Volume 94, Issue 6

Der Fortschritt der Informationstechnik verändert nachhaltig die Entwicklung unserer Gesellschaft. Dieser Prozeß strukturiert mit zunehmender Eigendynamik eine immaterielle Welt, die nicht nur global unsere Wirtschafts- und Arbeitskultur prägt, sondern auch massiv unsere Lebenskultur durchdringt. Ein sprunghafter Wandel gesellschaftlicher Lebensgewohnheiten ist erkennbar. Als neue Dimension der technologischen Entwicklung führt die Informationstechnik zum Aufbau und Betrieb einer technologisch bestimmten Hilfswelt, die ein Leistungsvermögen erhält, das weit über die Vorstellungswelt des einzelnen Menschen hinausgeht.

Zur Realisierung hochdynamischer und kostengünstiger Produktionssysteme werden vermehrt Werkzeugmaschinen mit parallelen Kinematiken untersucht. Diese versprechen im Vergleich zu konventionellen seriellen Strukturen Vorteile hinsichtlich der Steifigkeit, des dynamischen Verhaltens und der Herstellkosten. Die Arbeitsgenauigkeit paralleler Kinematiken hängt im wesentlichen davon ab, wie genau das in der Steuerung hinterlegte kinematische Modell das reale Maschinenverhalten abbildet. Vor diesem Hintergrund werden im vorliegenden Beitrag die Einflüsse unterschiedlicher Komponenten auf das Gesamtverhalten beschrieben und Verfahren zur Identifikation der Modellparameter diskutiert.

Stabkinematiken zeichnen sich durch hohe Steifigkeit, kostengünstige Fertigung und hohe Dynamik mittels Minimierung der bewegten Massen aus, so daß sie auch fü r einen breiten Anwenderkreis interessant sind. Wegen der starken Nichtlinearitäten dieser Maschinen ist ihre Auslegung jedoch noch ein schwieriger Prozeß. Die zur Zeit erreichbaren Genauigkeiten von Stabkinematiken sind noch nicht so hoch wie die der konventionellen Maschinen, aber mit Hilfe von neuen Ansätzen ist hier eine deutliche Verbesserung zu erwarten.

Die Kompensation thermisch bedingter Verformungen der Werkzeugmaschine mit einem strukturbasierten Zustandsmodell bietet eine effektive Lösung zur weiteren Genauigkeitssteigerung. In diesem Beitrag wird ein Modell beschrieben, das als virtuelle Werkzeugmaschine parallel zum realen Prozeß betrieben alle Daten für eine vollständige Kompensation dieser Verformungen liefert.

In diesem Beitrag wird ein neuer Aktor vorgestellt, mit dem es erstmals möglich ist, einfach zu regelnde aktive hydrostatische Führungen und Lagerungen aufzubauen. Als Druckmedium wird elektrorheologische Flüssigkeit (ERF) eingesetzt. Das Stellglied des Regelkreises befindet sich mitten in der Wirkstelle der Führung und kann durch eine einfach zu erzeugende und zu steuernde Spannung beeinflußt werden. Ein Rückwirken auf das restliche System unterbleibt, da keine Drücke oder Volumenströme verändert werden, sondern das besondere Fließverhalten der verwendeten Druckflüssigkeit ausgenutzt wird.

Die Verwendung von flexiblen Backenfuttern bei hohen Spindeldrehzahlen ist aufgrund der auftretenden Fliehkräfte bzw. der resultierenden Spannkraftverluste nur begrenzt möglich. In diesem Beitrag wird ein CFK-Bandagenfutter vorgestellt, das durch eine faserverbundgerechte Konstruktion sehr geringe Spannkraftverluste aufweist und dadurch für die Werkstückspannung bei hohen Drehzahlen geeignet ist.

Die sichere Beherrschung des Produktionsprozesses und die weitestgehende Vermeidung instationärer Betriebszustände der Produktionsanlage sind elementare Voraussetzungen zur wirtschaftlichen Fertigung von Präzisionsschmiedeteilen. Im Rahmen dieses Beitrags wird ein Konzept zur Reduzierung instationärer Betriebszustände beim Gesenkschmieden vorgestellt.

Der große Zeitaufwand beim Entgraten von Bauteilen mit tiefen Bohrungen sowie die hiermit verbundenen Mehrkosten führen zur Minimierung der Gratbildung. Untersuchungen beim Wendel- und Kurzlochbohren zeigen, daß sich die Gratbildung mit der Wahl des Werkstoffes und der Bearbeitungsparameter am deutlichsten beeinflussen läßt.

Den Energieverbrauch signifikant zu senken ist ein ökonomisches und ökologisches Anliegen. Für eine Gewichtsreduktion, ohne die Produkteigenschaften zu verändern, bietet sich der Leichtbau an. Um die Voraussetzungen für die konsequentere Umsetzung der Leichtbaukonzepte in der Industrie zu schaffen, ist eine Verkürzung der Prozeßketten und eine Senkung der Produktionskosten erforderlich.

Das in diesem Beitrag beschriebene Vorgehensmodell zur Durchsetzung der Prozeßorientierung und -verbesserung im Unternehmen mittels eines prozeßorientierten Projektmanagements ist durch eine ganzheitliche, integrierte und offene Betrachtungsweise gekennzeichnet. Als Oberbegriff wird deshalb die Bezeichnung „Umfassendes Modell“ verwendet. Die bei der Geschäftsprozeßmodellierung zu berücksichtigenden Sichten oder Managementstrategien wie beispielsweise Organisations-, Funktions-, Informations-, Dokumentations-, Daten-, Qualitätsmanagement- oder Umweltmanagementsicht lassen sich auf die gleiche einfache Weise auf das prozeßorientierte Projektmanagement übertragen.

Um Parallelstrukturen sinnvoll in der Fertigungstechnik steuerungstechnisch einsetzen zu können, müssen ihre Vor- und Nachteile während des Auslegungsprozesses in eine angemessene Relation zueinander gebracht werden. Insbesondere durch geschickte Nutzung des nichtlinearen Verhaltens von Parallelstrukturen lassen sich für Automatisierungsaufgaben erhebliche Vorteile gegenüber der seriellen Anordnung erzielen.

Die funktionale Weiterentwicklung von CNC-Steuerungen führt zu immer komplexeren und umfangreicheren Softwaresystemen. Für die Qualitätssicherung von CNC-Steuerungssoftware sind zunehmend größere Anforderungen und Aufwände erforderlich. Da qualitätssichernde Maßnahmen zum Entwicklungsprozeß gehören, müssen diese auch das Kriterium der Wirtschaftlichkeit erfüllen. Ein systematischer Einsatz von automatisierten Funktionstests ermöglicht es, Fehler in der CNC-Steuerungssoftware in einer frühen Entwicklungsphase zu erkennen und diese mit geringem Aufwand zu beseitigen.

Der Investitionsgüterbereich eröffnet hohe Potentiale für ein ökologisches und ökonomisches Recyclingkonzept. Betrachtet man im besonderen den Bereich der Montageanlagen, so können mit Hilfe von durchgängigen Konzepten, die sowohl technische als auch organisatorische und betriebswirtschaftliche Gesichtspunkte berücksichtigen, neue Chancen für ein wirtschaftliches Kreislaufmanagement eröffnet werden. In diesem Artikel wird hierzu ein Konzept vorgeschlagen, das den gezielten Rückbau, die Aufarbeitung und den Wiedereinsatz von Montageeinrichtungen in Kombination mit neuen Betreibermodellen enthält.