TA.BA_PT+AUT Maschinentechnik

Belastungen -> Verformungen von Bauteilen, Verlagerungen von Baugruppen -> Lagezuordnung Werkzeug – Werkstück -> Auswirkung auf das Arbeitsergebnis bzw. die Arbeitsgenauigkeit

Hallenklima

1. Vertikale / horizontale Temperaturverteilung
2. Temperaturschwankungen (Tag / Nacht, Klimaanlagen)
3. Luftströmungen (Gebläse)

Direkter Strahlen einfluss

1. Sonne
2. Heizkörper
3. Benachbarte Anlagen 

Wärmesenken

1. Fundamente
2. Geöffnete Hallentore, Fenster

Antriebsverluste

1. Lager
2. Getriebe, Kupplungen
3. Motoren, Pumpen
4. Führungen
5. Hydrauliksystem

Zerspannungswärme

1. Werkzeug
2. Werkstück
3. Späne
4. Kühlschmiermittel

Konstruktive Massnahmen

1. Verringerung der Wärmequellen
   zB. Wärmequellen ausserhalb der Maschine (Hydraulik, Kühlmittelpumpen)
2. Verringerung der Auswirkungen
   zB. thermisch optimierte Konstruktion, Werkstoffauswahl

Kompensatorische Massnahmen

1. Mit Eingriff in den Energiehauslhalt
   zB. geregelte Kühlung
2. ohne Eingriff in den Energiehaushalt
   zB. Entwicklung von Kompensationsalgorithmen

Umgebungseinfluss

1. konstante Raumtemperatur

ca. 30% ??

Softwaretechnische Kompensation der fehlerhaften Maschinengeometrie, wie zB.:

1. Umkehrspiel
2. Spindelsteigungsfehler
3. Schiefe und/oder kippende Achsen
4. Thermische Ausdehnung

• Prozessmonitoring ist die gemeinsame, andauernde Überwachung einzelner Aktivitäten, die in zeitlich, logischer Abfolge in einem gewissen Geschäftskontext (Prozess) einen Wert erbringen.
• Monitoring ist ein Überbegriff für alle Arten der unmittelbaren systematischen Erfassung (Protokollierung), Beobachtung oder Überwachung eines Vorgangs oder Prozesses mittels technischer Hilfsmitte (zB. Langzeit-EKG) oder anderen Beobachtungssysteme. Dabei ist die wiederholte regelmässige Durchführung ein zentrales Element der jeweiligen Untersuchungsprogramme, um anhand von Ergebnisvergleichen Schlussfolgerungen ziehen zu können. Eine Funktion des Monitorings besteht darin, bei einem beobachteten Ablauf bzw. Prozess steuernd einzugreifen, sofern dieser nicht den gewünschten Verlauf nimmt bzw. bestimmte Schwellwerte unter- bzw. überschritten sind (siehe auch Regelungstechnik). Monitoring ist deshalb ein Sondertyp des Protokollierens.

Das Null-Punkt-Spannsystem erlaubt einen sekundenschnellen Wechsel für Paletten, Vorrichtungen, Schraubstöcke oder Werkstücke mit einem genau definierten Nullpunkt.

Mit welcher Strategie / Arbeitsablauf ein Werkstück gefertigt wird, zB. Impeller

• Schruppbearbeitung nur mit 3-Achsen und schliessen Simultan oder
• Bereits beim Schruppen Simultan

• Werkzeug nicht korrekt definiert oder ausgemessen
• Werkzeug verschleiss
• Verschweissen bei Bearbeitung ohne Kühlung
• Spänestau, mangelhaftes Abführen von Spänen

• Vibrationen bei hohen Drehzahlen (Unwucht)
• Massabweichungen infolge Unwucht

Bei Führungen, Lagern und Spindeln wird mit einem Sperrluftsystem gearbeitet, damit keine Fremdpartikel auf die genannten Bauteile kommen. Es besteht an diesen Stellen einen leichten Überdruck, wie bei einem Reinraum.

Bei Bewegungen in der vertikalen Richtung erfolgen Erdanziehungskräfte auf die Achse, was zu einer Reduktion der Genauigkeit führt. Damit dies nicht passiert, werden die Achsen auf Pneumatikzylindern abgestützt, welche das Gewicht der Achse übernehmen. Somit könnte man diese mit dem Finger in vertikaler Richtung bewegen.

Die Wuchtgüte gibt im eigentlichen Sinne den Abstand des Schwerpunktes zur Rotationsachse an. Sie bedeutet wie viel Gramm im Abstand von 1mm zur Rotationsachse pro Kilogramm Werkzeugmasse verschoben sind.

Nein, das Gesamtsystem muss für die gewünschte Drehzahl ausgewuchtet sein. Somit betrifft das Wuchten auch die Werkzeughalter und allenfalls auch die Spindel.

Bettformen

• Flachbett
• Schrägbett
• Frontbett
• Ständer

Relative Lage zwischen Werkzeug und Werkstück

• Spindel parallel zum Fundament
• Spindel senkrecht zum Fundament

1. Vierbahnenbett ist möglich (keine Kollision)
2. Führungsbahnen sind komplett abgedeckt
3. Späneabfuhr ist ohne Problem möglich
4. Reitstockausführung ist wesentlich stabiler
5. Einsatz von Lünetten ist möglich
6. Gute Ergonomie

Grundsätzlich unterscheiden sich die beiden Bauarten nur durch die Spindelausrichtung von horizontal auf vertikal.         

1. Fräsmaschine:
   Durch die horizontale Ausrichtung in Zusammenarbeit mit einem Drehtisch, sind 4 Seitenbearbeitungen möglich. Bei vertikaler Bauweise jedoch meist nur eine Seite.
2. Drehmaschine,
   Horizontal: Optimale Späneabfuhr möglich und meist gute Ergonomie,
   Vertikal: Bearbeitung von sehr grossen und schweren Bauteilen ist möglich

Die Kreuzbettbauweise eignet sich sehr gut für massive Werkstücke, somit muss die schwere Masse nur bei einer Achse bewegt werden.

1. Maschinenbett
2. Maschinenständer (I-Achse)
3. Hauptspindelmotor
4. Getriebe
5. Spindelträger (Y-Achse)
6. Rundschalttisch (X-Achse)
7. Palettenwechsler
8. Werkzeugwechsler und Magazin
9. Spritzschutzeinrichtung
10. Kühlmitteleinrichtung

+ Vorteil: Höhere Steifigkeit des Gestells

+ Vorteil: Steife und genauere Führung des Werkzeugs im Umformprozess

- Nachteil: weniger gute Zugänglichkeit

Pressen und Fräsmaschinen mittlerer Baugrösse.

+ Vorteile:

1. Gross- und Sondermaschinen möglich
2. Hochfeste Gestelle und somit geringe Strukturquerschnitte
3. Geeignet für Hochgeschwindigkeitszentren

- Nachteile:

1. Geringe Schwingungsdämpfung
2. Verzug und Belastung des Materiales beim Schweissen

Eine Basismaschine (NC) mit folgenden Zusätzen:

1. Automatisierter Werkstückwechsel
2. Automatisierter Werkzeugwechsel
3. Mehrseitenbearbeitung
4. Programmspeicher

Eine Maschine welche z.B. ein ganzes Wochenende verschiedene Paletten bzw. Aufträge ohne Bediener abarbeiten kann

Ein Bearbeitungszentrum mit folgenden Zusätzen:

1. Werkstück- oder Palettenspeicher
2. Erweiterter Werkzeugspeicher
3. Be- und Entladeeinrichtung
4. Rechneranbindung
5. Überwachungseinrichtungen
6. Integrierte Messeinrichtung

Fertigungszellen mit folgenden Zusaätzen

1. Mehrmaschinenkonzept
2. Werkzeugtransporteinrichtung
3. Werkstück-Verkettung
4. Werkzeug-Logistik
5. Automatische Fertigungssteuerung über DNC und Leitrechner

Ein Bearbeitungszentrum ist eine Basismaschine (NC) mit folgenden Zusätzen:

1. Automatisierter Werkstückwechsel
2. Automatisierter Werkzeugwechsel
3. Mehrseitenbearbeitung
4. Programmspeicher

• Die Werkzeugwechselzeit ist ein Mass für die Schnelligkeit des Werkzeugwechslers.
• Span-zu-Span-Zeit: Wie lange dauert es von meiner Bearbeitungsposition XYZ am Werkstück mit laufender Spindel, Kühlmittel, … bis ich mit dem neuen Werkzeug wieder an dieser Position bin und Bearbeiten kann. Quasi von Ende des Spanens bis zum Neubeginn.

Werkstofftechnische Anforderungen

1. Festigkeit (Streckgrenze, Dauerfestigkeit) à Sicherheit gegen plastische Verformung und Bruch
2. Spezifisches Gewicht à Masseverteilung, statisches und dynamisches Verhalten, Beschleunigungsverhalten
3. Elastizitätsmodul, Gleitmodul à statisches und dynamische Verhalten
4. Materialdämpfung à dynamisches Verhalten
5. Reibwerte, Härte à Reibungs- und Verschleissverhalten in den Gleitzonen
6. Eigenspannungen, Kriechen, Relaxation à Langzeitgeometriekonstanz
7. Thermischer Ausdehnungskoeffizient, spezifische Wärme, Wärmeübergangszahl à thermoelastisches Verhalten

Fertigungstechnische Anforderungen:

1. Bearbeitbarkeit
2. Schweiss- und Giessfähigkeit

Wirtschaftliche Anforderungen

1. Materialkosten
2. Wirtschaftliche Fertigung