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 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.

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.

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.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitar- beiter am Institut fur Umformtechnik der Universitat Stullgart. Herrn Professor Dr.-Ing. Dr. h. c. Kurt Lange danke ich herzlich fur das mir entgegenge- brachte Vertrauen, seine grosszugige Foerderung und seine Unterstutzung bei der Anferti- gung dieser Arbeit. Herrn Prof. Dr. rer. nat. Gerhard K. Wolf bin ich fur sein Interesse an der Arbeit sowie fur wertvolle Diskussionen und Anregungen dankbar. Weiterhin moechte ich Herrn Prof. Dr.-Ing. Klaus Poehlandt fur die Betreuung und kritische Durchsicht der Arbeit danken. Ebenso gilt mein Dank allen Mitarbeiterinnen und Mitar- beitern des Institutes fur Umformtechnik, die durch ihre Hilfe zum Gelingen der Arbeit beigetragen haben. Mein Dank gilt ferner Herrn Dr. rer. nat. Peter Ballhause, Leybold AG, Hanau, zum Zeit- punkt der Untersuchungen Mitarbeiter am Physikalisch-Chemischen Institut - Radio- chemie - der Universitat Heidelberg, fur die Durchfuhrung der Ionenstrahlbehandlungen und Hartemessungen sowie seine Unterstutzung bei der Verschleissmessung mit Hilfe des Dunnschichtdifferenzverfahrens und Herrn Dipl.-Phys. Roland Leutenecker, Fraunhofer- Institut fur Festkoerpertechnologie, Munchen, fur die Durchfuhrung der Tiefenprofilanaly- sen. Herrn Dr.-Ing. Klaus Keller, Verschleiss-Schutz-Technik Dr. Ing. Klaus Keller, Schopfheim, danke ich fur die Beschichtung von Werkzeugen, die Durchfuhrung von Warmebehand- lungen und das Oberflachenfinishen von Werkzeugen. Die Durchfuhrung dieser Untersuchung wurde im Rahmen des Verbundprojektes "Ober- flachenvergutung durch Ionenimplantation" vom Bundesministerium fur Forschung und Technologie uber den Projekllrager KFA Julich gefoerdert, wofur an dieser Stelle gedankt sei.

Die Simulationstechnik gewinnt in unterschiedlichen Anwendungen immer mehr an Bedeutung. Besonders die Bewegungssimulation entwickelt sich zu einem unerlasslichen Hilfsmittel bei der Einsatzplanung von Robotern im Industriebetrieb. Ziel dieser Publikation ist die Erstellung eines realitatsnahen graphischen Robotermodells. In der ersten Stufe werden dazu die einzelnen Aspekte der kinematischen Modellbildung behandelt. Eine Prazisierung des Bewegungs rhaltens wird in der zweiten Stufe mit der Einbeziehung der Dynamik erreicht. Hierzu wird eine Datenschnittstelle zwischen einem Programmpaket zur Berechnung der Dynamik von Mehrkorpersystemen und dem Bewegungssimulationsprogramm konzipiert und ausprogrammiert. Zuletzt wird anhand von Messungen am realen Roboter einerseits und der entsprechenden Simulationsrechnungen andererseits das Simulationsmodell verifiziert."

Fur die Umformungspraxis wird in dieser Publikation eine verbesserte Methode zur Fliesskurvenaufnahme und die Moeglichkeit vorgestellt, durch bewusst gewahlte anisotrope Werkstoffe das Umformvermoegen oder die Festigkeit von Bauteilen rictungsabhangig zu steigern. Ausgangsbasis ist der Zylinderstauchversuch mit Schmiertaschen nach Rastegaev. Er ermoeglicht bei gunstiger Dimensionierung der Schmiertaschenabmessung eine weitgehend homogene Stauchung bis zu hohen Umformgraden. Der Autor optimiert diesen Versuch systematisch und beurteilt ihn unter Berucksichtigung des mechanischen Gleichgewichtes im Hinblick auf eine Fliesskurvenaufnahme. Die Erkenntnisse weisen eine gute Eignung bis zu Umformgraden von 1,6 fur ausreichend duktile Werkstoffe in einem Hub aus. Die elastische Auffederung des Werkzeuges sowie geringfugige Instabilitaten am Wulst koennen dabei mit der Durchmessermessung in weiten Grenzen kompensiert werden. Dieses Messverfahren erlaubt zusatzlich Aussagen uber das plastische anisotrope Verhalten eines Werkstoffes, die in guter Korrelation zur qualitativ bestimmten Fliessortkurve stehen.

Neben hoher Arbeitsteilung und sequentiellen Arbeitsweisen kennzeichnet die wiederholte Grunddatengenerierung die derzeitige Situation in Konstruktion, Arbeitsplanung und NC-Programmierung. Die Bestrebungen zur rechnerintegrierten Produktion waren in der Vergangenheit wesentlich von dem Versuch gepragt, verschiedene aufgabenorientierte Hilfsmittel datentechnisch miteinander zu verbinden. Diese Publikation beschreibt einen Ansatz und ein rechnergestutztes Hilfsmittel zur Aufhebung der Arbeitsteilung im Bereich der Arbeitsplanung. Eingangsdaten fur das Arbeitsplanungssystem sind beliebige 3D-CAD-Modelle. Neben dem Aufbau eines Datenmodells zur Abbildung planungsrelevanter Daten werden Methoden und Funktionen zur Benutzerunterstutzung entwickelt. Wesentlicher Bestandteil dieser Methoden ist die grafisch-interaktive Erstellung von Arbeitsplanen und NC-Programmen am 3D-Werkstuckmodell. Funktionen zur Visualisierung von Informationen sowie eine einheitliche Benutzeroberflache fur alle Aufgaben der Arbeitsablaufplanung werden vorgestellt."

In der Umformtechnik werden Werkstucke oft auf Torsion beansprucht. Diese Publikation zeigt, wie die Durchfuhrung des Torsionsversuches im Hinblick auf Genauigkeit, Aufloesung und Temperaturbestimmung an der Probe verbessert werden kann. Im Vordergrund stand dabei die Anwendung dunnwandiger hohler Proben, wobei sowohl die Handhabung als auch die Fertigung dieser Proben optimiert wurde. Eine genaue Auswertungsmethode wurde vom speziellen Fall massiver Proben auf hohle Proben verallgemeinert. Diese Naherungsloesung ist um so unabhangiger vom Werkstoff- und Geschwindigkeitsverhalten, je dunnwandiger die Probe gewahlt wird. Ausserdem wurde die tatsachlich an der Umformung beteiligte Probenlange berucksichtigt. Durch die Verwendung genau gefertigter Proben konnten im angewandten Geschwindigkeitsbereich hohe Vergleichsumformgrade erzielt werden, die im Hinblick auf reale Umformverfahren von Interesse sind.

Im Mittelpunkt dieser Publikation steht die Untersuchung des Bahnverhaltens fahrerloser Transportsysteme ohne Spurbindung und die Erarbeitung von regelungstechnischen Massnahmen, mit deren Hilfe die Bahngenauigkeit bei ausschliesslicher Verwendung direkter Winkelmesssysteme an den Fahr- und Lenkantrieben der jeweiligen Transportmittel erhoeht werden soll. Dabei wird eine neuartige Konstruktionssystematik dargestellt, die zu hoher Beweglichkeit in engen Fahrraumen fuhrt, bei Kurvenfahrten wenig Raum beansprucht und hohe Bahngenauigkeiten bei spurungebundener Fuhrung zulasst. Zur Minimierung dynamischer Schleppfehler werden zwei unterschiedliche Regelungskonzepte (Bahnregelung entlang einer virtuellen Leitlinie und pradiktive DSMC-Lageregelung) hergeleitet und am aufgebauten spurungebundenen Transportsystem FLEXL erprobt. Mit Hilfe des freibeweglichen, spurungebundenen und frei programmierbaren Transportsystems lassen sich Freistrecken von bis zu 25 m zwischen sogenannten Referenzstellen zurucklegen. FLEXL ermoeglicht es, den Aufwand und die Kosten fur Anlageplanung und Inbetriebnahme sowie fur AEnderungen bei bestehenden Anlagen drastisch zu reduzieren.

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.