to senior executive levels in major corporations.

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.

Mit dem Auftreten von Schwingungen an spanenden Werkzeugmaschinen wird insbesondere die erreichbare Zerspanleistung und die WerksttlckqualiUit erheblich beeintrlichtigt. Das wirft vor aHem fUr den Einsatz von Maschinen in der Produktion erhebliche betriebsorganisatorische Probleme auf. 1m Rahmen der stlindig steigenden Anforderungen an die Leistungsflihigkeit und Genauigkeit der Werkzeugmaschinen ist es daher erforderlico, das dynami- sche Verhalten der Maschinen zu verbessern. Die Anregung der Schwingungen hat entweder ihren Ursprung in der Fremd- erregung oder in der Selbsterregung, dem sog. regenerativen Rattern, wo- bei aIle Elemente der Maschine mehr oder weniger zu Schwingungen ange- regt werden. Bei der Fremderregung handelt es sich um erzwungene Schwin- gungen, wlihrend bei der Selbsterregung im allgemeinen ein Bauteil der Maschine zu Schwingungen mit seiner Eigenfrequenz angeregt wird. Die Beseitigung der Schwingungsanregung bereitet stets gro13e Schwierig- keiten. Die Anregung durch fremderregte Schwingungen von au13en lli13t sich teilweise durch die sog. Aktiv- und Passiv-lsolierung beheben. Handelt es sich dagegen um Schwingungen, die ihren Ursprung z. B. in Unwuchten, Lagerfehlern, Zahneingriffen oder wechselnden Schnittkrliften haben, ist eine Ausschaltung der ErregerqueHe nur z. T. durch Auswechseln der Ele- mente durchfUhrbar. Auch auf eine nachtrligliche Versteifung des Systems, die bei entsprechender Auslegung eine Verbesserung des dynamischen Ver- haltens bewirkt, mu13 in den meisten Flillen wegen des hohen konstruktiven und finanziellen Aufwandes verzichtet werden.

It provides information about design and implementation that meets industry standards to support better and faster reforms in technical and vocational education and training. It is the second volume in the Training Facility Norms and Standard Equipment Lists series covering the strategic manufacturing trades (i) precision engineering or machining, (ii) mechatronics technology, (iii) mechanical technology, and (iv) electrical technology. The four volumes are designed for technical and vocational education and training practitioners as well as policymakers in related sectors.