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Maschinen
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Worin unterscheidet sich das Negativ-Thermoformen vom Positiv-Thermoformen?
Beim Positiv-Thermoformen wird das Werkzeug in die erwärmte Platte „hineingedrückt“, anschließend wird Vakuum angelegt. Das Bauteil hat innen präzise Maße, einen dicken Boden und dünngezogene Wände. Das Vorstrecken erfolgt durch Vorblasen. Beim Negativ-Thermoformen wird die Platte in das darunter angeordnete Werkzeug durch das angelegte Vakuum hineingezogen. Das Bauteil hat außen präzise Maße, einen dünngezogenen Boden und dicke Wände. Das Vorstrecken erfolgt durch einen Stempel.
Nennen Sie den Unterschied zwischen Gleichlauf- und Gegenlauf-Fräsen.
Gegenlauf-Fräsen: Die Werkzeugschneide bewegt sich entgegen der Vorschubrichtung.
Gleichlauf-Fräsen: Die Werkzeugschneide bewegt sich in Vorschubrichtung.
Welche Funktion verbirgt sich hinter der Anweisung T?
T = TOOL: Anweisung, unter der mit einer Ziffer versehen die Werkzeuggeometriedaten verwaltet werden und das Werkzeug bei einem gemeinsamen Aufruf mit M6 in die Arbeitsspindel eingewechselt wird.
Nennen Sie die Gleichung zur Berechnung der Schnittgeschwindigkeit und formen Sie diese nach dem Fräsdurchmesser um. Bezeichnen Sie die Paramenter mit den dazugehörigen Einheiten.
Schnittgeschwindigkeit vc = πDn mit der Einheit m/min und D = vc/(πn), wobei D der Fräsdurchmesser in mm, n die Drehzahl in 1/min.
Nennen Sie die Gleichung zur Berechnung der Vorschubgeschwindigkeit und formen Sie diese nach dem Vorschub um. Berechnen Sie die Parameter mit den dazugehörenden Einheiten.
Vorschubgeschwindigkeit vf = fzzn in mm/min und fz=vf/ (z*n), wobei fz der Vorschub des Fräsers je Zahn in mm, n die Drehzahl in 1/min, und z die Zähnezahl ist.
Wie lautet der Aufbau eines vollständigen NC-Satzes? Fassen Sie Gruppen zusammen und bezeichnen Sie diese.
N | G | X Y Z A B C | I J K | F S T | M
N = Satznummer
G = Wegbedingungen
X Y Z A B C = Geometrische Anweisungen
I J K = Interpolationsparameter
F S T = Technologische Anweisungen
M = Maschinenfunktionen
Wie wird das Koordinatensystem einer Fräsmaschine bezeichnet? Bennenen Sie die Achsen. Wie wird die Regel genannt? Was ist die Definition dieser Regel?
Kartesisches Koordinaten System
Linear Achsen X, Y, Z, Rotationsachsen A, B, C
Rechte Handregel: Daumen = X-Achse, Zeigefinger = Y-Achse, Mittelfinger = Z-Achse
jeweils in positiver Achsrichtung
Eine Fräsbahn, die mit einem rechtsdrehenden Werkzeug im Gegenlauf eine programmierte Bahn erzeugen soll, muss mit G___ programmiert werden.
Programmierung mit G41
Wie sind Werkstücke mit unbearbeiteten Flächen zu positionieren?
Die Werkstücke sind an Punkten zu positionieren.
Wie sind Werkstücke mit bearbeiteten Flächen zu positionieren?
Werkstücke mit bearbeiteten Flächen sind an Flächen zu positionieren.
Ein Werkstück soll mit einer bearbeiteten Fläche in der ersten Ebene positioniert werden. Für die zweite und dritte Ebene stehen nur unbearbeitete Flächen am Werkstück zur Verfügung. Definieren Sie die korrekte Positionierung des Werkstücks (Anlageflächen/-punkte).
1te Ebene Anlagefläche bearbeitet
2te Ebene 2 Punkte unbearbeitet
3te Eben 1 Punkt unbearbeitet
Nennen Sie die Anzahl der Punkte, die notwendig sind, um den Koordinatenursprung (Nullpunkt) eines Werkstückes auf einer Bearbeitungsmaschine zu ermitteln. Wie isthierbei vorzugehen?
1te Ebene 3 Punkte
2te Ebene 2 Punkte
3te Ebene 1 Punkt
Nennen Sie die drei Punkte, die beachtet werden müssen, um ein Werkstück korrekt zu spannen.
1. Korrekte Positionierung
2. Krafteinleitung der Spannkräfte, damit die zu bearbeitenden Flächen nicht beeinfluss werden.
3. Aufnahme der Bearbeitungskräfte über feste Anschläge
Nennen Sie die zwei Werkzeugparameter, die bei einer NC-Bearbeitung benötigt werden und zwingend bei der Werkzeugvermessung ermittelt werden müssen. Wie sind diese Parameter definiert?
1. Werkzeuglänge in Z in mm, ausgehend von der Werkzeugspitze zum Nullpunkt der Werkzeugaufnahme.
2. Werkzeugradius R in mm
Nennen Sie die vier Informationen, die notwendig sind, um mit einem NC-Programmiersystem einen NC-Code zu erzeugen.
1. Werkstückgeometrie
2. Werkzeuggeometrie
3. Bearbeitungsparameter
4. Arbeitsplan
Woraus besteht die Plastifiziereinheit einer Schneckenspritzgießmaschine?
- Beheizter Zylinder
- Einfülltrichter
- Schnecke
- Motor (Rotation)
- Hydraulikzylinder
- Düse
Skizzieren Sie das Positiv-Thermoformen. Welche typischen Fehler treten beim PositivThermoformen ohne Vorstrecken auf?
Typische Fehler ohne Vorstrecken:
- Wanddickenabweichungen, wie dicker Boden, dünn gezogene Wände
- Abgeformte Innenkontur entspricht der Geometrie des Werkzeugs
Welche physikalischen Größen beschreiben das statische und das dynamische Verhalten (Verformung, Auslenkung) einer Werkzeugmaschine in einer vorgegebenen Richtung vollständig?
Statisches Verhalten (Auslenkung in Abhängigkeit einer statischen Kraft):
Federkonstante (statische Steifigkeit)
Dynamisches Verhalten (Auslenkung in Abhängigkeit einer dyn. Kraft / Anregung):
Federkonstante (statische Steifigkeit), Masse, Dämpfung
Feder, Masser, Dämpfer System => statisch nur Feder, Dynamisch alle.
Welche Aspekte sollten bei der NC-gerechten Konstruktion eines Bauteils berücksichtigt werden?
- Radien nicht kleiner als nötig
- Aspektverhältnisse nicht zu groß
- Spannflächen
- Toleranzen nicht genauer als nötig
- Werkstoffauswahl
- Späneabtransport
Konstruktionsweise Portalfräsmaschinen
Relativ großer Tisch (z.B. Bearbeitung große Aluminiumplatten)
Alle Achsbewegungen in Portal verbaut: Gantry-Bauweise
+ kompakter
- nicht so steif
Zwei Achsbewegungen Portal + Tischbewegung: Tischbauweise
+ Portal steif
- Viel Platz (Tisch verfährt)
Wie ist eine WZM (Werkzeugmaschine) definiert?
Mechanisierte und mehr oder weniger automatisierte Fertigungeinrichtung, die durch relative Bewegung zwischen Werkstück und Werkzeug eine vorgegebene Form am Werkstück oder eine Veränderng einer vorgegebenen Form an einem Werkstück erzeugt. (DIN 69 651)
Für welche Gruppen von Fertigungsverfahren gibt es WZM?
Werkzeugmaschinen kommen in allen Hauptgruppen der Fertigungsverfahren nach
DIN 8580 zum Einsatz. Am häufigsten werden WZM in den Hauptgruppen Urformen
(z. B. Gießereimaschinen, Sinterpressen), Umformen (z.B. Schmiedehämmer, Tiefziehpressen),
Trennen (z.B. Dreh- und Fräsmaschinen, Erodiermaschinen, Laserschneidanlagen)
und Fügen (z. B. Laserschweißanlagen) eingesetzt.
Nach welchen Markmalen können WZMs eingeteilt werden?
Fertigungsverfahren, dem Aufbau der Maschine und gegebenenfalls nach dem Automatisierungsgrad.
Nennen sie Gebrauchswertparameter von Werkzeugmaschinen!
Produktivität; Arbeitsgenauigkeit; Flexibilität; Verfügbarkeit der Maschine; Verbrauch
von Energie, Werkzeugen und Hilfsstoffen; Arbeits- und Umweltschutz.
Nennen sie Kenngrößen von Werkzeugmaschinen!
– Maximale Werkstückgröße bzw. maximale Verfahrwege in den Achsen
– Maschinendrehzahlbereich
– Geschwindigkeiten
– Genauigkeiten
– Leistungen.
Was beschreiben Kennlinien und welche Kennlinien sind typisch für Werkzeugmaschinen?
Kennlinien beschreiben das Verhalten von zwei Größen zueinander, z. B. an Drehmaschinen:
Drehzahl - Schnittgeschwindigkeits - Kennlinien.
Was versteht man unter einer Universalmaschine, was unterscheidet sie von einer Einzweckmaschine?
Die Universalmaschine gestattet die Bearbeitung eines breiten Spektrums an Bearbeitungsaufgaben,
jedoch meist mit einer etwas geringeren Produktivität als Einzweckmaschinen.
Wie können die Eigenschaften Flexibilät und Produktivität von Werkzeugmaschinen beschrieben werden?
Flexibilität und Produktivität von Werkzeugmaschinen zeigen gegenläufiges Verhalten
und sind stark vom Automatisierungsgrad abhängig.
Welche Ziele werden mit der Automatisierung im Wesentlichen verfolgt?
– kurze Produktionszeiten (pro Maschine)
– kurze Durchlaufzeiten (gesamter Fertigungsprozess)
– höhere Auslastung der Maschinen
– geringere Kapitalbindung.
Welche Möglichkeiten ergeben sich für die Verkürzung der Hauptzeiten?
bessere Schneidstoffe höhere Schnittgeschwindigkeit
mehrere Werkzeuge im Eingriff z. B. Bohrköpfe (mehrere Bohrköpfe im Eingriff);
höhere Produktivität, geringere Flexibilität.
Welche Möglichkeiten ergeben sich für die Verkürzung der Nebenzeiten?
Verfahrwege, Werkzeugwechsel verkürzen
(Ein-) Spannzeiten der Rohlinge verkürzen z. B. Palettenwechsel, zentrale Spannstelle
Welche Entwicklung kennzecihnet den Beginn des Industriezeitalters?
Die Mechanisierung der Support- und Leitspindeldrehbank.
Nennen Sie Anforderungen an Werkzeugmaschinen, welche sich aus der Verwendung der WZM ergeben!
Aufbau, Arbeitsraum, Bewegungsgröße, Werkstückanzahl- und Vielfalt, Umweltbedingungen,
verfahrensspezifische Bewegungen und Kräfte, Ergonomie, Wartungsfreundlichkeit,
Kosten, Aufstellfläche, Emission von Lärm und Staub...
Wie werden die tragenden und stützenden Grundkörper der WZM genannt?
Gestelle bzw. Gestellbauteile.
Welche Konstruktionen kommen zur Verwendung bei Gestellen von WZM?
Schweißkonstruktion, Gusskonstruktion (je nach verwendetem Werkstoff) sowie Kombination
aus beidem.
Welche Komponenten beeinflußen die Gestellform?
Die Gestellform wird vor allem durch die Lage und Länge der Bewegungsachsen und
der damit zusammenhängenden räumlichen Anordnung der Baugruppen und Bauteile
wie beispielsweise Spindel, Schlitten, Support, Motoren und Steuerorgane festgelegt
Skizieren sie ein C-Gestell und ein O-Gestell.
Um welche Bauformen handelt es sich bei folgenden Gestellen?
Erläutern Sie, wie Prozesskräfte, Werkstückgewicht, Zugänglichkeit Einfluss auf die Gestaltung der Gestelle nehmen!
− Prozesskräfte aus den Fertigungs- und Bearbeitungsvorgängen. Das sind zum Beispiel
Schnitt- oder Umformkräfte, aber auch Flieh- und Unwuchtkräfte der Werkstücke
und Maschinenteile.
− Werkstückgewicht und damit verbunden, das vorgesehene Handling zur Werkstückbeschickung.
Roboter und Manipulatoren können beliebig agieren, Kräne können im
Wesentlichen nur senkrecht die Werkstücke zuführen.
− Zugänglichkeit bei Betrieb, Montage und Wartung. Werkstück- und Werkzeugwechsel,
aber auch Spänebeseitigung, muss ohne Behinderung möglich sein. Verbrauchsmaterialien
wie Kühl- und Schmierstoffe, aber auch Filter der Hydraulik- und Pneumatikkomponenten
sollten gut zugänglich sein.
Welche Werkstoffeigenschaften sind wichtig für die Gestelle?
− Festigkeit (Streckgrenze, Dauerfestigkeit)
− spezifisches Gewicht
− Elastizitätsmodul, Gleitmodul
− Materialdämpfung
− Reibwert, Härte
− Abbau von Eigenspannungen, Kriechen, Relaxion
− thermischer Ausdehnungskoeffizient, spezifische Wärme, Wärmeübergangszahl.
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Cartes-fiches
Bei der Plausibilitätsprüfung wird die Funktion des Messsystems überprüft. Was ist zu tun, wenn die Plausibilitätsabfrage negativ ausfällt? Listen Sie bitte die Maßnahmen aus der Sicht des Anwenders auf.
Bei einer negativen Plausibilitätsabfrage sollte sich der Anwender folgende Fragen stellen,
um entsprechende Maßnahmen treffen zu können:
1. Unterbricht ein Fremdkörper oder Feuchtigkeit den Laserstrahl?
2. Ist die Blende verklemmt?
3. Liegt Druckluft an und ist der Druck groß genug?
Warum wird die Bewegungsführung einer Werkzeugmaschine nicht mit SPS, sondern mit NC-Steuerungen realisiert? Führen Sie bitte mindestens drei Argumente auf.
Folgende Gründe sprechen gegen die Bewegungsführung einer Werkzeugmaschine mit
SPS: Eine NC-Steuerung:
1. erreicht durch ihre hohe Prozessorleistung, der Kompensations- und Vorsteuermöglichkeiten
und der Regelungen kurze Weginkremente und gleichzeitig große
Geschwindigkeits- und Beschleunigungsänderungen,
2. hat die zusätzlich erforderliche Rechenleistung für Kompensation und Radiuskorrektur
z.B. von Werkzeugen und
3. macht eine schnellere Lageregelung und dadurch eine ausreichend hohe Dynamik
möglich.
Würden Sie eine SPS für Punkt- oder Streckensteuerungen einsetzen?
Ja, da bei Punkt- oder Streckensteuerungen durch die langen Weginkremente nur
geringe Dynamikänderungen und damit relativ wenige Befehle pro Zeit zu verarbeiten
sind.
Schreiben Sie das SPS-Programm für die oben beschriebene redundante Funktion in Form einer Anweisungsliste.
1. Bestimmen Sie zunächst, unter welchen Bedingungen der Antrieb startbereit ist.
2. Schreiben Sie die AWL für die Abschaltung über die Stopp-Taste S1.
3. Schreiben Sie zuletzt die AWL für den Not-Halt Zyklus.
1.) Zuweisung Startbefehl. Der Start des Antriebs ist gewährleistet,
a) wenn Steuerspannung vorhanden ist (I5 ist gesetzt)
b) wenn der Schütz K1 angeregt ist (I4 ist gesetzt)
c) wenn das Hilfsschütz K3 angeregt ist (I3 ist nicht gesetzt)
d) wenn der Netzschütz Q1 angeregt ist (I2 ist gesetzt)
e) wenn der Stoppbefehl mit S1 nicht aktiviert ist (I0 ist gesetzt)
2.) Das Betätigen der Stopp-Taste S1 muss ein Deaktivieren des Ausgangs O2 bewirken:
U I0
= O2
3.) Wenn S3 oder S4 betätigt werden, dann wird das Hilfsschütz K1 entregt und der
Schließer K1 geöffnet. Damit wird I4 rückgesetzt und durch den Programmteil für
die Startbedingung wird O2 deaktiviert. Daher ist kein weiterer Code für diesen Fall
nötig.
f) wenn der Startbefehl mit S5 aktiviert wird (I1 ist gesetzt)
U I5
U I4
N I3
U I2
U I0
U I1
= O2
In Abbildung 20 ist das Kopierdrehen schematisch dargestellt. Dabei soll in das Werkstück ein Absatz mit einer scharfen Innenkante erzeugt werden. Warum ist das mit diesem Aufbau nicht realistisch?
Mit diesem Aufbau kann am Werkstück ein Absatz mit einer scharfen Innenkante nicht
erzeugt werden. Der Stößel wälzt sich mit einer Rolle auf der Schablone ab. Die Rolle
hat einen Radius, der im Werkstück nicht oder nur mit einer Übersetzung unterschritten
werden kann. Grundsätzlich können mechanische Steuerungen keine unstetigen Funktionen
wie hier die scharfe Ecke übertragen.
Wie ist das Verhältnis zwischen der geometrischen Tolerierung an der Schablone oder Kurvenscheibe mit der Toleranz am Werkstück zu bewerten?
Die Form der Schablone oder Kurvenscheibe sollte möglichst konturtreu auf das Werkstück
übertragen werden. Durch die form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen
Schablone, Werkzeug und Werkstück werden geometrische Fehler direkt auf das Werkstück
abgebildet. Werden zusätzlich noch Elastizität und Spiel in der übertragenden
Mechanik berücksichtigt, müssen die Toleranzen auf der Schablone stets weit unterhalb
der Toleranzen am Werkstück liegen.
Listen Sie bitte die Vorteile der kaskadierten Regelung auf?
Die Vorteile der kaskadierten Regelung sind:
– Störungen werden in den unterlagerten Regelkreisen ausgeregelt und belasten die
überlagerten Regelkreise nicht.
– Ein entsprechend parametrierter Regelkreis kann die überlagerte Strecke vor Überlastung
schützen.
– Die Parametrierung der einzelnen Regelkreise kann separat erfolgen und wird
dadurch einfacher als die Einstellung eines einzigen Reglers für alle Größen.
Welche Nachteile bringt die indirekte Messung der Lage regelungstechnisch mit sich?
Bei der indirekten Messung der Lage ist aus regelungstechnischer Sicht von Nachteil,
dass folgende Störgrößen nicht erkannt werden:
1. Thermische Ausdehnung des Gewindetriebs
2. Torsion des Gewindetriebs
3. Steigungsfehler im Gewindetrieb
4. Spiel / Lose in Gewindetrieb und Führungen
Um diese Fehler regelungstechnisch zu kompensieren, ist ein erhöhter Aufwand nötig.
Zählen Sie die nichtlinearen Glieder im detaillierten Blockschaltbild der kaskadierten Regelung auf.
Die nichtlinearen Glieder sind:
1. Totzeitglied durch PWM,
2. Begrenzung auf Maximalspannung im Umrichter,
3. Begrenzung auf Maximalstrom am Motor,
4. Diskrete Abtastung in den Messsystemen (Drehgeber, Linearmaßstab).
Welche wesentlichen Unterschiede muss der kaskadierte Regelkreis eines Lineardirektantriebs gegenüber dem des elektromechanischen Antriebs aufweisen?
Die wesentlichen Unterschiede des kaskadierten Regelkreises eines Lineardirektantriebs
gegenüber dem des elektromechanischen Antriebs sind:
1. Der Drehzahlregelkreis ist bei Lineardirektantrieben ein Geschwindigkeitsregelkreis.
2. Es ist kein Übertragungsglied im Lineardirektantrieb vorhanden. So kann das Proportionalglied,
das die Steigung des Gewindetriebs verkörpert, fehlen.
3. Der dritte wesentliche Unterschied ist die Parametrierung des Motors. Bei Lineardirektantrieben
wird die Kraftkonstante im Gegensatz zur Momentenkonstante benutzt.
4. Bei Lineardirektantrieben gibt es keine rotierenden Teile. Daher findet sich statt des
Massenträgheitsmoments J eine Masse m.
Wie äußert sich eine große Spindelsteigung auf die axiale Gesamtsteifigkeit des Antriebsstrangs?
Bei der Formel zur Umrechnung der Torsionssteifigkeit in die axiale Steifigkeit steht
die Spindelsteigung im Nenner. Eine große Steigung reduziert folglich die Gesamtsteifigkeit.
Welche der axial wirkenden Störgrößen können vom Anwender beeinflusst werden?
Die folgenden Störgrößen kann der Anwender beeinflussen:
Reibkraft: Die Schmierung der Übertragungselemente beeinflusst die Reibkraft. Eine
sachgemäße und regelmäßige Schmierung kann die Reibkraft gering halten.
Prozesskraft: Die Prozessbedingungen, wie zum Beispiel Eingriffsbedingungen bei der
Zerspanung, werden vom Anwender festgelegt.
Beschleunigungskraft: Je nach Wahl der Werkstücke und Werkzeuge sind unterschiedlich
große Massen vorhanden.
Reibmoment: Hier gilt das gleiche wie bei den Reibkräften
Massenträgheitsmoment: Insbesondere die Art der Aufspannung und die Größe der
Werkstücke auf Schwenktischen beeinflusst das Massenträgheitsmoment.
Welcher Nachteil ergibt sich durch die Auswahl einer großen Spindelsteigung? Welcher Nachteil ergibt sich durch die Auswahl einer kleinen Spindelsteigung?
Eine große Spindelsteigung vergrößert das resultierende Massenträgheitsmoment.
Dadurch reduziert sich die mögliche Beschleunigung oder anders gesagt: Um die gleiche
Beschleunigung wie mit einer kleinen Spindelsteigung zu erhalten, ist ein größeres
Antriebsmoment und damit ein größerer Motor notwendig.
Eine kleine Spindelsteigung vergrößert die nötige Drehzahl beziehungsweise Winkelgeschwindigkeit
bei gegebener Geschwindigkeit. Damit vergrößert sich die Anregelzeit
im Drehzahlregelkreis wie Formel 4-18 verdeutlicht. Die maximal mögliche Beschleunigung
wird dadurch ebenfalls reduziert.
Wie bewerten Sie den KV-Faktor hinsichtlich der Produktivität der gesamten Maschine?
Unter der Voraussetzung gleichbleibender Produktqualität ist der KV-Faktor ein Maß
für die Produktivität der Anlage.
Wie müssen die Eigenfrequenz ω0 und die Dämpfung D vom Konstrukteur der Maschine gestaltet sein, um einen möglichst hohen KV -Faktor zuzulassen?
Um einen möglichst hohen KV-Faktor zu erzeugen, muss die Eigenfrequenz groß
gestaltet sein, die Dämpfung klein.
Wie verändert sich die Überschwingweite AÜ , wenn die Dämpfung D verkleinert wird?
Wenn die Dämpfung D im Regelkreis sinkt, dann wird die Überschwingweite AÜ
zunehmen. Dieser Zusammenhang kann den Formeln 4-33 und 4-34 entnommen werden.
Wo finden sich die Eigenfrequenzen im Phasengang für ein PT1 -Glied und ein PT2-Glied?
Die Eigenfrequenz bei einem PT1-Glied findet sich bei 45° Phasenwinkel, die für ein
PT2-Glied bei 90° Phasenwinkel.
Wie verändert sich die Bahnabweichung ∆r, wenn die erforderliche Beschleunigung a größer wird?
Wir können einen Zusammenhang zwischen der Bahnabweichung r und der Beschleunigung
a herstellen, indem wir die Formel (57) nach dem Quadrat der Bahngeschwindigkeit
auflösen und in Formel (65) einsetzen. Es ergibt sich:
Man erkennt, dass eine große Beschleunigung bei gleichbleibendem KV-Faktor zu einer
größeren Bahnabweichung r führt.
Zählen Sie sechs Anforderungen auf, die für alle Weg- und Winkelmesssysteme gleichermaßen gelten.
Anforderungen, die für alle Weg- und Winkelmesssysteme gleichermaßen gelten, sind:
1. Auflösung des Messwerts soll mindestens ein Zehntel der kleinsten zu messenden Größe sein.
2. Standardisierte Form des Messsignals.
3. Geringe Leitungslängen und elektromagnetischer Unempfindlichkeit der Leitungen.
4. Gesamter Geschwindigkeits- und Drehzahlbereich muss abgedeckt werden.
5. Steifigkeit des Messsystems.
6. Masse des Messsystems.
7. Durch die Messung soll keine zusätzliche Reibung entstehen.
8. Eigenspannungen vermeiden.
9. Temperaturschwankungen sollen keinen negativen Einfluss haben.
10. Schutzklasse beachten, Verschmutzung durch den Fertigungsprozess beachten.
11. Vibrationen dürfen die Messung nicht übermäßig beeinflussen.
12. Durch das Anbringen des Messsystems sollen keine Lose oder Verschleiß entstehen.
Aus welchen funktionalen Komponenten besteht ein Überwachungssystem für eine Werkzeugmaschine?
Überwachungssysteme bestehen aus einer Sensoreinheit, einer Signalverarbeitungseinheit
– meist mit einer Wandlung von einem analogen Eingangssignal auf ein digitales
Signal – einer Überwachungs- und einer Reaktionseinheit. Die Reaktionseinheit kommuniziert
mit der SPS der Werkzeugmaschine.
Nennen Sie Vor- und Nachteile einer piezoelektrischen Kraftmessung.
Vorteile piezoelektrischer Kraftmesszellen sind ein großer Temperaturbereich bis 400°,
eine hohe Steifigkeit, ein großer Messbereich (100-150 dB) und sehr kleine messbare
Dehnungen (ε > 10^– 9). Nachteilig sind die vergleichsweise teuren Geräte, störanfällige
Messeinrichtungen (elektrische Schirmung notwendig) und statische Messungen
sind aufgrund der Drift des Messsignals schwer möglich.
Zählen Sie bitte die Anforderungen auf, die beim HSC-Fräsen an eine numerische Steuerung gestellt werden
Beim HSC-Fräsen werden folgende Anforderungen an die numerische Steuerung
gestellt:
- Kompensationen müssen vorhanden sein für
– Werkzeuggeometrie
– Werkstücklage
– maschinenimmanente Fehler
- Verarbeitung von Bahnfunktionen, wie Splines u.ä., muss möglich sein
- es ist eine hohe Satzverarbeitungsrate notwendig
Welche Anforderungen bestehen an das Betriebssystem, mit dem die numerische Steuerung läuft?
Das Betriebssystem einer numerischen Steuerung muss multitaskingfähig und echtzeitfähig
sein.
Erläutern Sie den Begriff Echtzeitfähigkeit.
Eine Steuerung ist echtzeitfähig, wenn sie die berechneten Daten garantiert innerhalb
einer festgelegten Zeitspanne dem Empfänger zur Verfügung stellt. Die Echtzeitfähigkeit
wird demnach an der Schnelligkeit gemessen, mit der Informationen abgearbeitet
werden. So ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit des Verfahrens beziehungsweise die
Satzverarbeitungszeit der Steuerung maßgebend für die Echtzeitfähigkeit. Man erreicht
Echtzeitfähigkeit, indem einzelne Funktionen und Aufgaben priorisiert werden und je
nach Höhe der Priorität abgearbeitet werden.
Zählen Sie bitte auf, welche geometrischen Größen über die Geometriedatenverarbeitung Einfluss auf die reale Bahn des Werkzeugs nehmen.
Die Einfluss nehmenden geometrischen Größen sind:
Werkstückabhängige Korrekturdaten
– Winkellage
– Position
– Spannmittel
Werkzeugdaten
– Länge
– Durchmesser
– Schneidengeometrie
Maschineninterne Korrekturdaten
– Spindelsteigungsfehler
– Rechtwinkligkeit
– Geradheit
Zustandsabhängige Daten (Sensorik)
– Temperatur
– Dynamische Effekte (fremd-, eigenerregte Schwingungen)
– Verschleiß/Lose
Was sind die wesentlichen Grundregeln, um Koordinatensysteme in Werkzeugmaschinen zu beschreiben?
Die wesentlichen Grundregeln, um Koordinatensysteme in Werkzeugmaschinen zu
beschreiben, sind:
- Es gilt das rechtshändige, rechtwinklige Koordinatensystem mit den Achsen X, Y,und Z.
- Die Z-Achse liegt parallel zur Achse der Wirkenergiequelle. Die positive Richtung der Z-Achse verläuft vom Werkstück zum Werkzeug.
- Die X-Achse ist die Hauptachse in der Positionierebene. Sie liegt grundsätzlich parallel zur Werkstückaufspannfläche.
Zählen Sie bitte die verschiedenen Koordinatenursprünge in der Werkzeugmaschine und am Werkstück auf!
Die verschiedenen Koordinatenursprünge in der Werkzeugmaschine und am Werkstück
sind:
– Maschinennullpunkt
– Referenzpunkt
– Werkzeugbezugspunkt
– Werkzeugwechselpunkt
– Werkzeugmittelpunkt (Toolcenterpoint)
Auf welches Koordinatensystem in der Maschine beziehen sich alle weiteren Koordinatensysteme?
Der Maschinennullpunkt ist der Ursprung, nach dem relativ das Maschinenkoordinatensystem
bezogen ist.
Wie wird in der Regel das Werkstückkoordinatensytem an kubischen Werkstücken ausgerichtet und welche Vorteile bietet diese Ausrichtung?
Kubische Werkstücke werden in der Regel mit einem Werkstückkoordinatennullpunkt
in der Mitte der Halbzeugoberfläche ausgestattet. Vorteile dieser Ortswahl sind:
– Minimierung von kumulativen Fehlern
– Konstantes Werkstückaufmaß
– Fehler durch Rauheiten werden mittels Mittelwertbildung gering gehalten
– Vermeidung von Verwechslungs- und Übertragungsfehlern durch Standardisierung
– Startpunkt stets bei Z = 0
Wozu dienen Koordinatentransformationen?
Die Koordinatentransformation dient vorwiegend der Programmiervereinfachung und
der Umsetzung eines Koordinatensystems aus der CAM in ein spezielles Maschinenkoordinatensystem.
Beschreiben Sie den Unterschied zwischen der absoluten und der inkrementalen Maßangabe.
Bei der absoluten Maßangabe beziehen sich alle Maße auf einen Nullpunkt. Dieser ist in
der Regel der Werkstücknullpunkt. Die Programmierung erfolgt mit der Bezugsmaßprogrammierung
G90. Diese Maßangabe wird Bezugsmaß genannt.
Bei der inkrementalen Maßangabe bezieht sich jedes Maß auf den zuletzt angefahrenen
Punkt. Sie wird insbesondere in Unterprogrammen und bei Punktsteuerungen angewendet. Die Programmierung erfolgt mit der Inkrementalmaßprogrammierung G91. Die
Maßangabe wird Kettenmaß genannt.
Aus welchen Teilen besteht ein NC-Satz?
Die Bestandteile eines NC-Satzes sind:
1. Satznummer
2. Wort bestehend aus Adresse und Zahlenwert
3. Satzende
4. optional Kommentar, mit Semikolon getrennt
Was ist bezüglich der Gültigkeitsdauer von Wegbefehlen zu beachten?
Die Speicherung der Funktionen und Variablenwerte haben Wirkung bis sie entweder
durch ein erneutes Aufrufen geändert werden oder bis zum Programmende.
Erläutern Sie bitte den Unterschied zwischen Geometrie- und Maschinenfunktionen.
Maschinenfunktionen steuern alle übergeordneten Funktionen und Peripheriefunktionen
über die SPS. Geometriefunktionen steuern alle Weganweisungen, Interpolationen
und Korrekturen sowie die Koordinatentransformationen.
Welchen Vorteil bietet die Programmierung mit Zyklen?
Zyklen bieten die Möglichkeit der vereinfachten Programmierung bei wiederkehrenden
Geometrieelementen. In jedem Zyklus werden Bewegungen hinterlegt, die sich durch
wenige Parameter variieren lassen. Standardisierte Zyklen liegen für alle gebräuchlichen
Konstruktionselemente vor.
Eine Werkzeugmaschine hat laut Katalogangabe einen Eilgang von 30 m/min und eine maximale Beschleunigung von 10 m/s². Gesucht ist der Ruck, der die maximal mögliche Beschleunigung gewährleistet. Wie lautet die Gleichung zur Berechnung des minimal nötigen Rucks?
Eine Werkzeugmaschine hat laut Katalogangabe einen Eilgang von 30 m/min und eine
maximale Beschleunigung von 10 m/s². Gesucht ist der Ruck, der die maximal mögliche
Beschleunigung gewährleistet. Die Gleichung zur Berechnung des minimal nötigen
Rucks wird folgendermaßen berechnet:
Die kinematische Grundgleichung lautet
Welchen wesentlichen Vorteil haben Bahnsteuerungen gegenüber Punkt- und Streckensteuerungen und was ist die wesentliche Anforderung an die Steuerung um den Vorteil zu gewährleisten?
Die Bahnsteuerung kann mehrere Achsen synchron interpolieren. Dieses erfordert die
Regelung der axialen Lage, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung.
Wie groß muss in Kontrollfrage 16 der minimale Ruck sein, um die maximale Beschleunigung zu erreichen?
(Eine Werkzeugmaschine hat laut Katalogangabe einen Eilgang von 30 m/min und eine maximale Beschleunigung von 10 m/s². Gesucht ist der Ruck, der die maximal mögliche Beschleunigung gewährleistet. Wie lautet die Gleichung zur Berechnung desminimal nötigen Rucks?)
Der minimale Ruck, um die maximale Beschleunigung zu erreichen beträgt 100 m/s3.
Zählen Sie bitte die sieben Bereiche auf, die die kinematische Grundgleichung bei der Fahrt einer Strecke berücksichtigt.
Die sieben Bereiche, die die kinematische Grundgleichung bei der Fahrt einer Strecke
berücksichtigt, sind:
1. Beschleunigungsanstieg mit konstantem Ruck
2. Geschwindigkeitsanstieg mit konstanter Beschleunigung
3. Beschleunigungsrückgang mit konstantem Ruck
4. Bereich konstanter Geschwindigkeit
5. Beschleunigungsrückgang mit konstantem Ruck (5. = Bremszeitpunkt)
6. Geschwindigkeitsabfall mit konstanter negativer Beschleunigung
7. Beschleunigungsanstieg mit konstantem Ruck bis zum Stillstand.
Nennen Sie bitte die vier Schritte der herkömmlichen Geometriedatenverarbeitung und nennen Sie die Art der mathematischen Beschreibung der Geometriedaten in jedem Schritt.
Bei der herkömmlichen Geometriedatenverarbeitung gibt es folgende Schritte:
1. CAD: Kontur liegt als Spline vor.
2. NC-Programm: Kontur wird durch Stützpunkte und Zyklen beschrieben
3. Spline-Interpolator: Durch die Stützpunkte wird ein Spline gelegt.
4. Führungsgrößen: Der Spline wird in feinere Stützpunkte unterteilt. Die Stützpunkte
werden als Führungsgrößen an die Achsregelung weitergegeben.
