Objektorientiert strukturiertes Programmiersystem für NC-Mehrschlittendrehmaschinen

117 Pages·1994·4.938 MB·German

by  Wolfgang Hofmeister (auth.)

ISW Forschung und Praxis
Berichte aus dem Institut für Steuerungstechnik
der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen
der Universität Stuttgart
Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. G. Pritschow
Band 102
Wolfgang Hofmeister
Objektorientiert strukturiertes
Programmiersystem für Ne
Mehrschlittendrehmaschinen
Springer-Verlag
Berlin Heidelberg GmbH 1994
ISBN 978-3-540-58367-7 ISBN 978-3-662-09033-6 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-09033-6
Dieses Werk isi urheberrechtlieh gesehfitzt. Die dadurch begrfindelen Rechle, ins
besandere die der Obersetzung, des Naehdrueks, des Vartrags, der Enlnahme van
Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung ader der Verviel
fâlligung auI anderen Wegen und der Speieherung in Datenverarbeilungsanlagen,
bleiben, aueh bei nur auszugsweiser Verwertung, varbehalten. Eine Verviellâlligung
dieses Werkes ader von Teilen dieses Werkes isi aueh im Einzellall nur in den
Grenzen der gesetzliehen Bestimmungen des Urheberrechlsgesetzes der
Bundesrepublik Deutsehland vom 9. Seplember 1965 in der jeweils geHenden
Fassung zulăssig. Sie ist grundsâtzlieh vergotungspfliehlig. Zuwiderhandiungen
unlerliegen den Strafbestimmungen des Urheberreehtsgesetzes.
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1994
UrsprOnglieh ersehienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1994
Die Wiedergabe van Gebrauehsnamen, Handelsnamen, Warenbezeiehnungen usw. in
diesem Werk bereehtigl aueh ahne besandere Kennzeiehnung niehl zu der Annahme,
daS salehe Namen im Sinne der Warenzeiehen-und Markensehutz-Gesetzgebung als
Irei zu belraehlen wâren und daher van jedermann benutzt werden dfirfen.
Sallte in diesem Werk direkt ader indirekt auf Gesetze, Varsehriften ader Riehtlinien
(z. B. DIN, VDI, VDE) Bezug genammen ader aus ihnen ziliert warden sein, sa kann der
Verlag keine Gewâhr fOr Richligkeit, Vallslândigkeil ader Aktualitâl fibemehmen. Es
empliehll sieh, gegebenenfalls fOr die eigenen Arbeilen die vollslândigen Varschrlften
ader Riehllinien in der jeweils gfiltigen Fassung hinzuzuziehen.
Gesamlherstellung: Druekerei Kuhnle, Esslingen
SPIN: 10478132 6213020-543210
Geleitwort des Herausgebers
In der Reihe" ISW Forschung und Praxis" wird fortlaufend über Forschungs
ergebnisse des Instituts für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und
Fertigungseinrichtungen der Universität Stuttgart (ISW) berichtet, das sich in
vielfältiger Form mit der Weiterentwicklung des Systems Werkzeugmaschine
und anderer Fertigungseinrichtungen beschäftigt. Die Arbeiten dieses Instituts
konzentrieren sich im besonderen auf die Bereiche Numerische Steuerungen,
Prozeßrechnereinsatz in der Fertigung, Industrierobotertechnik sowie Meß-,
Regel-und Antriebssysteme, also auf die aktuellsten Bereiche der Ferti
gungstechnik. Dabei stehen Grundlagenforschung und anwenderorientierte
Entwicklung in einem stetigen Austausch, wodurch ein ständiger Technologie
transfer zur Praxis sichergestellt wird.
Die Buchreihe erscheint in zwangloser Folge und stützt sich auf Berichte über
abgeschlossene Forschungsarbeiten und Dissertationen. Sie soll dem Inge
nieur bei der Weiterbildung dienen und ihm Hilfestellungen zur Lösung spezifi
scher Probleme geben. Für den Studierenden bietet sie eine Möglichkeit zur
Wissensvertiefung. Sie bleibt damit unter erweitertem Namen und neuer Her
ausgeberschaft unverändert in der bewährten Konzeption, die ihr der Gründer
des ISW, der leider allzu früh verstorbene Prof. Dr.-Ing. G. Stute, im Jahre 1972
gegeben hat.
Der Herausgeber dankt der Druckerei für die drucktechnische Betreuung und
dem Springer-Verlag für Aufnahme der Reihe in sein Lieferprogramm.
G. Pritschow
Vorwort
Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitar
beiter am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrich
tungen (ISW) der Universität Stuttgart.
Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. DrAng. A. Storr für seine Unterstützung und
seine kritischen Anregungen bei der Erstellung dieser Arbeit sowie für die Übernahme
des Hauptberichts. Ebenso danke ich Herrn Prof. Dr.-Ing. G. Pritschow, dem Leiter des
Instituts, für die Förderung der Forschungsarbeiten, die Grundlage dieser Arbeiten sind.
Für die Übernahme des Mitberichts danke ich Herrn Prof. Dr.-Ing. habil. H.-I. Bullinger.
Danken möchte ich auch allen Mitarbeitern und Studenten des Instituts, insbesondere
den Kollegen der Gruppe "Fertigungstechnische Programmiersysteme", die mit zum Ge
lingen dieser Arbeit beigetragen haben.
Wolfgang Hofmeister
-7-
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis 8
Symbole und Formelzeichen 9
1 Einleitung und Problemstellung 11
2 Stand der Technik 13
2.1 Neue CNC-Maschinenentwicklungen bei Drehmaschinen 13
2.2 Programmierung neuer Maschinenentwicklungen 16
2.2.1 Entwicklungsstand bei NC-Programmiersystemen 16
2.2.2 Problemstellungen bei der Programmierung 21
2.2.3 Anforderungen an die NC-Programmierung 24
2.3 Neue Softwarekonzepte zur Entwicklung modularer Programmier
systeme 26
2.4 AufgabensteIlung 29
3 Systemstruktur zur Programmierung der neuen Maschinenent-
wicklungen 31
3.1 Untergliederung der Systemstruktur 34
3.1.1 Subsystem .Bearbeitungsablaufbeschreibung. 35
3.1.2 Subsystem .Nutzerinterface. 36
3.1.3 Subsystem .Bearbeitungssimulation. 36
3.2 Zusammenfassende Bewertung 38
4 Objektorientierte Strukturen und Abläufe der Bearbeitungs-
ablaufbeschreibung 39
4.1 Strukturierung der .Bearbeitungsablaufbeschreibung. 39
4.2 Abläufe zur Aktualisierung 48
4.2.1 Einfügen eines neuen .Quellsatzes. 48
4.2.2 Ändern eines bestehenden .Quellsatzes. 52
4.2.3 Aktualisierung der .Arbeitsschritte. 53
4.3 Integration bestehender Funktionsbausteine 55
4.4 Zusammenfassende Bewertung 59
-8-
5 Simulation des Bearbeitungsablaufs 60
5.1 Anpassung an unterschiedliche Steuerungen und Werkzeugmaschinen 60
5.2 Ablauf der Bearbeitungssimulation in einer objektorientierten
Prograrnmstruktur 61
5.3 Synchronisation des Bearbeitungsablaufs 66
5.3.1 Ablauforientierte Synchronisationsabhandlung 70
5.3.2 Bezeichnungsorientierte Synchronisationsabhandlung 72
5.4 Zusammenfassende Bewertung 74
6 Darstellung und Programmierung paralleler Bearbeitungs
vorgänge 77
6.1 Aufstellung von Alternativen 77
6.2 Informationspräsentation bei parallelen Bearbeitungsvorgängen 80
6.2.1 Kriterien bezüglich der Darstellung des Bearbeitungsablaufs und der
notwendigen Berechnungen 80
6.2.2 Visualisierungsverfahren für parallel laufende Bearbeitungsvorgänge 82
6.3 Erzeugen einer werkzeugträgerorientierten Darstellung des Bearbei-
tungsablaufs 85
6.3.1 Zuordnung zwischen Editoren und Bearbeitungseinheiten 87
6.3.2 Selektion bearbeitungseinheiten-spezifischer Arbeitsschritte 87
6.3.3 Synchronisierte Darstellung 90
6.4 Teileprograrnmeingabe bei parallelen Bearbeitungsvorgängen 91
6.5 Vorgehensweisen zur Optimierung der Quellprogramme 92
7 Systemintegration 97
8 Zusammenfassung 106
9 Literaturverzeichnis 108
-9-
Abkürzungsverzeichnis
C Höhere imperative Programmiersprache.
C++ Höhere objektorientierte Programmiersprache.
CAD Computer Aided Design - Synonym für den Rechnereinsatz in der
Konstruktion.
CLDATA Cutter Location Data -Werkzeugspitzenpositionsdaten.
CNC Computerized Numerical Control; numerische Steuerung.
FORTRAN Höhere imperative Programmiersprache.
IGES Initial Graphics Exchange Specification; Schnittstelle für den Geome
triedatenaustausch.
OOP Objektorientierte Programmierung.
VDA Verband der deutschen Automobilindustrie.
VDAFS VDA-Flächenschnittstelle; Schnittstelle für den Austausch von Frei
formflächen.
WZM Werkzeugmaschine.
WZT Werkzeugträger.
- 10-
Symbole und Formelzeichen
AM Aufmaß
AN Alphanumerische Darstellung (von Sätzen)
AS Arbeitsschritt
BA Bearbeitungsabschnitt
BAP Bearbeitungsablaufprogramm
BE Bearbeitungseinheit
BG Baugruppe
D Durchmesser
dt Zeitdifferenz
f Vorschub
FG Synchronisationsfreigabe
Vorschub in Abhängigkeit von der Drehzahl
f( ... ) Funktion von ...
HS Hauptspindel
L Länge
Lt Liegezeit
M Maschine
n Drehzahl
-11 -
NC-E NC-Einheit
PR Bearbeitungsprograrnm
r Radius
RID Rechnerinterne Darstellung
S Schachtelungstiefe
SE Bearbeitungssatzelement
SR Synchronisationshalt
SS Synchronspindel
ST Spantiefe
SYN Synchronisationsangabe
SZ Bearbeitungssatz
Zeit
v Schnittgeschwindigkeit
Vc Konstante Schnittgeschwindigkeit
vf Vorschubgeschwindigkeit
ZD Zustandsdaten