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2011 | Buch

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Computerunterstützte Fertigung

Eine kompakte Einführung

verfasst von: Peter Hehenberger

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Das vorliegende Buch vermittelt die Grundlagen der Computerunterstützten Fertigung im Produktentwicklungsprozess und bietet einem breiten Leserkreis in kompakter und übersichtlicher Form einen Einstieg zu den Themen Fertigung, Werkzeugmaschinen, NC-CNC-Techniken, CAD/CAM-Prozessketten und Softwarewerkzeuge, Gestaltung und Management von Produktionsprozessen, Qualitätsmanagement in der Fertigung, Reverse Engineering und Rapid Prototyping. Angesprochen werden insbesondere Studierende von Universitäten und Fachhochschulen der Fachrichtungen Automatisierungstechnik, Mechatronik, Elektrotechnik, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieure sowie Ingenieure, die schnell einen Überblick zu der Problematik gewinnen wollen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung zur Computerunterstützten Fertigung

Zusammenfassaug

Die Bezeichnung „Computerunterstützte Fertigung CAD/CAM“ steht für den aktuellen Stand der modernen Fertigungstechnik. Dabei steht CAD für „Computer Aided Design“ und CAM für „Computer Aided Manufacturing“.

Peter Hehenberger

2. Fertigungstechni

Zusammenfassaug

Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Einteilung der Fertigungsverfahren. Neben den Aufgaben und Anforderungen an die Fertigungstechnik werden einige wichtige Grundbegriffe erläutert. Einen Schwerpunkt bilden dabei die spanenden Fertigungsverfahren sowie die Modellierung von Fertigungsprozessen. Es wird auf die Ziele und Anforderungen an die Modellbildung sowie die Klassifizierung von Prozessmodellen eingegangen. Anhand der Fertigungsverfahren Drehen und Fräsen werden Modelle für den Zerspanungsprozess und die entstehenden Kräfte erstellt. Den Abschluss bilden einige Beispielmodelle aus dem Bereich der Umformtechnik.

Peter Hehenberger

3. Werkzeugmaschinen

Zusammenfassaug

In diesem Kapitel wird ein Überblick über Eigenschaften und Aufbau von Werkzeugmaschinen gegeben. Die einzelnen Komponenten (Gestell, Führungen, Antriebe, Getriebe, Messsysteme, Spanneinrichtungen) und deren Ausführungsvarianten werden detailliert besprochen. Je nach Art des Formgebungsprozesses sind die Einsatzbedingungen und somit Anforderungen an Werkzeugmaschinen unterschiedlich. Es existiert eine Vielzahl von zum Teil sehr speziellen Bauarten und Auslegungsvarianten. Einige Beispiele zu Umformmaschinen und spanenden Werkzeugmaschinen werden dargestellt. Die genauere Betrachtung konzentriert sich auf Dreh-, Bohr- und Fräsmaschinen.

Peter Hehenberger

4. NC- und CNC-Technik und Programmierung

Zusammenfassaug

NC wurde aus der amerikanischen Fachsprache übernommen und steht als Abkürzung für „Numerical Control“ („Numerische Steuerung“), und bezeichnet ein Gerät zur Steuerung von Werkzeugmaschinen. CNC ist die Abkürzung für „Computerized Numerical Control“, oder übersetzt „Computerunterstützte Numerische Maschinensteuerung“. Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Entwicklung von NC-CNC-Techniken. Des Weiteren werden die einzelnen Komponenten NCSteuerung, NC-Programm und NC-Maschine erläutert. Weiters wird ein Überblick über den Aufbau eines NC-Programms gegeben. Dabei wird der prinzipielle Ablauf zur Erstellung eines NC-Programms besprochen. Dies beinhaltet unter anderem die Festlegung von Referenzpunkten bzw. die Berücksichtigung von Werkzeugkorrekturen. Die Umsetzung wird anhand von Beispielprogrammen aus den Bereichen Drehen und Fräsen gezeigt. Zum Abschluss werden neueste Entwicklungen wie Soft-CNC oder OpenSource-Lösungen diskutiert.

Peter Hehenberger

5. CAD/CAM-Prozesskette

Zusammenfassaug

In diesem Kapitel wird die Implementierung einer CAD/CAM-Prozesskette beschrieben. Dies beinhaltet einen Überblick über CAx-Systeme, welche beim rechnerunterstützten Konstruieren und Fertigen zur Anwendung kommen. Ausgangspunkt für die CAD/CAM-Kopplung bildet ein rechnerinternes (3D-)CAD-Modell, dessen Möglichkeiten der Modellierung bzw. rechnerinternen Abspeicherung genauer betrachtet werden. Zum Geometrieaustausch zwischen verschiedenen CAx- Werkzeugen steht eine Vielzahl von Schnittstellen zur Verfügung. Der Aufbau eines CAM-Modells und die Generierung des NC-Programms bilden einen Schwerpunkt in diesem Kapitel. Aktuelle Themenstellungen zu Automatisierungstendenzen runden es ab.

Peter Hehenberger

6. CAD/CAM-Systeme und Simulationstechnik

Zusammenfassaug

In diesem Kapitel wird ein Überblick über die Funktionalitäten von derzeit am Markt erhältlichen CAD/CAM-Systemen gegeben. Einen besonderen Stellwert nimmt die Problematik der Einführung von CAD/CAM-Systemen ein. Den zweiten Teil bildet die Anwendung von Simulationstechnik bei der rechnergestützten Fertigung. Neben der allgemeinen Motivation und Beschreibung der Konzepte wird verstärkt auf die Modellbeschreibung von Werkzeugmaschine, Werkzeug und Steuerung eingegangen. Die Möglichkeiten der NC-Codeoptimierung bei den einzelnen Bearbeitungen schließen diese Thematik ab.

Peter Hehenberger

7. Gestaltung und Management von Produktionsprozessen

Zusammenfassaug

Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Gestaltung und das Management von Produktionsprozessen. Neben allgemeinen Grundlagen zur Prozessgestaltung wird verstärkt auf die Rechnerunterstützung bei der Planung und Fertigung eingegangen. Der Aufbau von flexiblen Fertigungssystemen sowie der damit verbundenen Fertigungsleittechnik wird ebenfalls Rechnung getragen. Den Abschluss dieses Kapitels bilden aktuellen Themen wie Digitale Fabrik, Lean Production oder Digital Mock Up.

Peter Hehenberger

8. Qualitätsmanagement in der Fertigung

Zusammenfassaug

In diesem Kapitel wird ein Kurzüberblick über Qualitätsmanagement in der Fertigung gegeben. Dies beinhaltet einige Begriffsfestlegungen zu Qualität und Qualitätssicherung. Weiters wird ein Überblick über die verschiedenen Methoden, sowie deren Einsatzzeitpunkte in den einzelnen Produktentstehungsphasen gegeben. Den qualitätssichernden Maßnahmen während der Fertigung kommt eine wichtige Bedeutung zu. Dies umfasst die klassische Qualitätsprüfung, statistische Prozessregelung sowie Prozessfähigkeitsuntersuchungen und Instandhaltung. Weiters werden die sieben elementaren Qualitätswerkzeuge (Q7-Werkzeuge) nach Ishikawa angesprochen, sowie ein detaillierterer Überblick über Quality Function Deployment (QFD), Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) und die Six-Sigma-Methode gegeben.

Peter Hehenberger

9. Reverse Engineering und Rapid Prototyping

Zusammenfassaug

In diesem Kapitel werden die Charakteristiken von Reverse Engineering Techniken unter der Verwendung von Digitalisierungssystemen beschrieben. Die Einteilung der Digitalisierungssysteme in berührende und nicht berührende Verfahren bildet die Grundlage für die Beschreibung der einzelnen physikalischen Prinzipien. Die Flächenrückführung der gemessenen Punkte (Punktewolke) in ein 3DCAD-Modell wird genauer erläutert. Die Einteilung der Rapid Prototyping Verfahren sowie der Ablauf der Verfahrenskette bilden die Grundlage für die Beschreibung moderner Fertigungstechniken. Zum Abschluss werden die einzelnen Verfahrensvarianten genauer vorgestellt und deren Vor- und Nachteile diskutiert.

Peter Hehenberger

Backmatter

Titel: Computerunterstützte Fertigung
verfasst von: Peter Hehenberger
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-642-13475-3
Print ISBN: 978-3-642-13474-6
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-13475-3

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