Kief / Roschiwal CNC-Handbuch 2013/2014

CNC, DNC, CAD, CAM, FFS, SPS, RPD, LAN, CNC-Maschinen, CNC-Roboter, Antriebe, Simulation, Fachwortverzeichnis
1. Auflage 2013
ISBN: 978-3-446-43718-0
Verlag: Hanser, Carl
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 560 Seiten

Das CNC-Handbuch zählt mit mehr als 300 000 verkauften Exemplaren zu den erfolgreichsten Fachbüchern der NC-Technik. Dazu haben die verständlich geschriebenen Texte, gute Prinzipskizzen, ein hervorragendes Preis-/Leistungsverhältnis und ständige Aktualität durch regelmäßige Neuauflagen beigetragen.
Das Buch bietet eine Fülle von Produktinformationen aus der Werkzeugmaschinen-, Steuerungs- und Zubehörindustrie und ist aus dem Regal der NC-Praktiker nicht mehr wegzudenken.
Die Neuauflage 13/14 wurde durchgehend überarbeitet und aktualisiert.
Die Kapitel Schaltfunktionen für CNC-Maschinen, Energieeffizienz, Werkzeugsystematik in der NC-Fertigung und die prozessadaptierte Auslegung von Werkzeugmaschinenantrieben sind völlig neu.
Das CNC-Handbuch wird von der maßgeblichen Industrie unterstützt und seit vielen Jahren von Industrie und Handelskammern, Technischen Hochschulen, Berufsausbildungszentren und Berufsbildungszentren sowie in der betrieblichen Ausbildung mit bestem Erfolg als Lehrunterlage eingesetzt und empfohlen.
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Hans B. Kief hat jahrzentelange Erfahrung auf dem Gebiet der NC-Technik und ist Gründer des NC-Handbuchs.
Helmut A. Roschiwal ist Gründer, Beirat und Mehrheitsgesellschafter der Roschiwal + Partner Ingenieur GmbH, Augsburg

Autoren/Hrsg.

Kief, Hans B.

Roschiwal, Helmut A.

Inhaltsverzeichnis

1;Teil 1 Einführung in die CNC-Technik;14
1.1;1 Historische Entwicklung der NC-Fertigung;16
1.1.1;1.1 Erste Nachkriegsjahre;16
1.1.2;1.2 Wiederaufbau der

Werkzeugmaschinenindustrie;17
1.1.3;1.3 Weltweite Veränderungen;17
1.1.4;1.4 Neue, typische

NC-Maschinen;18
1.1.5;1.5 Der japanische Einfluss;18
1.1.6;1.6 Die deutsche Krise;19
1.1.7;1.7 Ursachen und Auswirkungen;19
1.1.8;1.8 Flexible Fertigungssysteme;20
1.1.9;1.9 Weltwirtschaftskrise 2009;21
1.1.10;1.10 Situation und Ausblick;22
1.1.11;1.11 Fazit;23
1.2;2 Meilensteine der

NC-Entwicklung;25
1.3;3 Was ist NC

und CNC?;30
1.3.1;3.1 Der Weg zu NC;30
1.3.2;3.2 Hardware;31
1.3.3;3.3 Software;33
1.3.4;3.4 Steuerungsarten;33
1.3.5;3.5 NC-Achsen;35
1.3.6;3.6 SPS, PLC;37
1.3.7;3.7 Anpassteil;40
1.3.8;3.8 Computer und NC;40
1.3.9;3.9 NC-Programm und

Programmierung;43
1.3.10;3.10 Dateneingabe;44
1.3.11;3.11 Bedienung;46
1.3.12;3.12 Zusammenfassung;47
2;Teil 2 Funktionender CNC-Werkzeugmaschine;54
2.1;1 Weginformationen;56
2.1.1;1.1 Einführung;56
2.1.2;1.2 Achsbezeichnung;56
2.1.3;1.3 Lageregelkreis;59
2.1.4;1.4 Positionsmessung;62
2.1.5;1.5 Vorschubantriebe;75
2.1.6;1.6 Zusammenfassung;88
2.2;2 Schaltfunktionen;91
2.2.1;2.1 Erläuterungen;91
2.2.2;2.2 Werkzeugwechsel;92
2.2.3;2.3 Werkzeugwechsel bei Drehmaschinen;92
2.2.4;2.4 Werkzeugwechsel bei Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren;94
2.2.5;2.5 Werkzeug-Identifikation;96
2.2.6;2.6 Werkstückwechsel;99
2.2.7;2.7 Drehzahlwechsel;103
2.2.8;2.8 Vorschubgeschwindigkeit;104
2.2.9;2.9 Zusammenfassung;104
2.3;3 Funktionen der numerischen Steuerung;107
2.3.1;3.1 Definition;107
2.3.2;3.2 CNC-Grundfunktionen;107
2.3.3;3.3 CNC-Sonderfunktionen;113
2.3.4;3.4 Anzeigen in CNCs;129
2.3.5;3.5 Offene Steuerungen
;129
2.3.6;3.6 Preisbetrachtung;132
2.3.7;3.7 Vorteile neuester

CNC-Entwicklungen;134
2.3.8;3.8 Zusammenfassung;135
2.4;4 SPS – Speicherprogrammierbare Steuerungen;140
2.4.1;4.1 Definition;140
2.4.2;4.2 Entstehungsgeschichte

der SPS;140
2.4.3;4.3 Aufbau und Wirkungsweise von SPS;141
2.4.4;4.4 Datenbus und Feldbus;144
2.4.5;4.5 Vorteile von SPS;151
2.4.6;4.6 Programmierung von SPS und Dokumentation;151
2.4.7;4.7 Programm;153
2.4.8;4.8 Programmspeicher;154
2.4.9;4.9 SPS, CNC und PC

im integrierten Betrieb;156
2.4.10;4.10 SPS-Auswahlkriterien;156
2.4.11;4.11 Zusammenfassung;158
2.4.12;4.12 Tabellarischer Vergleich CNC/SPS;158
2.5;5 Einfluss der CNC

auf Baugruppen der Maschine;164
2.5.1;5.1 Maschinenkonfiguration;164
2.5.2;5.2 Maschinengestelle;166
2.5.3;5.3 Führungen;167
2.5.4;5.4 Hauptantriebe;169
2.5.5;5.5 Maschinenverkleidung ;175
2.5.6;5.6 Kühlmittelversorgung;176
2.5.7;5.7 Späneabfuhr;176
2.5.8;5.8 Zusammenfassung;177
3;Teil 3 Die Arten von numerisch gesteuerten Maschinen;180
3.1;1 CNC-Werkzeugmaschinen;182
3.1.1;1.1 Bearbeitungszentren, Fräsmaschinen;182
3.1.2;1.2 Drehmaschinen;196
3.1.3;1.3 Schleifmaschinen
;203
3.1.4;1.4 Verzahnmaschinen;213
3.1.5;1.5 Bohrmaschinen;222
3.1.6;1.6 Parallelkinematische Maschinen;227
3.1.7;1.7 Sägemaschinen
;229
3.1.8;1.8 Laser-Bearbeitungsanlagen;233
3.1.9;1.9 Stanz- und Nibbelmaschinen;240
3.1.10;1.10 Rohrbiegemaschinen
;244
3.1.11;1.11 Funkenerosionsmaschinen;246
3.1.12;1.12 Elektronenstrahl-Maschinen;249
3.1.13;1.13 Wasserstrahlschneidmaschinen;250
3.1.14;1.14 Entwicklungstendenzen bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen;253
3.1.15;1.15 Messen und Prüfen;257
3.1.16;1.16 Zusammenfassung;261
3.2;2 Prozessadaptierte Auslegung von Werkzeugmaschinenantrieben ;265
3.2.1;2.1 Grenzen der Betrachtung ;265
3.2.2;2.2 Ausgangspunkt Bearbeitungsprozess ;266
3.2.3;2.3 Energiebilanz ;268
3.2.4;2.4 Aufbau von Werkzeugmaschinenantrieben ;269
3.2.5;2.5 Anforderungen aus den Zerspanprozessen;270
3.2.6;2.6 Stationäre und dynamische

Auslegung von Vorschubantrieben;271
3.2.7;2.7 Lineardirektantrieb in Werkzeugmaschinen ;274
3.2.8;2.8 Ableitung der Antriebs
auslegung aus Prozesskenngrößen ;275
3.2.9;2.9 Universelle/spezifische Auslegung von Maschinen;278
3.2.10;2.10 Auslegung von Vorschubantrieben spanender Werkzeugmaschinen aus Prozessparametern ;279
3.2.11;2.11 Messsysteme für Werkzeugmaschinenantriebe ;280
3.2.12;2.12 Systembetrachtung einer Werkzeugmaschine ;281
3.2.13;2.13 Zusammenfassung Antriebsdimensionierung;284
3.3;3 Energieeffizienz von CNC-Maschinen;285
3.3.1;3.1 Einführung;285
3.3.2;3.2 Effizienzsteigerung;287
3.3.3;3.3 Definition des Prüfzyklus;289
3.3.4;3.4 Ergebnis;290
3.3.5;3.5 Alternativen;290
3.4;4 Generative Fertigungsverfahren;293
3.4.1;4.1 Einführung;293
3.4.2;4.2 Definition;294
3.4.3;4.3 Verfahrenskette;296
3.4.4;4.4 Einteilung der generativen Fertigungsverfahren;298
3.4.5;4.5 Vorstellung der wichtigsten Schichtbauverfahren ;300
3.4.6;4.6 Zusammenfassung;310
3.5;5 Flexible Fertigungssysteme;312
3.5.1;5.1 Definition;312
3.5.2;5.2 Flexible Fertigungsinseln;315
3.5.3;5.3 Flexible Fertigungszellen;315
3.5.4;5.4 Technische Kennzeichen flexibler Fertigungssysteme;318
3.5.5;5.5 FFS-Einsatzkriterien;320
3.5.6;5.6 Fertigungsprinzipien;321
3.5.7;5.7 Maschinenauswahl und -anordnung;323
3.5.8;5.8 Werkstück-Transportsysteme;324
3.5.9;5.9 FFS-geeignete CNCs ;334
3.5.10;5.10 FFS-Leitrechner;335
3.5.11;5.11 Wirtschaftliche Vorteile von FFS;337
3.5.12;5.12 Probleme und Risiken

bei der Auslegung von FFS;339
3.5.13;5.13 Flexibilität und Komplexität;340
3.5.14;5.14 Simulation von FFS;344
3.5.15;5.15 Produktionsplanungssysteme (PPS);346
3.5.16;5.16 Zusammenfassung;347
3.6;6 Industrieroboter und Handhabung;350
3.6.1;Einführung;350
3.6.2;6.1 Definition: Was ist ein Industrieroboter?;351
3.6.3;6.2 Aufbau von Industrierobotern;352
3.6.4;6.3 Mechanik/Kinematik;353
3.6.5;6.4 Greifer oder Effektor;355
3.6.6;6.5 Steuerung;355
3.6.7;6.6 SafeRobot Technologie;358
3.6.8;6.7 Programmierung;360
3.6.9;6.8 Sensoren;363
3.6.10;6.9 Anwendungsbeispiele

von Industrierobotern;364
3.6.11;6.10 Einsatzkriterien für Industrieroboter;366
3.6.12;6.11 Vergleich Industrie-Roboter und CNC-Maschine ;368
3.6.13;6.12 Zusammenfassung und Ausblick;369
4;Teil 4 Werkzeuge in der CNC-Fertigung;372
4.1;1 Aufbau der Werkzeuge;374
4.1.1;1.1 Einführung;374
4.1.2;1.2 Anforderungen ;374
4.1.3;1.3 Gliederung der Werkzeuge;377
4.1.4;1.4 Maschinenseitige Aufnahmen;381
4.1.5;1.5 Modulare Werkzeugsysteme ;387
4.1.6;1.6 Einstellbare Werkzeuge;388
4.1.7;1.7 Gewindefräsen;392
4.1.8;1.8 Sonderwerkzeuge;394
4.1.9;1.9 Werkzeugwahl;399
4.2;2 Werkzeugverwaltung (Tool Management);401
4.2.1;2.1 Motive zur Einführung;401
4.2.2;2.2 Evaluation einer Werkzeugverwaltung;403
4.2.3;2.3 Lastenheft;403
4.2.4;2.4 Beurteilung von Lösungen;404
4.2.5;2.5 Einführung einer Werkzeugverwaltung;404
4.2.6;2.6 Gliederung;404
4.2.7;2.7 Integration;405
4.2.8;2.8 Werkzeug-Identifikation;405
4.2.9;2.9 Werkzeuge suchen;407
4.2.10;2.10 Werkzeug-Klassifikation ;408
4.2.11;2.11 Werkzeug-Komponenten;408
4.2.12;2.12 Komplett-Werkzeuge;410
4.2.13;2.13 Werkzeuglisten;412
4.2.14;2.14 Arbeitsgänge;412
4.2.15;2.15 Werkzeug-Voreinstellung;413
4.2.16;2.16 Werkzeug-Logistik ;415
4.3;3 Elektronische

Werkzeug-Identifikation;419
4.3.1;3.1 Einführung;419
4.3.2;3.2 Funktionsweise/Prinzip;420
4.3.3;3.3 Komponenten eines

WZ-Ident-Systems;422
4.3.4;3.4 Organisatorische Vorteile elektronischer Werkzeug-Ident-Systeme;422
4.3.5;3.5 Werkzeugerkennung und -datenverwaltung mit RFID;423
4.3.6;3.6 Werkzeugüberwachung ;426
4.3.7;3.7 Zusammenfassung;429
4.4;4 Prozessnahe Fertigungsmesstechnik;431
4.4.1;4.1 Einführung;431
4.4.2;4.2 Parallele Messtechniken;431
4.4.3;4.3 Prozessnahes Messen

in Nebenzeiten;431
4.4.4;4.4 Mit Bohrungsmessköpfen nah am Prozess;432
4.4.5;4.5 Aktorische Werkzeug
systeme schließen den Regelkreis;433
4.4.6;4.6 Mechatronische Werkzeugsysteme;436
4.4.7;4.7 Geschlossene Prozesskette;436
4.4.8;4.8 Ausblick;436
4.4.9;4.9 Zusammenfassung;439
5;Teil 5 NC-Programm und Programmierung;442
5.1;1 NC-Programm;444
5.1.1;1.1 Definition;444
5.1.2;1.2 Struktur der

NC-Programme;445
5.1.3;1.3 Programmaufbau, Syntax und Semantik;447
5.1.4;1.4 Schaltbefehle

(M-Funktionen);448
5.1.5;1.5 Weginformationen;450
5.1.6;1.6 Wegbedingungen

(G-Funktionen);452
5.1.7;1.7 Zyklen;455
5.1.8;1.8 Nullpunkte und Bezugspunkte;459
5.1.9;1.9 Transformation;462
5.1.10;1.10 Werkzeugkorrekturen;462
5.1.11;1.11 Zusammenfassung;467
5.2;2 Programmierung von CNC-Maschinen;469
5.2.1;2.1 Definition der

NC-Programmierung;469
5.2.2;2.2 Programmiermethoden;469
5.2.3;2.3 NC-Programmierer;478
5.2.4;2.4 Arbeitserleichternde Grafik;479
5.2.5;2.5 Verteilte Intelligenz;481
5.2.6;2.6 Auswahl des geeigneten Programmiersystems;482
5.2.7;2.7 Zusammenfassung;484
5.3;3 NC-Programmiersysteme;487
5.3.1;3.1 Einleitung;487
5.3.2;3.2 Bearbeitungsverfahren im Wandel ;488
5.3.3;3.3 Der Einsatzbereich setzt die Prioritäten ;489
5.3.4;3.4 Eingabedaten aus unterschiedlichen Quellen;493
5.3.5;3.5 Leistungsumfang eines modernen NC-Programmiersystems (CAM);493
5.3.6;3.6 Datenmodelle auf hohem Niveau;494
5.3.7;3.7 CAM-orientierte Geometrie-Manipulation ;494
5.3.8;3.8 Nur leistungsfähige Bearbeitungsstrategien zählen ;495
5.3.9;3.9 3D-Modelle bieten mehr ;496
5.3.10;3.10 Innovativ mit Feature-Technik ;497
5.3.11;3.11 Automatische Objekterkennung;500
5.3.12;3.12 Bearbeitungsdatenbank;500
5.3.13;3.13 Werkzeuge;502
5.3.14;3.14 Aufspannplanung und Definition der Reihenfolge ;502
5.3.15;3.15 Die Simulation bringt es auf den Punkt;502
5.3.16;3.16 Postprozessor;504
5.3.17;3.17 Erzeugte Daten und Schnittstellen zu den Werkzeugmaschinen ;504
5.3.18;3.18 Zusammenfassung;504
5.4;4 Fertigungs-Simulation;507
5.4.1;4.1 Einleitung;507
5.4.2;4.2 Qualitative Abgrenzung der Systeme;508
5.4.3;4.3 Komponenten eines Simulationsszenarios;511
5.4.4;4.4 Ablauf der NC-Simulation;514
5.4.5;4.5 Einsatzfelder;517
5.4.6;4.6 Zusammenfassung;521
6;Teil 6 Einbindung der CNC-Technik in die betriebliche Informationsverarbeitung;524
6.1;1 DNC – Direct Numerical Control oder Distributed Numerical Control;526
6.1.1;1.1 Definition;526
6.1.2;1.2 Aufgaben von DNC ;526
6.1.3;1.3 Einsatzkriterien für

DNC-Systeme;527
6.1.4;1.4 Datenkommunikation mit CNC-Steuerungen;528
6.1.5;1.5 Technik des Programmanforderns;529
6.1.6;1.6 Heute angebotene

DNC-Systeme ;530
6.1.7;1.7 Netzwerktechnik für DNC;532
6.1.8;1.8 Vorteile beim Einsatz von Netzwerken;534
6.1.9;1.9 NC-Programmverwaltung;534
6.1.10;1.10 Vorteile des

DNC-Betriebes;535
6.1.11;1.11 Kosten und Wirtschaftlichkeit von DNC;539
6.1.12;1.12 Stand und Tendenzen;539
6.1.13;1.13 Zusammenfassung;540
6.2;2 LAN – Local Area Networks;543
6.2.1;2.1 Einleitung;543
6.2.2;2.2 Local Area Network (LAN);543
6.2.3;2.3 Was sind Informationen?;544
6.2.4;2.4 Kennzeichen und Merkmale von LAN;545
6.2.5;2.5 Gateway und Bridge;554
6.2.6;2.6 Auswahlkriterien eines geeigneten LANs;555
6.2.7;2.7 Schnittstellen;555
6.2.8;2.8 Zusammenfassung;560
6.3;3 Digitale Produktentwicklung und Fertigung: Von CAD und CAM zu PLM;563
6.3.1;3.1 Einleitung ;563
6.3.2;3.2 Begriffe und Geschichte;564
6.3.3;3.3 Digitale Produktentwicklung ;569
6.3.4;3.4 Digitale Fertigung;574
6.3.5;3.5 Zusammenfassung;578
7;Teil 7 Anhang;582
7.1;Richtlinien, Normen,

Empfehlungen;584
7.1.1;VDI-Richtlinien;584
7.1.2;DIN-Normen;586
7.1.3;NCG-Empfehlungen;588
7.2;NC-Fachwortverzeichnis;590
7.3;Stichwortverzeichnis;634
7.4;Empfohlene

NC-Literatur;642
7.5;Inserentenverzeichnis;644
7.6;Tabellen und Übersichtstafeln;645
7.7;Bezugsquellenverzeichnis;646

Über Autor(innen)

Hans B. Kief hat jahrzentelange Erfahrung auf dem Gebiet der NC-Technik und ist Gründer des NC-Handbuchs.Helmut A. Roschiwal ist Gründer, Beirat und Mehrheitsgesellschafter der Roschiwal + Partner Ingenieur GmbH, Augsburg