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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.
List of contents
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.
