Computerunterstützte Produktion: eine kompakte Einführung
Gespeichert in:
| Beteilige Person: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Springer Vieweg
[2020]
|
| Ausgabe: | 2., ergänzte und aktualisierte Auflage 2020 |
| Schriftenreihe: | Lehrbuch
|
| Schlagwörter: | |
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| Umfang: | xiii, 265 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 16.8 cm |
| ISBN: | 9783662608753 3662608758 |
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INHALT
1
EINLEITUNG
ZUR
COMPUTERUNTERSTUETZTEN
PRODUKTENTSTEHUNG
.
1
1.1
HERAUSFORDERUNGEN
IN
DER
PRODUKTENTSTEHUNG
.
3
1.2
PRODUKTLEBENSPHASEN
.
5
1.3
KOSTENASPEKTE
IN
DER
PRODUKTENTSTEHUNG
.
9
1.4
PRODUKTENTWICKLUNGSPROZESSE
.
10
1.5
COMPUTERUNTERSTUETZUNG
(CAX)
.
12
1.6
ZIELE
IN
DER
PRODUKTION
.
14
1.6.1
PRODUKTION
ALS
TEIL
DES
WERTSCHOEPFUNGSPROZESSES
.
14
1.6.2
UNTERNEHMENSZIELE
IN
DER
PRODUKTION
.
16
1.6.3
BESCHREIBUNG
EINER
PRODUKTIONSAUFGABE
.
17
1.7
LITERATUR
ZU
KAPITEL
1
.
18
2
FERTIGUNGSTECHNIK
.
19
2.1
AUFGABEN
DER
FERTIGUNGSTECHNIK
.
19
2.2
GRUNDBEGRIFFE
DER
FERTIGUNGSTECHNIK
.20
2.3
EINTEILUNG
DER
FERTIGUNGSVERFAHREN
.
20
2.4
KURZBESCHREIBUNG
DER
EINZELNEN
FERTIGUNGSVERFAHREN
.
22
2.4.1
URFORMEN
.
22
2.4.2
UMFORMEN
.
23
2.4.3
TRENNEN
.
25
2.4.4
FUEGEN
.
26
2.4.5
BESCHICHTEN
.
27
2.4.6
STOFFEIGENSCHAFT
AENDERN
.
29
2.5
SPANENDE
FERTIGUNGSVERFAHREN
.
29
2.5.1
EINTEILUNG
DER
SPANENDEN
FERTIGUNGSVERFAHREN
.
30
2.5.2
DREHEN
.
32
2.5.3
BOHREN,
SENKEN,
REIBEN
.
33
2.5.4
FRAESEN
.
35
2.6
WAHL
DES
ANZUWENDENDEN
FERTIGUNGSVERFAHRENS
.
37
2.7
ANWENDUNGSGERECHTE
KONSTRUKTION
(DFX)
.
40
2.8
GRUNDLAGEN
DER
ZERSPANUNGSTECHNIK
.
42
2.9
MODELLE
FUER
FERTIGUNGSPROZESSE
.44
2.9.1
ZIELE
UND
ANFORDERUNGEN
AN
MODELLE
.
44
2.9.2
EINTEILUNG
VON
PROZESSMODELLEN
.
45
2.9.3
MODELLE
ZUR
DARSTELLUNG
DER
ZERSPANUNGSKRAFT
.
46
2.9.3.1
PROZESSMODELLE
FUER
DREHEN
.
47
2.9.3.2
PROZESSMODELLE
FUER
FRAESEN
.
48
2.9.4
MODELLE
FUER
SCHNITT-
UND
ZERSPANUNGSGROESSEN
.50
VIII
INHALT
2.9.4.1
SCHNITTGESCHWINDIGKEIT
UND
DREHZAHL
.
50
2.9.4.2
GEOMETRIEVERHAELTNISSE
BEIM
FRAESEN
.
50
2.9.4.Z
EINGRIFFSVERHAELTNISSE
FUER
SCHNITTKRAFTBERECHNUNG
.
50
2.9.4.4
ERMITTLUNG
DES
SPANUNGSQUERSCHNITTES
.
51
2.9.4.5
ERMITTLUNG
DER
SCHNITTKRAFT
.52
2.9.4.6
ZEITSPANUNGSVOLUMEN
.52
2.9.5
MODELLE
ZUR
STANDZEITBERECHNUNG
UND
STANDZEITOPTIMIERUNG
.
53
2.9.5.1
BEGRIFFSDEFINITION
STANDVERMOEGEN,
STANDZEIT
.
53
2.9.5.2
BERECHNUNG
DER
STANDZEIT
.
54
2.9.6
MODELLE
FUER
SCHWINGUNGEN
IN
WERKZEUGMASCHINEN
.
55
2.9.7
MODELLE
AUS
DER
UMFORMTECHNIK
.
55
2.9.7.1
MODELL
FUER
DAS
WALZEN
.
56
2.9.7.2
MODELLANWENDUNG:
AUTOMATISIERUNG
IN
WALZWERKEN
.
59
2.9.7.3
MODELL
FUER
DAS
BIEGEN
.
60
2.10
LITERATUR
ZU
KAPITEL
2
.
61
3
WERKZEUGMASCHINEN
.
63
3.1
ALLGEMEINES
ZU
WERKZEUGMASCHINEN
.
63
3.1.1
BEGRIFFSDEFINITION
.
63
3.1.2
EINTEILUNG
DER
WERKZEUGMASCHINEN
.64
3.1.3
AUTOMATISIERUNG
.
64
3.2
KONSTRUKTIVE
ANFORDERUNGEN
AN
WERKZEUGMASCHINEN
.
66
3.2.1
ERMITTLUNG
DER
ANFORDERUNGEN
.
66
3.2.2
SICHERHEITSTECHNISCHE
MASSNAHMEN
.66
3.3
STRUKTUR
VON
WERKZEUGMASCHINEN
.
67
3.4
KOMPONENTEN
UND
DEREN
REALISIERUNG
.
69
3.4.1
GESTELL
.
69
3.4.2
FUEHRUNGEN
.
70
3.4.3
ANTRIEBE
.72
3.4.4
GETRIEBE
.
73
3.4.5
WEGMESSSYSTEME
.
73
3.4.6
HALTER-
UND
SPANNEINRICHTUNGEN
.76
3.5
WERKZEUGMASCHINEN
ZUM
UMFORMEN
.
77
3.6
DREHMASCHINEN
.
78
3.7
BOHRMASCHINEN
.
81
3.8
FRAESMASCHINEN
.
82
3.9
LITERATUR
ZU
KAPITEL
3
.
84
4
CNC-TECHNIK
UND
PROGRAMMIERUNG
.
86
4.1
ALLGEMEINES
ZUR
ENTWICKLUNG
VON
NC-
UND
CNC-TECHNIKEN
.
86
4.2
STEUERUNG
UND
REGELUNG
IM
FERTIGUNGSPROZESS
.
87
4.2.1
GLIEDERUNG
DER
STEUERUNGSARTEN
.
88
4.2.2
SPEICHERPROGRAMMIERBARE
STEUERUNG
(SPS)
.
89
4.3
CNC-TECHNIK
.
89
INHALT
IX
4.3.1
NC-PROGRAMM
.
90
4.3.2
NC-STEUERUNGEN
.
91
4.3.2.1
ANFORDERUNG
AN
EINE
NC-STEUERUNG
.
92
4.3.2.2
NC-ACHSEN
.94
4.3.2.3
ABARBEITUNG
DES
NC-PROGRAMMS
.
95
4.3.3
VERFAHRWEG-STEUERUNGSARTEN
.96
4.3.3.1
PUNKTSTEUERUNG
.
96
4.3.3.2
STRECKENSTEUERUNG
.
97
4.3.3.3
BAHNSTEUERUNG
.
98
4.3.4
CNC-MASCHINEN
.
99
4.4
DIE
CNC-PROGRAMMIERUNG
.
100
4.4.1
GLIEDERUNG
UND
BEGRIFFSBESTIMMUNG
DER
CNC-PROGRAMMIERTECHNIK
100
4.4.2
EINTEILUNG
DER
PROGRAMMIERVERFAHREN
.
102
4.5
ABLAUF
BEI
DER
ERSTELLUNG
VON
NC-PROGRAMMEN
.
103
4.5.1
AUFBAU
VON
NC-PROGRAMMEN
.
105
4.5.2
FESTLEGUNG
VON
BEZUGSELEMENTEN
.
110
4.5.2.1
KOORDINATENSYSTEME
.
HO
4.5.2.2
NULL-
UND
BEZUGSPUNKTE
.
111
4.6
BEISPIELE
FUER
NC-PROGRAMME
.
112
4.6.1
BEISPIELPROGRAMM
FRAESEN
.
112
4.6.2
KREISINTERPOLATION
.
113
4.6.3
BEISPIELPROGRAMM
DREHEN
.
114
4.6.4
WERKZEUGKORREKTUR
.
115
4.7
LITERATUR
ZU
KAPITEL
4
.
117
5
CAD/CAM-PROZESSKETTE
.
118
5.1
UEBERBLICK
ZUM
COMPUTERUNTERSTUETZTEN
KONSTRUIEREN
UND
FERTIGEN
.
118
5.1.1
CAX-SYSTEME
.
118
5.1.2
COMPUTER
AIDED
DESIGN
(CAD)
.
120
5.1.3
COMPUTER
AIDED
ENGINEERING
(CAE)
.
120
5.1.4
COMPUTER
AIDED
PLANNING
(CAP)
.
120
5.1.5
COMPUTER
AIDED
MANUFACTURING
(CAM)
.
121
5.1.6
ABLAUF
ZUR
COMPUTERUNTERSTUETZTEN
PRODUKTENTWICKLUNG
UND
FERTIGUNG
122
5.2
3D-CAD-MODELL
.
123
5.2.1
3D-MODELLIERUNG
.
123
5.2.1.1
ALLGEMEINES
ZUR
3D-MODELLIERUNG
.
123
5.2.1.2
3D-MODELLIERUNGSSTRATEGIEN
.
124
5.2.1.3
QUERSCHNITTSFLAECHENORIENTIERTER
MODELLAUFBAU
.
125
5.2.1.4
BEISPIEL
FUER
EINEN
PROFILBASIERTEN
MODELLAUFBAU
.
127
5.2.1.5
OBERFLAECHENBASIERTER
MODELLAUFBAU
.
127
5.2.1.6
ZEICHNUNGSERSTELLUNG
.
128
5.2.2
GEOMETRIEREPRAESENTATIONSSCHEMA
.
130
5.2.3
KANTENMODELL
(DRAHTMODELL)
.
130
5.2.4
FLAECHENMODELL
.
131
X
INHALT
5.2.5
VOLUMENMODELL
(KOERPERMODELL)
.
133
5.2.5.1
GLIEDERUNG
DER
VOLUMENMODELLE
.
133
5.2.5.2
CONSTRUCTIVE
SOLID
GEOMETRY
(CSG)
.
134
5.2.5.3
PRODUKTIONSMODELLE
.
135
5.2.5.4
ELEMENTEFAMILIENMODELLE
.
136
5.2.5.5
RANDREPRAESENTATIONEN
(BOUNDARY
REPRESENTATION,
BREP)
.
136
5.2.5.6
FINITE-ELEMENTE-MODELLE
(FEM)
.
137
5.2.5.7
ZELLMODELLE
.
137
5.2.5.8
HYBRIDMODELLE
(KOMBINATION
BREP
UND
CSG)
.
139
5.3
GEOMETRIESCHNITTSTELLEN
.
139
5.3.1
ARTEN
DES
GEOMETRIEDATENAUSTAUSCHES
.
140
5.3.2
INITIAL
GRAPHICS
EXCHANGE
SPECIFICATION
(IGES)
.
141
5.3.3
VERBAND
DER
DEUTSCHEN
AUTOMOBILINDUSTRIE-FLAECHENSCHNITTSTELLE
(VDAFS)
.
141
5.3.4
STANDARD
D
*
ECHANGE
ET
DE
TRANSFER!
(SET)
.
142
5.3.5
STANDARD
FOR
THE
EXCHANGE
OF
PRODUCT
MODEL
DATA
(STEP)
.
142
5.3.6
STANDARD
TRIANGULATION
LANGUAGE
(STL)
.
145
5.3.7
ANDERE
SCHNITTSTELLEN
.
145
5.4
CAD/CAM-KOPPLUNG
.
146
5.5
CAD/CAM-PROGRAMMIERUNG
.
147
5.5.1
ARBEITSABLAUF
BEI
DER
NUTZUNG
VON
CAD/CAM
.
148
5.5.2
WERKZEUGMASCHINEN-EINSTELLUNG
.
150
5.5.3
WERKZEUG-EINSTELLUNG
.
150
5.5.4
NC-FOLGEN-EINSTELLUNG
.
150
5.6
OBJEKTORIENTIERTES
NC-PROGRAMM
(STEP-NC)
.
152
5.7
NUTZUNG
VON
FEATURE-TECHNOLOGIE
IN
DER
NC-PROGRAMMIERUNG
.
154
5.7.1
GRUNDLAGEN
ZUR
FEATURE-TECHNOLOGIE
.
155
5.7.2
AUFBAU
EINES
FEATURES
.
156
5.7.3
FEATUREERKENNUNG
.
157
5.7.4
ARTEN
DER
FEATUREERKENNUNG
(FEATURE
RECOGNITION)
.
157
5.8
PRODUCT
MANUFACTURING
INFORMATION
(PMI)
.
158
5.9
LITERATUR
ZU
KAPITEL
5
.
159
6
CAD/CAM-SYSTEME
UND
SIMULATIONSTECHNIK
.
161
6.1
FUNKTIONALITAETEN
VON
CAD/CAM-SYSTEMEN
.
161
6.1.1
5-ACHS-SIMULTANFRAESEN
.
162
6.1.2
KOLLISIONSPRUEFUNG
.
162
6.1.3
MASCHINENSIMULATION
.
162
6.1.4
VISUALISIERUNG
UND
BEARBEITUNG
VON
RESTMATERIAL
.
163
6.1.5
AUTOMATISCHE
BOHRUNGSERKENNUNG
UND
MASCHINENPROZESSE
.
163
6.2
EINFUEHRUNG
VON
CAD/CAM-SYSTEMEN
.
163
6.2.1
STUFEN
BEI
DER
EINFUEHRUNG
VON
CAD/CAM-SYSTEMEN
.
163
6.2.2
ANFORDERUNGEN
AN
EIN
CAD/CAM-SYSTEM
.
166
6.2.3
IMPLEMENTIERUNG
.
167
INHALT
XI
6.3
SIMULATIONSTECHNIK
BEI
RECHNERGESTUETZTER
FERTIGUNG
.
167
6.3.1
ALLGEMEINES
ZUR
NC-SIMULATION
.
168
6.3.1.1
VORTEILE
DURCH
DEN
EINSATZ
VON
SIMULATIONSTECHNIK
.
168
6.3.1.2
FUNKTIONALITAETEN
VON
NC-SIMULATIONSPROGRAMMEN
.
169
6.3.1.3
EINSATZGEBIETE
VON
NC-SIMULATIONSPROGRAMMEN
.
169
6.3.2
NC-PROGRAMMPRUEFUNG
.
170
6.3.3
ABLAUF
EINER
MASCHINENSIMULATION
.
171
6.3.3.1
AUFBAU
DES
MASCHINENMODELLS
.
172
6.3.3.2
AUFBAU
DES
STEUERUNGSMODELLS
.
173
6.3.3.3
MASCHINENSIMULATION
MIT
MATERIALENTFERNUNG
.
174
6.3.4
NC-CODEOPTIMIERUNG
.
174
6.3.4.1
SCHRUPPBEARBEITUNG
.
175
6.3.4.2
SCHLICHTBEARBEITUNG
.
175
6.2.4.3
HSC-BEARBEITUNG
.
175
6.4
LITERATUR
ZU
KAPITEL
6
.
177
7
GESTALTUNG
UND
MANAGEMENT
VON
PRODUKTIONSPROZESSEN
.
178
7.1
ALLGEMEINES
UND
MOTIVATION
.
178
7.2
COMPUTERUNTERSTUETZTE
PLANUNG
UND
PRODUKTION
.
180
7.2.1
PROZESSGESTALTUNG
.
180
7.2.2
Y-CIM-MODELL
NACH
SCHEER
.
181
7.2.3
KOMPONENTEN
DES
Y-MODELLS
.
182
7.2.4
PRODUCT
DATA
MANAGEMENT
SYSTEME
(PDM-SYSTEME)
.
183
7.3
FLEXIBLE
PRODUKTIONSSYSTEME
.
184
7.4
FERTIGUNGSLEITSYSTEME
.
186
7.5
DIGITALE
FABRIK
.
188
7.5.1
ZIELE
UND
NUTZEN
EINER
DIGITALEN
FABRIK
.
189
7.5.2
AUFGABEN
UND
ANSATZPUNKTE
EINER
DIGITALEN
FABRIK
.
190
7.5.3
ANWENDUNGSGEBIETE
UND
SOFTWAREWERKZEUGE
.
191
7.6
AKTUELLE
THEMEN
ZUR
DIGITALISIERUNG
.
192
7.6.1
LEAN
PRODUCTION
.
192
7.6.2
DIGITAL
MOCK
UP
(DMU)
.
193
7.6.3
DIGITALER
ZWILLING
.
193
7.6.4
VIRTUELLE
INBETRIEBNAHME
.
194
7.7
LITERATUR
ZU
KAPITEL
7
.
195
8
QUALITAETSMANAGEMENT
IN
DER
PRODUKTION
.
197
8.1
BEGRIFFSERLAEUTERUNGEN
.
197
8.1.1
QUALITAET
.
198
8.1.2
QUALITAETSMANAGEMENT
.
198
8.1.3
AUFGABEN
DER
QUALITAETSSICHERUNG
.
199
8.1.4
BEDEUTUNG
DER
QUALITAETSSICHERUNG
WAEHREND
DER
PRODUKTENTSTEHUNG
200
8.1.5
DEMINGKREIS
.
201
8.1.6
TOTAL
QUALITY
MANAGEMENT
(TQM)
.
203
XII
INHALT
8.2
QUALITAETSMANAGEMENTMETHODEN
.
204
8.2.1
FEHLERBAUMANALYSE
(FTA)
.
205
8.2.2
FEHLHANDLUNGSVERMEIDUNG
(POKA-YOKE)
.
206
8.3
QUALITAETSSICHERNDE
MASSNAHMEN
IN
DER
PRODUKTION
.
206
8.3.1
QUALITAETSPRUEFUNG
.
207
8.3.2
STATISTISCHE
PROZESSREGELUNG
.
208
8.3.3
FAEHIGKEITSUNTERSUCHUNGEN
.
208
8.3.4
ANLAGENBETREUUNG,
INSTANDHALTUNG
.
211
8.4
Q7^WERKZEUGE
.
212
8.4.1
FEHLERSAMMELLISTE
.
213
8.4.2
HISTOGRAMM
.
213
8.4.3
QUALITAETSREGELKARTE
.214
8.4.4
PARETODIAGRAMM
.
215
8.4.5
KORRELATIONSDIAGRAMM
.
216
8.4.6
BRAINSTORMING
.
217
8.4.7
URSACHE-WIRKUNGSDIAGRAMM
(ISHIKAWA-
DIAGRAMM)
.
217
8.5
FEHLERMOEGLICHKEITS-
UND
EINFLUSSANALYSE
(FMEA)
.219
8.5.1
ARTEN
DER
FMEA
.
219
8.5.2
DURCHFUEHRUNG
DER
FMEA
.
220
8.6
QUALITY
FUNCTION
DEPLOYMENT
(QFD)
.222
8.6.1
BEGRIFFSERLAEUTERUNG
QUALITY
FUNCTION
DEPLOYMENT
.
222
8.6.2
HOUSE
OF
QUALITY
(HOQ)
.222
8.6.3
VOR-
UND
NACHTEILE
VON
QFD
.
223
8.7
SIX-SIGMA
.
224
8.7.1
STATISTISCHE
INTERPRETATION
.
224
8.7.2
VOR-
UND
NACHTEILE
VON
SIX-SIGMA
.
225
8.7.3
ARTEN
DER
SIX-SIGMA-METHODE
.
225
8.7.4
KONZEPTIONELLER
RAHMEN
FUER
DIE
DMAIC-METHODE
.
226
8.8
LITERATUR
ZU
KAPITEL
8
.
227
9
REVERSE
ENGINEERING
UND
RAPID
PROTOTYPING
.
229
9.1
ALLGEMEINES
ZU
REVERSE
ENGINEERING
.229
9.1.1
ANWENDUNGEN
VON
REVERSE
ENGINEERING
.229
9.1.2
HISTORISCHE
ENTWICKLUNG
.
231
9.2
GRUNDLEGENDE
EINTEILUNG
DER
DIGITALISIERUNGSSYSTEME
.
231
9.3
TAKTILE
MESSSYSTEME
.
232
9.3.1
EIGENSCHAFTEN
TAKTILER
VERFAHREN
.
232
9.3.2
SCHALTENDE
TASTSYSTEME
.
233
9.3.3
MESSENDE
TASTSYSTEME
.
234
9.3.4
KOORDINATENMESSGERAET
.
235
9.4
OPTISCHE
MESSSYSTEME
.
235
9.4.1
PHOTOELEKTRISCHE
KANTENANTASTUNG
.
235
9.4.2
BILDANALYSE
.236
9.4.3
LASERTRIANGULATION
.236
INHALT
XIII
9.4.4
LICHTSCHNITTVERFAHREN
.
237
9.4.5
STREIFENPROJEKTION
.
238
9.4.6
THEODOLITE
.
239
9.4.7
PHOTOGRAMMETRIE
.
240
9.5
FLAECHENRUECKFUEHRUNG
.240
9.5.1
TRIANGULATION
DER
PUNKTEWOLKE
.242
9.5.2
POLYGONISIERUNG
.
243
9.6
ALLGEMEINES
ZU
RAPID
PROTOYPING
.
245
9.7
PHYSISCHE
MODELLARTEN
(PROTOTYPEN)
.
245
9.8
EINTEILUNG
DER
ADDITIVEN
VERFAHREN
.246
9.9
VERFAHRENSKETTE
.
247
9.10
RAPID
PROTOTYPING-VERFAHREN
.
248
9.10.1
STEREOLITHOGRAPHIE
(SL)
.
248
9.10.2
SELEKTIVES
LASER
SINTERN
(SLS)
.
249
9.10.3
LAMINATED
OBJECT
MANUFACTURING
(LOM,
LLM)
.250
9.10.4
FUSED
DEPOSITION
MODELLING
(FDM)
.
251
9.10.5
SOLIDIER-VERFAHREN
(SOLID
GROUND
CURING
-
SGC)
.
251
9.10.6
3D-DRUCKEN
(THREE
DIMENSIONAL
PRINTING
-
3DP)
.
252
9.10.7
VERGLEICH
DER
RAPID
PROTOTYPING-VERFAHREN
.
253
9.11
RAPID
MANUFACTURING
UND
TOOLING
.
253
9.12
LITERATUR
KAPITEL
9
.
254
LITERATUR
.255
SACHVERZEICHNIS
.260 |
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