Automatisiertes Messen mit NC-Werkzeugmaschinen

Die vorliegende Arbeit entstand wanrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fUr Steue rungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrich tungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Dem verstorbenen Institutsleiter, Herrn Professor Dr. -Ing. G. Stute, gilt mein besonderer Dank fUr seine Unter stlitzung, die diese Arbeit ermoglichte. Ebenso danke ich Herrn Professor Dr. -Ing. A. Storr, unter dessen komissarischer Institutsleitung ich die Promotion vollenden konnte, und dessen intensive Durchsicht meiner Arbeit wesentlich zu deren Gelingen beigetragen hat. Mein Dank gilt auch Herrn Professor Dr. -Ing. H. J. Warnecke fUr seine Bereitschaft, den Mitbericht zu libernehmen. Mein verbindlicher Dank gilt den Kollegen und Studenten, die durch kameradschaftliche Zusammenarbeit diese Arbeit forderten, besonders Herrn Dipl. -Ing. G. Krattenmacher und Herrn Dipl. -Ing. D. Pfeiffer. Paul Kohler 5 Inhaltsverzeichnis Abklirzungsverzeichnis, Formelzeichen 8 1 Einleitung 13 2 Notwendigkeit von Messen in der Maschine 15 2. 1 Qualitatssicherung und Qualitatssteigerung 16 Produktivitatssteigerung durch automatisierte 2. 2 22 Kontrollvorgange in der Maschine Stand der Technik bei Messen in der Maschine 28 3 3. 1 Analyse bestehender Einrichtungen 28 3. 1. 1 Bedienergeflihrte mechanisch antastende MeBgerate 28 3. 1. 2 Automatische, maschinenpositionsunabhangige 29 MeBgerate Sensoren flir Messen mit der Maschine 30 3. 1. 3. 1 Messende Taster 31 3. 1. 3. 2 Schaltende 3-D-Taster 32 3. 1. 3. 3 Signallibertragung zwischen Taster und Auswerte 33 einheit Steuerungsunabhangige Einheit fUr die Erfassung 3. 1.

1 Einleitung.- 2 Notwendigkeit von Messen in der Maschine.- 2.1 Qualitätssicherung und Qualitätssteigerung.- 2.2 Produktivitätssteigerung durch automatisierte Kontrollvorgänge in der Maschine.- 3 Stand der Technik bei Messen in der Maschine.- 3.1 Analyse bestehender Einrichtungen.- 3.2 Bewertung und Zielsetzung der Arbeit.- 4 Meßunsicherheit bei Messen in der Werkzeugmaschine.- 4.1 Meßunsicherheit und Fertigungsunsicherheit.- 4.2 Meßunsicherheit bei Längenmeßgeräten.- 4.3 Meßunsicherheit bei Messen mit der Werkzeugmaschine.- 4.4 Einfluß der Fertigungsunsicherheit auf die Kompensation.- 5 Anforderungen an die an Messen mit der Maschine beteiligten Komponenten.- 5.1 Anforderungen an den Sensor.- 5.2 Anforderungen an die Werkzeugmaschine.- 5.3 Anforderungen an die Erfassungs- und Auswertehardware.- 5.4 Anforderungen an NC-Steuerungen.- 5.5 Anforderungen an die Erfassungs- und Auswertesoftware.- 6 Aufgaben einer Meßwerterfassungs- und Auswerteeinheit (MEA).- 6.1 Meßaufgaben.- 7 Aufbau einer Meßwerterf assungs- und Auswerteeinheit für Messen mit der Maschine.- 7.1 Meßwerterfassung.- 7.2 Meßwertverarbeitung.- 7.3 Kopplung einer MEA mit einer Standard-CNC-Steuerung.- 7.4 Integration einer MEA in eine MPST-Steuerung.- 8 Messen in der Maschine mit anderen Zielsetzungen.- 8.1 Kollisionsüberwachung.- 8.2 Werkzeugmaschinenvermessung.- 9 Zusammenfassung.- Schrifttum.