211

Regelungstechnik ist eine Ingenieur-wissenschaft, die für viele technische Pro-zessabläufe benötigt wird. Das besagt be-reits, dass dieses Thema mit Mathematik und Formeln verbunden ist. In diesem Ka-pitel sollen jedoch nur die funktionellen Zusammenhänge der Regelungstechnik er-läutert werden. In der CNC-Technik han-delt es sich dabei in erster Linie um die Regelung von Spindeldrehzahl und Bewe-gungen der NC-Achsen.

Die prinzipielle Grundstruktur eines Standard-Regelkreises zeigt Bild 1.1.

Bild 1.2 zeigt die Sprungantwort, d. h. die Reaktion der Spindeldrehzahl auf eine sprungförmige Sollwertänderung, und zwar links einer nicht optimierten und rechts einer optimierten Reglereinstellung. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Kurve der optimierten Reglereinstellung dem Soll-wert (blau) wesentlich schneller und ge-nauer folgt als die der nicht optimierten Einstellung.

Beim Abgleich der Reglereinstellung widersprechen sich meistens zwei Forde-

Antriebsregelung für CNC-Werkzeug-maschinenHans B. Kief, Jan Meyer

1.1 Definition

Die Begriffe Steuerung und Regelung wer-den fälschlicherweise oft synonym verwen-det. Eine Steuerung gibt lediglich Werte vor, ohne den Ist-Zustand zu prüfen. Beim Einwirken von Störungen werden diese nicht erkannt und es entstehen Abwei-chungen von der gewünschten Sollgröße. Daraus würden bei der NC-Bearbeitung Un-genauigkeiten am Werkstück entstehen. Da aber die vorgegebenen Werte möglichst exakt eingehalten werden müssen, ist die Regelung von Vorschubgeschwindigkeit und Spindeldrehzahl bei CNC-Maschinen unverzichtbar.Regelung bezeichnet explizit einen ge-

schlossenen Informationskreislauf, bei dem der Istwert der Regelgröße zurückge-führt und mit dem Sollwert verglichen wird. Aus der Regeldifferenz und der Reg-lerverstärkung ergibt sich die Stellgröße, mit dessen Hilfe die Regelgröße (z. B. Dreh-zahl oder Position) erreicht bzw. eingehal-ten werden soll.

Die exakte Führung der von einer CNC berechneten Werkzeugbahn in Kombination

mit der Spindeldrehzahl sind die wichtigsten Funktionen zur Erzeugung maßhaltiger

Werkstücke. Dazu muss auch bei simultaner Bewegung von 2, 3 oder mehr NC-Ach-

sen die programmierte Schnittgeschwindigkeit am Werkstück exakt eingehalten

werden. Die während der Bearbeitung oft wechselnden Schnittkräfte sind Störein-

flüsse, die schnell ausgeregelt werden müssen. Dieses exakte und stabile Einhalten

der programmierten Positions- und Geschwindigkeitswerte ist Aufgabe einer präzisen

und dynamischen Regelung der Antriebe.

1

212

212 Teil 3 Elektrische Antriebe für CNC-Werkzeugmaschinen

Bild 1.1: Standard-Blockdiagramm. In einem Drehzahl-Regelkreis bedeuten die Bezeichnungen:Führungsgröße = Drehzahl-SollwertRegelabweichung = Soll-Istwert-DifferenzStellgröße = Sollwert für das Stellglied (Verstärker)Regelstrecke = Servomotor + MechanikStörgröße = z. B. BelastungsänderungenRegelgröße = DrehzahlMessglied = DrehzahlmessgerätRückführung = Drehzahl-Istwert

Bild 1.2: Sprungantworten (dynamisches Verhalten) einer drehzahlgeregelten Hauptspindel, links mit Regler-Standardwerten, rechts mit optimierten Reglereinstellungen. Blau: Sollwert, rot: Istwert.

Führungsgröße

w(t)

Regelabweichung

e(t)

Stellgröße

(allgemein)

u(t)

Stellgröße

us(t)

Störgröße

d(t)

Regelgröße

y(t)

Rückführung

ym(t)

Regler StellgliedRegel-

strecke

Mess-

glied

0 1,0 2,0 3,0 4,00,5 5,01,5 2,5 3,5 4,5

Drehzahl-Istwert

in min-1

3000

2000

1000

Zeit

in ms 0 1,0 2,0 3,0 4,00,5 5,01,5 2,5 3,5 4,5

Drehzahl-Istwert

in min-1

3000

2000

1000

Zeit

in ms

rungen, nämlich die Solldrehzahl in kür-zester Zeit zu erreichen, jedoch ohne Überschwingen. Dies könnte bei einer spanenden Bearbeitung zu unerwünsch-tem Materialabtrag und Fehlern am Werkstück führen.

1.2 Achsmechanik

Um die Funktionsweise der Antriebsrege-lung einer NC-Achse zu erläutern betrach-ten wir zunächst die Achs-Mechanik. Ver-einfacht ergibt sich der mechanische Aufbau einer Achse wie in Bild 1.3 darge-stellt.

213

1 Antriebsregelung für CNC-Werkzeug maschinen 213

Jede NC-Achse ist aus verschiedenen Komponenten aufgebaut, wie z. B. Motor, Kupplung, Getriebe, Kugelumlaufspindel. Diese haben bei unterschiedlichen Maschi-nen unterschiedliche mechanische Eigen-schaften, die wiederum im Zusammenspiel das dynamische Verhalten der Achse (Träg-heitsmoment, Resonanzen, Reibung . . .) be-stimmen.

Um eine bestmögliche Bewegungsfüh-rung zu erreichen, d. h. die Achse bei hoher Dynamik präzise entlang einer program-mierten Werkstückkontur zu führen, ist es erforderlich, die Regler der Steuerung an die aktuelle Mechanik anzupassen und die Reglereinstellung anlagenspezifisch zu op-timieren.

Als nächstes soll die Erzeugung der Soll-werte, d. h. die von der CNC vorgegebenen Positionswerte, betrachtet werden. Diese werden durch das NC-Programm bestimmt, denn dort werden Bahn-Vorschübe und die Kontur des Werkstücks definiert. Hieraus errechnet die CNC fortlaufend Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungs-werte für jede der beteiligten Achsen. Zu-sätzlich wird die Einhaltung gewisser Gren-zen sichergestellt: Stellglied und Motor sind für eine begrenzte Stromstärke ausge-legt, die Mechanik für eine Belastung mit einer maximal zulässigen Kraft bzw. Dreh-moment. Diese Grenzwerte bestimmen die

zulässige Beschleunigung. Damit soll si-chergestellt werden, dass weniger Schwin-gungen der Mechanik entstehen und das Ruckverhalten, d. h. die Beschleunigungs-änderung, begrenzt wird. Die von der CNC errechneten Positions- und Geschwindig-keitswerte werden unter Beachtung dieser Grenzwerte in Form von fortlaufenden Soll-werten als Führungsgröße an die An-triebs-Regelung ausgegeben.

1.3 Analoge Regelung

Um eine hochdynamische, präzise Bewe-gungsregelung bei CNC-Maschinen zu rea-lisieren ist eine relativ komplexe Regler-struktur erforderlich, die im Folgenden vereinfacht erläutert werden soll (Bild 1.4).

Wichtigste Aufgabe der Positionsrege-lung ist, mit einer entsprechenden Motor-drehzahl eine programmierte Position möglichst schnell zu erreichen und zu sta-bilisieren, oder einer berechneten Bahn-kurve präzise zu folgen. Die erreichten Lage-Istwerte werden ständig durch ein Messsystem kontrolliert. In der CNC wird die tatsächliche Position (Istwert) mit der errechneten Position (Sollwert) vergli-chen. Aus der Differenz ergibt sich der Drehzahlsollwert. Der Drehzahl-Regler „regelt“ diesen Vorgang ständig, um alle Drehzahl-Sollwerte genau einzuhalten.

Bild 1.3: Vereinfachter mechanischer Aufbau einer Maschinenachse.

214

214 Teil 3 Elektrische Antriebe für CNC-Werkzeugmaschinen

Um für alle Servomotoren Position und Drehzahl gleichzeitig zu regeln, bedient man sich des Konzepts geschachtelter Re-gelschleifen, auch als kaskadierte Regel-kreise bezeichnet (Bild 1.4). Somit ist es einfacher, die Sollwerte und die Regler der einzelnen Regelkreise getrennt voneinan-der optimal einzustellen.

Bei CNC-Maschinen ist der Lageregel-kreis die wichtigste, äußerste Struktur. Die Drehzahlregelschleife folgt als nächstes, sie wird vom Ausgang des Lagereglers (= Regelabweichung) der CNC gespeist. Das bedeutet, dass der Stromregler seinen Soll-wert vom Drehzahlregler erhält. Somit lässt sich eine Drehzahl einstellen, ohne dabei explizit den Strom vorher berechnen zu müssen. Die erforderliche Stromstärke ergibt sich dann aus den kaskadierten Reg-lerkreisen. Die Rückführung des Stromist-wertes übernimmt hierbei auch die wich-tige Aufgabe der Strombegrenzung für den Motor, um die vorgegebenen Grenz-werte für Drehmoment und Erwärmung nicht zu überschreiten.

Die beschriebenen Strukturen eines kaska dierten Regelkreises sind deutlich er-kennbar: Lageregler, Drehzahlregler, Strom-regler.

1.4  Analoge vs. Digitale Regelung

Bild 1.5 zeigt die vereinfachte Struktur ei-nes digitalen Regelkreises. Am Beginn der Wirkkette steht wieder die CNC. In deren Interpolator wird die Geometrie des zu fer-tigenden Werkstücks in einzelne mathema-tisch definierte Abschnitte bzw. in lineare Polygonzüge pro Achse zerlegt und einzu-haltende Begrenzungen bei der Sollwert-Berechnung berücksichtigt. Vom Interpola-tor werden in der numerischen Steuerung zyklisch und in gleichbleibenden, kurzen Zeitabständen die Lagesollwerte für jede Maschinenachse errechnet.

Es folgen noch Filter für die Einhaltung von Toleranzen, Maximalgeschwindigkeit, Beschleunigung und Ruck, sowie einige Lagesollwert-Filter, die u. a. der Minimie-rung des Schleppabstands der an einer Bahn beteiligten Achsen dienen (Bild 1.9). Der sich daraus ergebende fortlaufende Lage sollwert wird ständig in den Regel-kreis eingespeist.

Numerische Steuerungen und Antriebs-technik haben in den vergangenen Jahren einen hohen Leistungsstandard erreicht. Lange Zeit stand nur eine international ge-

Bild 1.4: Analoge Positionsregelung eines Servoantriebs mit überlagerten (kaskadierten) Regel-kreisen für Motorstrom, Drehzahl und Position. Für einen Synchron-Motor käme noch ein wei-terer Regelkreis für die „elektronische Kommutierung“ hinzu.

Lageistwert

Strom-

regler

Stellglied

Stromistwert

DrehzahlistwertG

Positions-

Istwert

Positions-

Sollwert

CNC

Direktes

Positions-

Messsystem

M

e(t)

u(t)

I

P

D

215

1 Antriebsregelung für CNC-Werkzeug maschinen 215

normte, analoge ± 10 Volt Antriebsschnitt-stelle zur Steuerung der Antriebe zur Ver-fügung. Deshalb wurden noch bis vor einigen Jahren Antriebsregelungen vorwie-gend mittels der analogen Schnittstellen realisiert. Heute geschieht dies vorzugs-weise digital. Hierbei übernimmt ein Mik-rocontroller die Aufgaben des digitalen Reglers. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Regler sehr viel flexibler konfigu-rierbar und weniger anfällig für Störungen sind. Zudem lassen sich die einzelnen Re-gelkreise automatisch aufeinander abstim-men. Auch die Istwerte werden heute digi-tal zurückgeführt und direkt verarbeitet, sodass D/A-Umsetzer entfallen.

Der theoretische Nachteil digitaler Re-gelkreise ist, dass kein kontinuierlicher Signal fluss mehr erfolgt, sondern alle Messwerte gleichzeitig „abgetastet“ wer-den müssen. Die Häufigkeit der Abtastung, d. h. die Abtastfrequenz bestimmt hierbei die Reglerdynamik. Je höher die Abtast-frequenz, desto präziser ist die Regelgüte. Durch die hohe Leistungsfähigkeit der Pro-zessoren lässt sich ein insgesamt sehr viel besseres Regelkreisverhalten erzielen als bei analogen Antrieben.

Aus dem Wirkschaltbild (Bild 1.5) eines typischen digitalen Regelkreises geht her-vor, dass das Leistungs-Stellglied und die Regelstrecke (der AC-Servomotor) weiter-

hin mit analogen Signalen arbeiten könn-ten. Lediglich der Mikrocontroller über-nimmt die Aufgabe eines digitalen Reglers, indem er einen programmierten Regelalgo-rithmus ausführt. Dazu gehören auch An-weisungen, die das Einlesen der Messwerte steuern und die berechneten Stellgrößen wieder ausgeben. Das alles kann nur perio-disch mit der Abtastfrequenz und gleich-zeitig für alle Messwerte wiederholt wer-den.

1.5  Digitale intelligente Antriebstechnik

Die gesamte Signalverarbeitung eines digi-talen intelligenten Antriebs kann heute mit einem Mikrocontroller erfolgen (Bild 1.6). Dieser kann nicht nur die herkömmliche Drehmoment- und Geschwindigkeitsrege-lung übernehmen. Ohne zusätzlichen Auf-wand können auch die Feininterpolation und die Lageregelung mit extrem kurzen Zykluszeiten und mit höchster Präzision im digitalen Regler erfolgen. Im Vergleich zur herkömmlichen analogen Lagerege-lung in der CNC werden dabei deutlich hö-here Genauigkeiten erzielt, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten. Die Fein-inter polation sichert dagegen bei niedrigen Vorschüben eine ruckfreie, gleichmäßige Bewegung. Die Nutzung dieser Möglichkei-

Bild 1.5: Vereinfachte Reglerstruktur eines digitalen Achsantriebs. Der digitale Teil des Reglers befindet sich innerhalb der gestri-chelt umrandeten Flä-che. Alle anderen Teile funktionieren weiter-hin analog oder in neueren Regelkreisen ebenfalls digital.

Istwert, digital

Störgrößen

Regel-

strecke

Mess-

geber

Stellglied

Microcontroller

Digitaler

Regler

CNC

Führungsgröße,

digital

Digitaler Teil

Sollwert,

digital

216

216 Teil 3 Elektrische Antriebe für CNC-Werkzeugmaschinen

ten bringt außerdem Kostenreduzierungen durch Vereinfachung der CNC-Hardware und Einsparung von Verkabelung.

Diese Vorteile lassen sich allerdings nur über eine geeignete digitale Schnittstelle zur Steuerung erreichen. Da CNC-Maschi-nen meistens über mehrere Regelkreise für die NC-Achsen und die Hauptspindel verfü-gen, ist eine Anbindung aller Regler über ein leistungsfähiges Bussystem unum-gänglich (Bild 1.6). Beispielhaft seien hier SERCOSinterface oder ProfiNet erwähnt. Sercos III, die dritte Generation, und Profi-Net können fast beliebig viele Antriebe mit der Steuerung verbinden.

Digitale Antriebe arbeiten zyklisch bei der Soll- und Istwert-Übertragung. Diese Daten müssen in jedem Interpolationszyk-lus der Steuerung mit allen Antrieben gleichzeitig aktualisiert werden, um eine

präzis aufeinander abgestimmte Drehzahl-regelung mehrerer NC-Achsen zu ermög-lichen. Diese ist erforderlich, um z. B. beim Fräsen komplexer Bahnen oder Flächen die vorgegebenen Toleranzen einzuhalten. Die Zeitpunkte, zu denen die Lage-Istwerte er-fasst werden und die Zeitpunkte, zu denen die Sollwerte im Antrieb wirksam werden, sind für die präzise Koordination der Ach-sen ebenso bedeutend wie die Genauigkeit der interpolierten Lagesollwerte und die Messgenauigkeit.

1.6  Reglertypen und Regelverhalten (Bild 1.7 und 1.8)

Grundsätzlich werden bei Servoantrieben drei verschiedene Reglertypen mit unter-schiedlichen Regelverhalten eingesetzt:

Bild 1.6: Anbindung mehrerer digitaler Regelkreise über SERCOSinterface an die CNC.Die Antriebsregler (Drive Micro Controller) übernehmen die Funktionen Geschwindigkeitsrege-lung mit Feininterpolation bei niedrigen Geschwindigkeiten, Feldschwächungsbereich des Stators (bei Asynchron-Motoren) und die hochauflösende Positionsmessung für die Feininter-polation. (Quelle: Sercos)

M 3~

SERCOS

Interface

Micro-Controller

Fine-Interpolation &

Position Control

Velocity Control

High Resolution

Position Interface

Field Orientation

Stator Current

Control

SERCOS

Interface M 3~

SERCOS

Interface

Micro-Controller

Fine-Interpolation &

Position Control

Velocity Control

High Resolution

Position Interface

Field Orientation

Stator Current

Control

M 3~

Micro-Controller

M 3~

SERCOS

Interface

Micro-Controller

Fine-Interpolation &

Position Control

Velocity Control

High Resolution

Position Interface

Field Orientation

Stator Current

Control

M 3~

SERCOS

Interface

Micro-Controller

Fine-Interpolation &

Position Control

Velocity Control

High Resolution

Position Interface

Field Orientation

Stator Current

Control

CNC

217

1 Antriebsregelung für CNC-Werkzeug maschinen 217

■ P-Regler, auch Pro portionalregler ge-nannt. Der Eingang dieses Reglers wird mit der konstanten Reglerverstärkung (KP) multipliziert und am Ausgang aus-gegeben, d. h. die Ausgangsgröße y folgt der Eingangsgröße u proportional.

K

u y

Vorteil: Sehr schnelle Reaktion auf die am Eingang anliegende Regeldifferenz aus Ist- und Sollwert. Nachteil: Kaum Einfluss auf sehr kleine Regeldifferenzen, d. h. es muss rein phy-sikalisch immer ein Regelfehler beste-hen bleiben, da bei einer Regeldifferenz „Null“ kein Ausgangssignal mehr vor-handen wäre.

■ I-Regler, auch integrierender Regler genannt. Der Eingang wird über die Zeit interpoliert und mit der Nachstellzeit (TN) gewichtet am Ausgang ausgegeben. Je länger eine Regeldifferenz anliegt, umso höher steigt der Ausgangswert. Damit erfasst der Regler auch den zurücklie-genden Verlauf der Regeldifferenz.

K

u y

Vorteil: Kein bleibender Regelfehler, d. h. der I-Regler sichert eine stationäre Genauigkeit. Nachteile: Kann Überschwingen der Regel größe auslösen. Wegen seiner ver-gleichsweise langsamen Reaktion wird der I-Regler nie alleine verwendet.

■ D-Regler, Differentialregler

Dieser Regler wird nur in Verbindung mit P- und I-Reglern eingesetzt. Er re-agiert nicht auf die Höhe der Regel-abweichung, sondern nur auf deren Ände rungsgeschwindigkeit und kann des halb nicht alleine regeln. D-Regler ge-ben bei Sollwert-Sprüngen einen kurzen Impuls, um Reaktions- und Aus regel zeit zu verkürzen.

K

u y

Vorteil: Verkürzt die AusregelzeitNachteil: Führt bei falscher Parametrie-rung zu Schwingungsverhalten.

■ Ein PID-Regler besteht aus einer Paral-lelschaltung eines P-, I- und D-Reglers und kombiniert als „Universalregler“ die Funktionen von P-, I- und D-Regler. Der P-Anteil „übernimmt“ das Ausregeln großer Abweichungen, der I-Anteil domi-

Bild 1.7: Links Parallelschaltung von P-, I- und D-Regler und rechts die Sprungantwort eines PID-Reglers

e(t)

u(t)

I

P

D Zeit (t)

u(t)

D-Anteil

I-Anteil

P-Anteil

218

218 Teil 3 Elektrische Antriebe für CNC-Werkzeugmaschinen

niert bei kleinen, noch bestehenden Ab-weichungen und garantiert, dass keine dauerhafte Regelabweichung bestehen bleibt. Der D-Regler sorgt für eine kür-zere Reaktionszeit.

Aus den Prinzip-Darstellungen geht nicht hervor, dass die Kennlinien jedes Reglers nicht nur bei positiven Sollwertsprüngen, sondern auch beim Abbremsen oder bei Drehrichtungsumkehr, d. h. bei negativen Sollwertsprüngen in gleicher Weise funk-tio nie ren müssen. Zum Abgleich der 3 Reglertypen auf die

Regelstrecke werden folgende Parameter-

werte optimiert (Bild 1.8):P-Regler: Der Verstärkungsfaktor p,

d. h. Ua/Ue bis zum Grenzwert von Ua

(± 10 Volt). Die Parametrierung dieses Reg-lers bestimmt maßgeblich den Kv-Faktor des Regelkreises und damit dessen Stabilität.I-Regler: Die Nachstell- oder Integra-

tions zeit, d. h. je größer diese Zeit, umso langsamer ändert sich der Ausgangswert Ua bis zum Grenzwert.D-Regler: Höhe bzw. Dauer des Impul-

ses (= Vorhaltezeit) in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit der Regel-abweichung. Dies bedeutet, dass langsame Sprünge von Ue einen niedrigen, kurzen Ausgangsimpuls Ua erzeugen, schnelle Ein-gangssprünge einen hohen, evtl. auch län-ger dauernden D-Impuls.

K

ue ua

Regler

Bild 1.8: Drehzahlregelung; Vergleich des zeitlichen Verhaltens mit verschiedenen Reglertypen.Bei einer sprunghaften Änderung der Eingangsspannung (Sollwert-Sprung) erzeugen die unter-schiedlichen Regler das jeweils dargestellte Verhalten der Drehzahl (= Sprungantwort der Regel-strecke).Der richtig parametrierte PID-Regler zeigt hierbei das ideale Ergebnis: Kürzeste Zeit ohne Über-schwingen.Regler ohne I-Anteil weisen eine bleibende Regelabweichung auf.(Quelle: Regelungstechnik – rn-wissen.de)

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 5,0

1,4

0,8

0,6

0,4

0,2

Sprungantwort

Zeit

4,0

1,0

1,2

4,5

I

PID

PD

PI

P

219

1 Antriebsregelung für CNC-Werkzeug maschinen 219

1.7  Kreisverstärkung und Kv-Faktor

Die Kreisverstärkung definiert in einem Standard-Regelkreis den Verstärkungs-

faktor, wie z. B. bei der Drehzahlregelung. Der Verstärkungsfaktor ist dimensionslos und wird definiert durch das Verhältnis Uist / Usoll bei geöffnetem Regelkreis am Soll- / Istwert-Vergleichspunkt.

Der Kv-Faktor dagegen definiert bei CNC-Maschinen die Vorschubgeschwindig-keit in m /min, bei der das Werkzeug einen Schleppabstand von 1 mm hat. Es ist im Prinzip ein Kennwert der dynamischen Ge-nauigkeit einer NC-Achse und wird ins-besondere durch die proportionale Regel-kreisverstärkung bestimmt.

Der Kv-Faktor ist folglich ein Maß für die Verstärkung im Positions-Regelkreis. Da-mit ist er auch ein Maß für die Steifigkeit

des Antriebs und die dynamische Ge-

nauigkeit der Maschine. Je genauer eine Kontur abgefahren werden soll, desto lang-samer muss bei gleichem Kv-Faktor die Be-wegung erfolgen. Soll bei gleicher Genau-igkeit die Kontur schneller abgefahren werden, muss der Kv-Faktor erhöht werden. Dazu muss die mechanische Belastbarkeit der Maschine bekannt sein, da ein zu gro-ßer Kv-Faktor zu Schwingungen im Regel-kreis und Instabilität des Antriebssystems führt, was sich wiederum negativ auf die Maschine und das Bearbeitungs ergebnis auswirkt.

Deutlicher als bei der Kreisverstärkung zeigt der Kv-Faktor einer NC-Achse direkt den Einfluss des Verstärkungsfaktors auf das Verhalten der NC-Achse.

Die Einheit ist:

Verfahrgeschwindigkeit in m/minKv = Schleppabstand in mm

Mithilfe des ermittelten Kv-Faktors lässt sich auch berechnen, wie groß die Posi-tionsabweichung bei einer bestimmten

Geschwindigkeit ist. Darf ein bestimmter Schleppabstand nicht überschritten wer-den, um die vorgegebenen Toleranzwerte bei der Bearbeitung des Werkstücks einzu-halten, dann kann über den bekannten Kv-Faktor die maximal zulässige Verfahrge-schwindigkeit berechnet werden.

Je größer der Kv-Faktor, desto schneller kann die CNC-Maschine Teile bearbeiten und die geforderten Genauigkeiten einhal-ten. Dies lässt sich am sichersten mit direk-ten Linearantrieben erreichen.

Durchschnittliche Kv-Werte bei CNC-Ma-schi nen liegen bei 1 bis 5 m/(min mm). In Verbindung mit direkten Linearantrie-ben können die Maximalwerte je nach Ma-schine bis 10 m/(min mm) erhöht werden.

Mit dem sog. Kreisformtest lässt sich die Bahngenauigkeit einer Werk zeug ma-schine überprüfen, der Kv-Faktor messen und falsch eingestellte Kv-Faktoren einzel-ner NC-Achsen erkennen und korrigieren.

1.8 Vorsteuerung

Da durch die Berechnungen des Bahn-In-terpolators der CNC bereits bekannt ist, mit welcher Drehzahl und mit welchem Dreh-moment die Positionen angefahren werden sollen, ist es möglich, den jeweils über-lagerten Regler für diese Größen zu um-gehen. Die berechneten Werte werden dann direkt auf den Ausgang der vorherge-henden Regler aufaddiert und somit als Sollwert für den nächsten Regler vorgege-ben. Dies bezeichnet man als Vorsteue-rung. Durch das Umgehen des überlager-ten Reglers wird die Zeit, die dieser für die Berechnung benötigt, eingespart. Somit wird der Sollwert früher an die Achse wei-tergegeben und der Schleppabstand schnel-ler reduziert (Bild 1.9).

220

220 Teil 3 Elektrische Antriebe für CNC-Werkzeugmaschinen

Zudem werden die Regler durch die Vor-steuerung entlastet, da sie nur noch Stö-rungen (d. h. nicht vermeidbare Einflüsse wie Reibung, Differenzen in den Werk-stückmassen, unterschiedliche Spannele-mente, etc.) ausregeln müssen. Damit ist eine Optimierung des Reglers auf die Besei-tigung von Störungen möglich, wodurch diese schneller ausgeregelt werden kön-nen. Dadurch wird das Positionierverhal-ten genauer.

In modernen Werkzeugmaschinen wer-den sowohl Drehzahl, als auch Drehmo-ment vorgesteuert.

1.9 Frequenzumrichter

Heutige CNC-Maschinen werden vorzugs-weise mit regelbaren Drehstrommotoren ausgerüstet, die im Vergleich mit anderen Servomotoren mehrere Vorteile bieten (siehe nachfolgende Kapitel).

Am normalen Drehstromnetz betriebene Synchron- und Asynchron-Motoren laufen nur mit ihrer Nenndrehzahl, d. h. bei 50 Hz Netzfrequenz je nach Ständerwicklung mit 3000, 1500 oder 1000 Umdrehungen pro Minute. Bei Asynchronmaschinen abzüg-lich der Schlupfdrehzahl. Eine Drehzahl-regelung ist nicht möglich. Das gelingt nur durch Änderung der Netzspannungsfre-quenz und ist Aufgabe eines Frequenzum-richters.

Frequenzumrichter sind rein elektroni-sche Geräte, die in sehr aufwändigen Schal-tungen und unter Einsatz moderner Hoch-spannungselektronik funktionieren. Ihre Aufgabe ist es, aus der 400/230 Volt Netz-spannung mit 50 Hz Netzfrequenz eine in der Frequenz und Amplitude regulier-

bare Wechselspannung zu erzeugen. Bei CNC-Maschinen dient diese Ausgangs-spannung des Frequenzumrichters zur Drehzahlregelung eines Drehstrom-Servo-

Bild 1.9: Digitaler intelligenter AC-Antriebsregler mit Profinet am Beispiel Sinunerik und Sina-mics-Antriebssystem, mit Vorsteuerung für Drehmoment (M) und Drehzahl (n). Quelle: Siemens.

AntriebCNC Digitaler intelligenter Antriebsregler

Inter-

polator

Filter

Glättung

Filter

Dynamik-

anpassung

Totzeit Symmetrie-

rung

Kv Sollwert-

filter

Drehzahl-

Sollwert-

filter

PI-

Drehzahl-

regler

Strom-

Sollwert-

filter

PI-

Strom-

regler

Motor

Vorsteuerung

(M oder n)

Stromistwert

Drehzahl-

istwertfilter 2

Drehzahl-

istwertfilter 1

Positionistwert

Lage

Sollwert

Drehzahl

Sollwert (b)

Drehmoment

Sollwert

221

1 Antriebsregelung für CNC-Werkzeug maschinen 221

antriebs einer NC-Achse oder der Haupt-spindel. Dazu müssen Frequenz und Amp-litude dieser Spannung je nach Drehzahl und Last präzise gesteuert bzw. geregelt werden.

Zum Betrieb von Synchron-Servo-

motoren ist noch ein zusätzlicher Feed-back-Eingang zur Erfassung der momenta-nen Winkelposition des Rotors mittels eines Drehgebers erforderlich. Mit diesem Feedback wird die elektronische „Kommu-tierung“, d. h. die Weiterschaltung des Drehfeldes, kontrolliert gesteuert. Gleich-zeitig wird auch verhindert, dass durch eine zu hohe Beschleunigung oder Überlast die Drehzahl „kippt“ und der Motor „außer Tritt fällt“, d. h. stehen bleibt.

Aufbau (Bild 1.10)

Im Prinzip bestehen Frequenzumrichter aus 4 Komponenten:

1. Einem Gleichrichter, der einen „Zwi-schenkreis“ mittels einer Gleichrichter-brücke mit Gleichstrom versorgt. Dazu werden Dioden, Thyristoren oder Tran-sistoren eingesetzt, die wegen ihrer hochfrequenten Schaltfähigkeit die An-forderungen einer Rückspeisung am besten erfüllen.

2. Dem Zwischenkreis, bestehend aus einem hochspannungsfesten Kondensa-tor, dessen Kapazität an die Ausgangs-leistung des Wechselrichters angepasst sein muss. Seine Aufgabe ist die Glät-tung der vom Gleichrichter erzeugten Gleichspannung. Mit Transistoren lässt sich auch eine variable Zwischenkreis-spannung erzeugen.

3. Einem Wechselrichter, der aus der Gleichspannung die dreiphasige Aus-gangsspannung in erforderlicher Höhe und Frequenz zur Drehzahlregelung des angeschlossenen Motors liefert. Dies ist das elektrotechnisch anspruchsvollste Teil, denn es muss den zu regelnden Mo-tor mit einem möglichst sinusförmigen Drehstrom versorgen und bei Synchron-motoren zusätzlich die momentane Win-kelstellung des Rotors exakt kennen und bei der Taktung berücksichtigen.

4. Der rechnergestützten Regelelektronik zur präzisen Steuerung der gesamten Umrichterelektronik, um die zur Dreh-zahlregelung des Servomotors erforder-liche Spannung und Frequenz so zu generieren, dass die von der CNC vorge-gebenen Drehzahl- oder Positionswerte exakt ausgeführt werden.

Bild 1.10: Schematischer, prinzipieller Aufbau eines Frequenzumrichters zur Drehzahlregelung von Drehstromsynchron- oder -asynchron-Motoren.

=

~

Gleichrichter,

Netzfilter

Wechsel-

richter

Zwischenkreis

Puffer

Netz

Regelelektronik

IstwertSollwert

Motor

G

M~

=

u v w

L1L2L3

809

 Stichwort verzeichnis 809

Stichwort verzeichnis

A

Ablaufsprache 190Abrasiv-Schneiden 349Abrichten von Schleifscheiben 304Abrichtgerät 305Abrichtwerkzeuge 304, 316Abrichtzyklen 305ABS-Kupplung 487, 491absolute Messung 76Absolutmaße 573Absolutmaßprogrammierung 573abstandscodierte Referenzmarken 77Achsantriebe 465Achsbezeichnung 63Achsen, asynchrone 119Achsen sperren 119Achsen, synchrone 122Achsen tauschen 124Achsmechanik 212Achsregelung 445Achsrichtung, positive 66Adaptive Control (AC) 143Adaptive Feed Control 143Adaptives Bearbeiten 637Adaptive Vorschubregelung 143Additive Fertigungsverfahren 373Additive Manufacturing 712AGV (Automated Guided Vehicles) 413angetriebene Werkzeuge 488angetriebene Werkzeugspindeln 354Ankratzen 583Anpassprogramm 117Anpass-Steuerungen 180Anpassteil 47Antriebe, analog/digital 240Antriebsleistung 259

Antriebsregelung 211Antriebsregler 228Antriebstechnik 215Anweisungsliste 190Anzeigen in CNC 160Apps 164Äquidistantenkorrektur 593Arbeiten von der Stange 107Arbeitsfeldbegrenzung 124AS 190Asynchrone Unterprogramme 124Asynchronmotor 233, 247, 249Aufspannplanung 644Ausbildung und Schulung 661Auslegerbohrmaschinen 326Ausspindelwerkzeuge 491Auswerteinheit 525Automated Guided Vehicles (AGV) 415Automatische Systemdiagnosen 125Automatisierung 48, 64

– flexible 458 – gleitende 448

AWL 189, 190

B

Bahnsteuerung 43, 284Bandsägen 328BDE/MDE 118Bearbeitungsstrategien 636Bearbeitungszentrum 101, 203, 279

– mehrspindliges 288Bedienung 52, 328Bedienungspersonal 345Betriebssystem 42, 117Bezugspunkte 581Bildschirm 160

810

810 Teil 8 Anhang

Big Data 159, 730Blindleistung 469Blindstrom 468, 469Blindstromanteil 466Blockzykluszeit 125, 150, 290Bohr-Gewindefräsverfahren 497Bohrmaschinen 202, 326Bohrstangen mit Feindreheinsätzen 492Bohrwerk 327Bohrzentren 326Bohrzyklen 284, 577Bohrzyklen G80 – G89 578Brennschneiden 334Bridge 696Bussysteme 459Busverbindungen 181

C

C-Achsbetrieb 251, 271C-Achse 297CAD 704CAD/CAM 566CAD/CAM-Systeme 717CAD-Daten 615CAE-So@ware 708CAM (Computer Aided Manufacturing) 704,

707, 718CAM-orientierte Geometrie-Manipulation

635CAP (Computer Aided Process Planning)

709CAPTO-Aufnahmen 487CA-Systeme 706CBN 484CFK-Werkstoffe 288Chip 525CIM 704Closed Loop-Technologie 69CNC 117

– Definition 117 – für Drehmaschinen 297 – für Messmaschinen 368 – für Sägemaschinen 329 – für Schleifmaschinen 304 – Grundfunktionen 117 – offene 166

– Preisentwicklung 170 – So@ware 117 – Sonderfunktionen 123 – Werkzeugmaschinen 279

CO2-Laser 331Codeträger 525Computer Aided Engineering 708Computer und NC 47Computerunterstützte Programmierung

613Containermanagement 743Cyber-Physical Systems (CPS) 730, 741

D

D-Regler 218Datenanreicherung 735Datenbus und Feldbus 181Dateneingabe 51Datenkommunikation mit CNC-Steuerungen

671Datenmodelle 635Datenschnittstellen 119Datenumwandlung 150Daten und Schnittstellen 646Diagnosefunktion 242Diagnose-So@ware 119Dialogführung 298Diamant 484Diamantrollenabrichtgerät 306Differentialregler 217Digitale Fertigung 715Digitale Produktentwicklung 710Digitalisierte Fertigung 49Digital Light Processing (DLP) 389Dimensionierung von Antrieben 254DIN 66025 565, 569, 571DIN 66217 64DIN/ISO-Programmierung 565Diodenlaser 333Direktantriebe 235direktes Messsystem 242DNC – Direct Numerical Control 669DNC – Distributed Numerical Control 52DNC-Schnittstelle 126DNC-System 49Doppelgreifer 105

811

 Stichwort verzeichnis 811

Doppelspindel-Bearbeitungszentren 283Drahtelektrode 345Dreh-Fräszentren 354, 486Drehgeber 70, 71Drehmaschinen 290Drehmoment 246, 258Dreh-Schleifzentren 359Drehspindel 270Drehstrom Synchronmotoren 251Dreh-Wälzfräszentren 361Drehzahlen 246Drehzahlregelung 222Drehzahlvorsteuerung 95Drehzahlwechsel 110Drehzentrum 356Drehzyklen 5813D-Bearbeitung 6323D-Drucken (3DP) 3853D-Messmaschine 3663D-Modelle 6383D-Simulation 5993-Finger-Regel 64Dry Run 127Durchhangfehlerkompensation 88DXF 514, 598, 634DXF-Konverter 598Dynamische Vorsteuerung 85

E

EBM (Electron Beam Melting) 382EB-Schweißen 348Echtzeit-Ethernet und SERCOS III 183Eckenverzögerung 141Effektivmoment 259Effektor 443Einbaumotoren 264Einfahren neuer Programme 659Einfluss der CNC 201Eingabegrafik 621Einrichtfunktionen 127Einsatz der CNC-Werkzeugmaschinen 52Einstechschleifprozess 307einstellbare Werkzeuge 491Einzelsatzbetrieb 129Elektronenstrahl-Maschinen 347Elektronischer Gewichtsausgleich 85, 95

elektronische Werkzeug-Identifikation 522Energiebilanz 466Energieeffizienz 119, 462Energiemanagement 746Energieverbrauch 464Erodiermaschine 345ERP 678, 734ERP-Lösung 521Erzeugungsrad 317Ethernet 181, 183, 240, 676Evolvente 310

F

F-Adresse 111Fabriknetz 404Fahrständerbauweise 281, 283Fahrständermaschine 328Faserlaser 332Fast-Ethernet 184Feature-Technik 639Feinbearbeitung von Bohrungen 491Feinverstellköpfe 493Feldschwächbereich 250Ferndiagnose 154Fernzugriff 158Fertigungsflexibilität 429Fertigungsplanung 434Fertigungsprinzipien 408Fertigungssimulation 648Fertigungssystem (FFS) 110FFS-Leitrechner 420Flachbettdrehmaschinen 290Flachschleifmaschine 299flexible Bearbeitungszelle 339flexible Fertigungslinien 401Flexible Fertigungssysteme 396flexible Fertigungszellen 110, 399Flurförderzeuge 415Formfräsen 310Formschleifen 310Formverfahren 310FRAME 141Fräs-Dreh-Bearbeitungszentrum 352Fräserradiuskorrektur 593Fräs-Laserzentrum 357Fräsmaschinen 203, 279

812

812 Teil 8 Anhang

Frässpindel 268, 486Fräszyklen 581Freiformflächen 632Freischneiden 120Frequenzumrichter 220, 224, 246Führungen 204, 3005-Achs-Maschinen 2845-Seiten-Bearbeitung 285Funkenerosionsmaschinen 344Funktionen der NC 117Funktionsplan 190FUP 189, 190Fused Deposition Modeling (FDM) 386

G

G54 … sG57 585Gantry-Achsen 65Gantrybauweise 279Gateway 696generative Fertigungsverfahren 378Geometriedaten 290geometrische Zuverlässigkeit eines

Werkzeugs 478Gewindebohren 144Gewindebohren ohne Ausgleichsfutter

144Gewindefräsen 144, 495Gewindeschneiden 298G-Funktionen 574G-Funktionen nach DIN 66025, Bl. 2 575Gleichrichter 221Gleichstrom-Servomotoren 232Gleitführungen 204Grafik 621Greifer 443Greifer-Wechselsysteme 443

H

Hakenmaschine 206Handeingabe 120Handeingabe-Steuerungen 613Handhabung 438Handshake 699Hardware 40Hardware-Schnittstellen 699

Hartfeinbearbeitung 315Hartfeinbearbeitungsmaschine 310Hart-Zerspanung 288Hauptantriebe 248Hauptspindel 264Hauptspindelantriebe 246, 260High-Performance-Cutting 288High Speed Cutting (HSC) 267, 486, 566Hilfsachsen 148Hilfsgrafik 621HMI (Human Machine Interface) 162Hobelkamm 312Hochgantrybauweise 281Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentrum

288, 289Hochleistungsbearbeitung 288Hochsprachenelemente 121Hohlscha@kegel 267, 486Honen 315HPC 288HSC 486, 616HSC-Bearbeitung 494HSK-Aufnahmen 486HUB 734Hüllschnittverfahren 310Human-Machine-Interface 403Hydraulik 465

I

IGES 377, 635Inbetriebnahme 241indirektes Messsystem 242Industrie 4.0 725, 739Industrieroboter 107, 438, 439, 441

– Aufbau 440 – Einsatzkriterien 458

Informationen 687inkrementale Messung 76Innengewindefräsen 495In-Prozess-Messen 146Integrierte Simulations-Systeme 659integrierte Werkzeugkataloge 515Interdisziplinarität 727Internet der Dinge 729, 741Interpolation 147, 246Interpolator 43

813

 Stichwort verzeichnis 813

IPC 179I-Regler 217

J

JT-Modell 639

K

Kalkulation 744Kanalstruktur 146Kantentaster 584Karussell-Drehmaschine 328Kassettenmagazine 102Kegelräder 316Kegelradfräsmaschinen 317Kegelradherstellung 310Keramik 484Kettenmagazin 102Kippmoment 250Kollisionserkennung, automatische 657Kollisionsüberwachung, dynamische 130Kollisionsvermeidung 127Kompensation 84

– beschleunigungsabhängiger Positions-abweichungen 97

– dynamischer Abweichungen 85, 95 – von Durchhang- und Winkligkeitsfehlern 85

Komplettbearbeitung 357Komplettwerkzeuge 481, 515Konsolbettbauweise 280Konsolständerbauweise 280, 282, 283Kontaktplan 190Koordinatenachsen 64Koordinatentransformation 354KOP 189, 190Körperschallaufnehmer 305Körperschallmessung 308Korrekturwerte 121Korrekturwerttabelle 286Kosten und Wirtscha@lichkeit von DNC 682Kreissägen 328Kreisverstärkung 219Kreuzbettbauweise 282Kreuzgittermessgerät 75Kreuztischbauweise 280, 282

Kugelgewindetriebe 70, 231Kühlmittel 207Kühlung/Schmierung 478Kurzklemmhalter 492Kv-Faktor 67, 219, 231, 242, 244, 262

L

Laderoboter 297Lageregelkreis 66, 68, 204, 214, 242Lageregelung 67Lageregler 67Lagersysteme 521Laminated Object Manufacturing (LOM) 389Langdrehmaschinen 291Längenmessgeräte 70, 76Längenmesssystem 231LAN – Local Area Networks 686Laserau@ragschweißen 390Laserbearbeitungsanlagen 330Laserbearbeitungsköpfe 334Laserbearbeitungsmaschine 341Lasersintern (LS) 381, 383Leistungsteile 228, 445Lesestation 525Lichtleitfaser 334Linearantriebe 239Linearinterpolation 151Linearmagazine 102Linearmaßstab 242Linearmotoren 81, 235, 237Linear- oder Geradeninterpolation 44Logbuch 678Look-Ahead-Funktion 290Losekompensation 85

M

M-Funktionen 570Makros 121Mantelfläche 488manuelle Betriebsart 133Maschinendatenerfassung 154Maschinenauswahl 408Maschinengestelle 203Maschinenmodell 652Maschinennullpunkt 583

814

814 Teil 8 Anhang

Maschinen-Parameterwerte 42maschinenseitige Aufnahmen 484Maschinenverkleidung 206Masken-Sintern (MS) 389Maßstabfaktor 146Maßstabfehler-Kompensation 146Master-Slave-Verfahren 693Materialanforderung 742MDE/BDE 684Mehrfach-Spannbrücke 285Mehrspindelautomaten 292MES (Manufacturing Execution System)

734, 735MES Pyramide 405Messen 364Messgeber 242messgesteuertes Schleifen 309Messköpfe 543Messmaschinen 364Messprotokoll 365, 540Messsteuergeräte 307Messsystem, direktes 468Messsystem, indirektes 231Messtaster 147, 365, 369, 535, 584Messuhr 584Messzyklen 146, 364, 539, 584Minimalmengenschmierung 266Mobile Computing 728Mockup 712modulare Werkzeugsysteme 490Montageroboter 442Motor 228, 232Motorgeber 231, 233Motorspindeln 249, 253, 265Multitasking-Maschinen 351, 370

N

Nachlauffehler 68, 153Nano- und Pico-Interpolation 147NC-Achsen 44NC-Hilfsachsen 148NC-Kern, virtueller 152NC-Programm 40, 49, 565NC-Programmiersysteme 630NC-Programmierung 47, 610NC-Programmverwaltung 677

NC-Simulation 655NC-Teileprogramm 567Nd:YAG-Laser 331Netzwerktechnik für DNC 675Nibbel-Prinzip 338Nick und Gear-Kompensation 85Nullpunkte 538, 581, 582Nullpunktverschiebung 545, 584NURBS 148, 290Nur-Lese-System 523

O

Offene Steuerungen 166Offenheit einer CNC 166Offset 121Open System Architecture 168

P

Palette 107Palettenpool 110Palettenspeicher 110Paletten-Umlaufsysteme 414Palettenwechsel 284Parallel-Achsen 65Parallelkinematik 203Parametrierung 222PDM (Product Data Management/Produkt-

datenmanagement) 710, 713PDM-Systeme 707Pick-Up-Drehmaschinen 290Pick-up-Verfahren 107, 309PID-Regler 217Planungsphase in der Serienfertigung 661Platzcodierung 106

– variable 106, 118PLC 178PLM (Product Lifecycle Management) 704,

710PMI (Product Manufacturing Information) 707Pneumatik 465Polarkoordinaten 121Portalfräsmaschinen 281Portalroboter 401Portal-Tischbauweise 281Position setzen 121

815

 Stichwort verzeichnis 815

Positionsregelung 213Postprozessor 49, 287, 614, 615, 645, 649Post Prozessor (PP) 566Preisbetrachtung 169Prismen-Aufnahme 487Probelauf 127Product Data Management 710, 713Product Lifecycle Management 710, 715Produktbaukasten 315Produktdatenmanagement 713Produktionsleitsysteme 396Produktionsnetzwerk 404Produktionsplanungssysteme 432Produktionsprozess 660Produkt-Lebenszyklusverwaltung 710Profilieren von Schleifscheiben 305Profilschleifen 315Profilschleifmaschine 306Programmänderung im laufenden Betrieb

660Programmgenerierung, automatische 451Programmieren von Drehmaschinen 298Programmieren von Messmaschinen 365Programmieren von Robotern 444, 449Programmieren von Schleifprozessen 305Programmier-So@ware 123Programmiersysteme 284, 305, 626Programmierung 49, 284

– werkstattorientierte 284, 298Programmnullpunkt 582Programmspeicher 191Programmtest 121, 128Programmverwaltung 677Proportionalregler 217Protokoll 694prozessnahe Messung 539Prozessregelung 535Prozesssteuerung 743Prozessüberwachung 179Prüfschärfensteuerung 746Pulsweiten-Modulation 224Punktsteuerungen 42

Q

Quadrantenfehler-Kompensation 85, 86

R

Rahmenständerbauweise 283Rapid Manufacturing 375Rapid Prototyping 374, 712Rapid Tooling 375Rattern 95Ratterunterdrückung 96Räumen 310Rechnereinheit 445Referenzpunkt 582Regeldifferenz 244Regelkreis 81Regelung 211Regelungstechnik 211Reglertypen 216Reibkompensation 85, 86Relativmaße 573Reset 122Revolver 101, 293, 487, 586RFID 525, 526RFID-Systeme 522, 527Roboter 107Roboterarm 441Robotersteuerung 443Rohrbiegemaschinen 343Rollenförderer 415rotierende Werkzeuge 480, 484Ruckbegrenzung (Slope) 122Rückzugsbolzen 486Rund- oder Schwenkachsen 65

S

Sachmerkmalleiste 482Safe Handling 447Safe Operation 446Safe Robot Technology 446Sägemaschinen 328Satz ausblenden 122Satz Vorlauf 122Säulenbohrmaschinen 326Scannen auf Messmaschinen 368Schälrad 312Schaltbefehle 40Schaltbefehle (M-Funktionen) 570Schaltfunktionen 100Scheibenlaser 331

816

816 Teil 8 Anhang

Scheinleistung 469Schleifbänder 303Schleifen 268

– unrunder Formen 306Schleifmaschinen 203, 298Schleifscheiben 303Schleifschnecken 316Schleifspindeln 269, 354Schleifwerkzeuge 303Schleifzyklen 305Schleppabstand 68Schleppfehler 68, 153Schleppfehler-Kompensation 94Schmelzschneiden 334Schneiderodieren 344, 345Schneidplatten 481Schneidrad 312Schneidstoff 483Schnittdaten 478Schnittgeschwindigkeit 288, 297, 478Schnittstellen 698Schnittwerte 516Schrägbettdrehmaschinen 290Schrägverzahnung 311, 313Schreib-Lese-System 523Schrittmotoren 233Schutzbereiche 129Schwenkachsen 286Schwenkbarer Drehtisch 285Semi Closed Loop 79Semi-Closed-Loop-Betrieb 75Senkerodieren 344, 346Sensoren 451SERCOS-Bus 181SERCOS III 185SERCOS interface 240Servoantriebe 465Servomotor 228, 230, 232Shi@en 314Sicherheitsfunktionen bei Robotern 446Sicherheitskonzepte, integrierte 136Sicherheitstechnik 136Simulation 122, 127, 128, 644, 648, 662,

712 – der Bearbeitung 284 – des Bearbeitungsablaufs 719

Simulationsgrafik 621

Simulation von FFS 429Sinterverfahren 378Smart Data 159Smarte Objekte 728Smart Factory 732, 739Social Media 727So@ware 42So@ware-Schnittstelle 123, 700Sonderwerkzeuge 497Späneförderer 207Spannfutter 269Spannmittel 653Spannvorrichtungen 411speicherprogrammierbare Anpasssteuerung

117speicherprogrammierbare Steuerung 177Spiegeln, Drehen, Verschieben 122Spindelantriebe 289Spindeldrehzahl 110Spindelmesstaster 541, 543, 544Spindelsteigungsfehlerkompensation 85,

243Spindelsteigungskompensation 86Spline 148, 151Spline-Interpolation 148, 151Splines 290Sprachumschaltung 151SPS 177, 179, 196, 369SPS, PLC 45Stangenbearbeitungszentrum 352Stanzkopf 339Stanz-Laser-Maschine 340Stanz- und Nibbelmaschinen 337stehende Werkzeuge 480, 486Steigungsfehler 70Steilkegel 486Steilkegelaufnahmen 267STEP 377, 634, 635STEP (ISO/IEC 10303) 150Stereolithografie (STL) 386Sternrevolver 488Steuerungen, offene 166Steuerungsarten 42Steuerungsnachbildung 650Stirnräder 310Stirnseitenbearbeitung 355STL 377

817

 Stichwort verzeichnis 817

Strahlführung 333Strahlquellen 330Strahlschmelzen 380, 382Streckensteuerungen 43Sublimierschneiden 334Swiss type Lathe 291Synchron-Linearmotoren 236Synchronmotoren 251, 252Synchron-Servoantriebe 233Synchron-Servomotor 225, 233Syntax und Semantik 570Systemdiagnosen 125

T

Tapping-Center 326Taster, messender 368Tastkopf 366Tauchfräsen (Plunging) 616Teach-In/Playback-Verfahren 611Teileprogramme 117Teilverfahren 310Temperaturfehler-Kompensation 118Temperaturkompensation 85, 89Tiefbohrmaschinen 326Token Passing 693Token-Prinzip 693Torquemotoren 81Touchbedientafeln 164Touch-Bedienung 161Trägheitsmoment 231Transferstraßen 400Transformation 587Transponder 527Transportsysteme 414trochoidale Bearbeitung 616Trockenbearbeitung 207, 288, 315Trockenlauf 127

U

Übertragungsgeschwindigkeit 695Übertragung von Daten 173Überwachung der Werkzeuge im Arbeits-

raum 522Umkehrspanne 69Umlenkspiegel 333

Umschlingungswinkel 616Universal-Rundschleifmaschine 299Unterprogramme 122

V

V.24-Schnittstelle 699VDI-Halter 487Verschleißkompensation 492Verstellkopf 492Vertikaldrehmaschinen 290, 291Vertikalmaschinen 279Verzahnmaschinen 203, 310Verzahnverfahren 310Vierquadrantenbetrieb 222Virtualisierung 728Virtuelle Maschine 651Voll Hartmetall 484Volumenkompensation (VCS) 85, 89Voreinstellgeräte 519Vorschub 478Vorschubantriebe 67, 228, 230, 251, 300,

369Vorschubbegrenzung 153Vorschubgeschwindigkeit 111Vorsteuerung 153, 219

W

Wälzfräsen 310 – von Zahnrädern 312

Wälzfräser 312Wälzfräsmaschinen 310, 313, 314Wälzführungen 204Wälzhobeln 313Wälz- oder Hüllschnittverfahren 310Wälzschleifen 310Wälzstoßen 310, 313Wartung 746Wasserstrahl-Schneidmaschinen 349Wechselrichter 221, 229Wegbedingungen (G-Funktionen) 574Weginformationen 63, 572Wegmesssysteme 369Weichvorbearbeitung 312Weltwirtscha@skrise 2009 31Wendeplatten 481, 484

818

818 Teil 8 Anhang

Wendeschneidplatten-Feinverstellung 492Wendespanner 285Werkrad 317Werkstattorientierte Programierung (WOP)

48Werkstückmesstaster 537Werkstückmessung 535Werkstücknullpunkt 582Werkstücktransportsysteme 410Werkstück- und Werkzeugwechsel 309Werkstückwechsel 107, 284Werkstück-Wechseleinrichtung 284Werkzeugaufnahmen 267, 503Werkzeugausgabe 744Werkzeugblatt 511Werkzeugbruch-Kontrolle 297Werkzeugbruch- und Standzeitüberwachung

118Werkzeuge 477, 643, 654

– angetriebene 105, 119Werkzeugerkennung 525Werkzeugidentifikation 105, 510Werkzeugklassifikation 483, 513Werkzeugkomponenten 513Werkzeugkorrektur 545, 591, 745Werkzeugkorrektur, 3-D 153Werkzeugkorrekturwerte 297Werkzeuglängenkorrektur 592Werkzeuglängenmessung 124Werkzeuglisten 517Werkzeuglogistik 520Werkzeugmaschine 155Werkzeugradiuskorrektur 592

Werkzeugrechner 525Werkzeugrevolver 101, 487Werkzeugschleifmaschine 299, 309Werkzeugspeicher 284Werkzeug-Standzeitüberwachung 297Werkzeugträgerbezugspunkt 586Werkzeugverwaltung (Tool Management)

286, 506Werkzeugvoreinstellung 518Werkzeugwechsel 101, 103, 130Werkzeugwechselpunkt 586Werkzeugwechsler 466Wiederanfahren an die Kontur 123Winkelkopf 489Winkligkeitsfehlerkompensation 88Wirbelfräsen (Trochoidales Fräsen) 143, 616Wirkleistung 469WLAN – Wireless Local Area Network 675WOP – Werkstattorientierte Programmie-

rung 284, 298Wuchtausgleich, dynamischer 494WZ-Ident-System 525

Z

Zirkular- oder Kreisinterpolation 44Zustandsüberwachung 154Zustellung 478Zwischenkreis 229Zwischenkreisspannung 249Zyklen 327, 565, 577Zykluszeit 185, 191Zylindermantelflächen 285

818 Teil 8 Anhang