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.

Die numerische Simulation von Vorgangen der Blechumformung stellt sowohl seitens der Theorie als auch seitens der programmtechnischen Realisierung ein sehr komplexes Problem dar. Finite-Elemente-Programme fur nichtlineare Anwendungen sind ein Mittel zu dessen Loesung. Die Grundlage der in dieser Publikation verwendeten Finite-Elemente-Formulierung bildet das elastisch-plastische (Prandtl-Reusssche) Stoffgesetz in Verbindung mit dem Prinzip der virtuellen Verschiebungen. Zur Erfassung und Beschreibung der variablen Kontaktbedingungen zwischen Werkstuck und Werkzeug wurde in das benutzte Loesungsverfahren ein Kontaktalgorithmus implementiert, der in der Lage ist, den Kontakt zwischen zwei- bzw. dreidimensionalen Werkzeugoberflachen und dem umzuformenden Werkstuck festzustellen. Die daraus resultierenden Zwangsbedingungen werden mit Hilfe des Straffunktionsansatzes (penalty approach) beschrieben. Die Anwendung dieses Programmsystems hat gezeigt, dass es den Verlauf des Umformvorganges mit guter Genauigkeit voherzusagen gestattet. Die experimentelle UEberprufung anhand des Ziehens einer gekerbten Flachzugprobe zeigt eine gute UEbereinstimmung der berechneten und gemessenen Kraft-Weg-Verlaufe, und auch der Beginn der lokalen Einschnurung wurde in der Simulation gut wiedergegeben.

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."

Das Buch beschreibt den Entwurf und die Entwicklung des Expertensystems ICX, das, verbunden mit einem CAD-System, bei der Gestaltung, Dimensionierung, Planung und Ausfuhrung einer Kunststoff-Metall-Klebung dem Konstrukteur hilfreich zur Seite steht. Unter der Kontrolle eines ubergeordneten Systems werden dabei mehrere Expertensysteme aktiviert, um dem interdisziplinaren Charakter des verwendeten Wissens gerecht zu werden. Als Schwerpunkte werden Wissensakquisition und -strukturierung, die Entwicklung des Gesamt-Expertensystems, die Einbindung in eine CAD-Umgebung und die problemorientierte Gestaltung der Benutzerfuhrung behandelt. Dem Leser wird ein Uberblick des dem Expertensystem zugrunde liegenden Wissens und ein Einblick in Funktionsweise und Handhabung des Systems gegeben. Daruberhinaus wird eine Vorgehensweise zur praxisbezogenen Umsetzung einer komplexen technischen Anwendung in ein Software-System unter Verwendung von Hilfsmittel aus der KI-Forschung vorgestellt."

In diesem Band wird der EinfluA von Verfahrensparametern bei den DurchdrA1/4ckverfahren Voll-VorwArts-FlieApressen und VerjA1/4ngen auf das ErmA1/4dungsverhalten von WerkstA1/4cken untersucht. Die hergestellten bauteilAhnlichen Proben werden durch Berechnung des lokalen Umformgrades, experimentelle Ermittlung der Umformeigenspannungen und der mechanischen Kennwerte, Messung des HArteprofils und der OberflAchenbeschaffenheit sowie begleitende metallographische Untersuchungen nAher charakterisiert. Das ErmA1/4dungsverhalten des Werkstoffes Ck15G vor und nach der Umformung wird diskutiert, der EinfluA verschiedener VersuchsfA1/4hrungen und der Versuchsfrequenz untersucht. FA1/4r die ermA1/4deten Schwingproben wird eine mikroskopische Betrachtung der Feinstruktur durchgefA1/4hrt.

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.

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.

Bei diesem Buch handelt es sich um einen Leitfaden f}r Klebepraktiker. Es werden die verschiedenen Einzelschritte beim kleben beschrieben, als auch die vorbereitenden Ma nahmen und anschlie enden Pr}fverfahren auf Festigkeit behandelt. Das Buch sollte an keinem Arbeitsplatz fehlen, wo man sich mit Problemen der F}getechnik des Klebens besch{ftigt.

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.

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.

Ausgehend von den beim Schwei en auftretenden Temperaturfeldern werden Gef}ge{nderungen, Eigenspannungen und Verzug dargestellt, die zugeh-rigen Berechnungs- und Me verfahren erl{utert, die Ma nahmen zur Verminderung der Eigenspannungen und des Verzuges er-rtert und die Festigkeitsauswirkungen betrachtet.

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 nichtrostenden austenitischen Stahle werden in einer Vielzahl von Legierungstypen fur die unterschiedlichsten Betriebsbeanspruchungen in der industriellen Praxis eingesetzt. Neben der Haushaltsgeratetechnik finden diese Werkstoffe insbesondere Anwendung in der chemischen Industrie. Der Grundtyp X5 erNi 18 9 ist durch gute mechanische und physikalische Eigenschaften, chemische Bestandigkeit und eine ausreichende Korrosions- bestandigkeit gekennzeichnet. Die Anwendung dieser Werkstoffe setzt aber die Kenntnis des Werkstoffver- haltens und der Auswirkung verschiedenster Fertigungsverfahren auf die Gebrauchseigenschaften der Werkstucke voraus. Zur Fertigung von Bauteilen werden bei entsprechend hoher Stuckzahl die Verfahren der Umformtechnik wirtschaftlich eingesetzt, wobei in vielen Fallen dunnwandige Napfe aus nichtrostenden austenitischen Stahlen durch Tiefziehen hergestellt werden. Mit der Umformung ist aber eine Eigenschaftsanderung des Werkstoffes ver- bunden, wodurch die Gebrauchsfahigkeit der Werkstucke eingeschrankt werden kann. Daraus resultiert die Forderung, uber die fertigungstechnischen und betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkte hinaus eine optimale Gebrauchs- fahigkeit der Werkstucke anzustreben und diese in die gesamtwirtschaft- liche Betrachtung der Fertigung eines Bauteils einzubeziehen. Die in Betracht kommenden Eigenschaftsanderungen sind in Bild 1 darge- stellt. Sie mussen fur die Beeinflussung der Gebrauchsfahigkeit nicht alle zugleich wirksam werden, koennen jedoch bei korrosiver Beanspruchung von entscheidender Bedeutung fur die Lebensdauer des Bauteils sein.

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.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungstech- nik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Uni- versitat Stuttgart. Dem Institutsleiter. Herrn Professor Dr. -Ing. G. Pritschow. gilt mein besonderer Dank fur das Interesse an der Arbeit und seine Unterstutzung. die zu ihrem Gelingen wesentlich beigetra- gen haben. Herrn Professor Dr. -Ing. A. Storr. unter dessen kom- missarischer Institutsleitung ich die Arbeit beginnen konnte. gilt ebenso mein Dank fur seine Ratschlage und die intensive Durchsicht der Arbeit. Herrn Professor Dr. -Ing. M. -Weck danke ich fur seine Bereit- sChaft zur ubernahme und das schnelle Anfertigen des Mitberich- tes. Daruber hinaus moechte ich mich bei allen Mitarbeitern des Instituts bedanken. die durch kritische Hinweise und Diskussi- onen wertvolle Anregungen zu meiner Arbeit geliefert haben. Holger Moeller -7- Inhaltsverzeichnis Seite Abkurzungsverzei chni s, Forme 1 zei chen 9 Einleitung 11 2 Aufgaben eines Uberwachungs- und Diagnosesystems 13 in der numerischen Steuerung 2. 1 Begriffe 13 2. 2 Diagnosebereiche 18 2. 3 Steuerungsinterne Fehlerarten 20 2. 4 Anforderungen an ein integriertes Uberwachungs- 24 und Diagnosesystem 3 Untersuchung ausgefuhrter Massnahmen zur Fehlerdia- 30 gnose in numerischen Steuerungen 3. 1 Hardware der numerischen Steuerung 30 3. 2 Steuerungsexterne Funktionseinheiten 31 3. 3 Datenaustausch 32 3. 4 Bewertung der Massnahmen 33 4 Verfahren zur Uberwachung und Fehlerdiagnose in 35 numerischen Steuerungen 4. 1 Allgemeiner Loesungsansatz 35 4. 2 Diagnosemodelle fur numerische Steuerungen 38 4. 2. 1 Betrachtung auf Systemebene 38 4. 2. 1.

Die vorliegende Arbeit enstand wahrend meiner Tatigkeit als wissensehaftlieher Mitarbeiter am Institut fur Umformteehnik der Universitat Stuttgart. Herrn Professor Dr. -Ing. K. Lange moehte ieh sehr herzlieh fur das mir entgegengebraehte Vertrauen und seine Unterstutzung bei der Anfertigung dieser Arbeit danken. Herrn Dr. -Ing. habil. K. Pohlandt danke ieh fur seine Betreu- ung und die Durehsieht der Arbeit. Ebenso gilt mein Dank allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern es Institutes fur Umformteehnik, die dureh ihre Hilfe zum Ge- lingen der Arbeit beigetragen haben. Der Firma Aluminium-Walzwerke Singen GmbH danke ieh fur die Durehfuhrung von ehemisehen Analysen. Die Mittel zur Durehfuhrung dieser Untersuehung wurden von der Deutsehen Forsehungsgemeinsehaft zur Verfugung gestellt. Stuttgart, im Januar 1986 Christian Weist INHALTSVERZEICHNIS Begriffe und Formelzeichen 11 1 Einleitung 13 2 Stand der Forschung 15 2. 1 Korrelation der Kerbzugdehnung mit der Umformeignung und anderen WerkstoffkenngroBen 15 2. 2 EinfluB des Gefliges auf WerkstoffkenngroBen 16 2. 3 Zur Allgemeingliltigkeit des Kerbzugversuchs 19 2. 4 EinfluB der Kerbgeometrie auf die Kerbzugdehnung 20 2. 5 Vorteile der KenngroBe Kerbzugdehnung 23 3 Experimentelle Durchflihrung 25 3. 1 Werkstoffe . - . . . . - - 25 3. 2 Probenform und Versuchsdurchflihrung 26 4 Versuchsergebnisse und Auswertung 29 4. 1 Abhingigkeit der Kerbzugdehnung on der Kerbtiefe und der Probenlage zur Walzrichtung 29 4. 2 Ermittlung der optimalen Kerbgeometrie 33 4. 3 Eigenschaften der KenngroBe Kerbzugdehnung 47 4. 3. 1 EinfluB der Blechdicke auf die Kerbzugdehnung 49 4. 3. 2 Vergleich verschiedener Kerbgeometrien 51 4. 3.