| Vorwort | 5 |
| Inhaltsübersicht | 6 |
| Inhaltsverzeichnis | 8 |
| Tabellenübersicht | 16 |
| Teil 1 - Einführung in |
| 19 |
| 1 Historische Entwicklung der NC-Fertigung | 21 |
| 1.1 Erste Nachkriegsjahre | 21 |
| 1.2 Wiederaufbau der Werkzeugmaschinenindustrie | 22 |
| 1.3 Die Werkzeugmaschinenindustrie in Ostdeutschland | 22 |
| 1.4 Weltweite Veränderungen | 24 |
| 1.5 Neue, typische NC-Maschinen | 27 |
| 1.6 Der japanische Einfluss | 27 |
| 1.7 Die deutsche Krise | 28 |
| 1.8 Ursachen und Auswirkungen | 28 |
| 1.9 Flexible Fertigungssysteme | 29 |
| 1.10 Weltwirtschaftskrise 2009 | 30 |
| 1.11 Situation und Ausblick | 31 |
| 1.12 Fazit | 33 |
| 2 Meilensteine der NC-Entwicklung | 35 |
| 3 Was ist NC und CNC? | 39 |
| 3.1 Der Weg zu NC | 39 |
| 3.2 Hardware | 40 |
| 3.3 Software | 42 |
| 3.4 Steuerungsarten | 42 |
| 3.5 NC-Achsen | 44 |
| 3.6 SPS, PLC | 45 |
| 3.7 Anpassteil | 47 |
| 3.8 Computer und NC | 47 |
| 3.9 NC-Programm und Programmierung | 49 |
| 3.10 Dateneingabe | 52 |
| 3.11 Bedienung | 53 |
| 3.12 Zusammenfassung | 56 |
| Teil 2 - Funktionen der CNC-Werkzeugmaschinen | 61 |
| 1 Weginformationen | 63 |
| 1.1 Einführung | 63 |
| 1.2 Achsbezeichnung | 63 |
| 1.3 Lageregelkreis | 66 |
| 1.4 Positionsmessung | 69 |
| 1.5 Kompensationen | 83 |
| 2 Schaltfunktionen | 96 |
| 2.1 Erläuterungen | 96 |
| 2.2 Werkzeugwechsel | 97 |
| 2.3 Werkzeugwechsel bei Drehmaschinen | 97 |
| 2.4 Werkzeugwechsel bei Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren | 98 |
| 2.5 Werkzeugidentifikation | 102 |
| 2.6 Werkstückwechsel | 103 |
| 2.7 Drehzahlwechsel | 107 |
| 2.8 Vorschubgeschwindigkeit | 108 |
| 2.9 Zusammenfassung | 108 |
| 3 Funktionen der numerischen Steuerung | 113 |
| 3.1 Definition | 113 |
| 3.2 CNC-Grundfunktionen | 113 |
| 3.3 CNC-Sonderfunktionen | 119 |
| 3.4 Kollisionsvermeidung | 123 |
| 3.5 Integrierte Sicherheitskonzepte für CNC-Maschinen | 130 |
| 3.6 Anzeigen in CNCs | 146 |
| 3.7 CNC-Bedienoberflächen ergänzen | 147 |
| 3.8 Offene Steuerungen | 150 |
| 3.9 Preisbetrachtung |
| 153 |
| 3.10 Vorteile neuester CNC-Entwicklungen | 155 |
| 3.11 Zusammenfassung | 156 |
| 4 SPS – Speicherprogrammierbare Steuerungen | 161 |
| 4.1 Definition | 161 |
| 4.2 Entstehungsgeschichte der SPS | 161 |
| 4.3 Aufbau und Wirkungsweise von SPS | 162 |
| 4.4 Datenbus und Feldbus | 165 |
| 4.5 Vorteile von SPS | 170 |
| 4.6 Programmierung von SPS und Dokumentation | 172 |
| 4.7 Programm | 174 |
| 4.8 Programmspeicher | 175 |
| 4.9 SPS, CNC und PC im integrierten Betrieb |
| 176 |
| 4.10 SPS-Auswahlkriterien | 177 |
| 4.11 Zusammenfassung | 179 |
| 4.12 Tabellarischer Vergleich CNC/SPS | 179 |
| 5 Einfluss der CNC auf Baugruppen der Maschine | 185 |
| 5.1 Maschinenkonfiguration | 185 |
| 5.2 Maschinengestelle | 187 |
| 5.3 Führungen | 188 |
| 5.4 Maschinenverkleidung | 190 |
| 5.5 Kühlmittelversorgung | 191 |
| 5.6 Späneabfuhr | 191 |
| 5.7 Zusammenfassung | 191 |
| Teil 3 - Elektrische Antriebe für CNC-Werkzeugmaschinen | 195 |
| 1 Vorschubantriebe für CNC-Werkzeugmaschinen | 197 |
| 1.1 Anforderungen an Vorschubantriebe | 198 |
| 1.2 Arten von Vorschubantrieben | 199 |
| 1.3 Die Arten von Linearmotoren | 206 |
| 1.4 Vor-/Nachteile von Linearantrieben | 208 |
| 1.5 Anbindung der Antriebe an die CNC | 208 |
| 1.6 Messgeber | 211 |
| 1.7 Zusammenfassung | 212 |
| 2 Hauptspindelantriebe | 215 |
| 2.1 Anforderungen an Hauptspindelantriebe | 215 |
| 2.2 Arten von Hauptspindelantrieben | 216 |
| 2.3 Bauformen von Hauptspindelantrieben | 218 |
| 2.4 Ausführungen von Drehstrom-Synchronmotoren | 220 |
| 2.5 Vor- und Nachteile von Synchronmotoren | 221 |
| 3 Prozessadaptierte Auslegung von Werkzeugmaschinenantrieben | 223 |
| 3.1 Grenzen der Betrachtung | 223 |
| 3.2 Ausgangspunkt Bearbeitungsprozess | 224 |
| 3.3 Energiebilanz | 226 |
| 3.4 Aufbau von Werkzeugmaschinen-Antrieben | 227 |
| 3.5 Stationäre und dynamische Auslegung von Vorschubantrieben | 229 |
| 3.6 Linearantriebe | 234 |
| 3.7 Ableitung der Antriebsauslegung aus Prozesskenngrößen | 234 |
| 3.8 Universelle/spezifische Auslegung von Maschinen | 237 |
| 3.9 Auslegung von Vorschubantrieben spanender Werkzeugmaschinen aus Prozessparametern | 238 |
| 3.10 Systembetrachtung einer Werkzeugmaschine | 240 |
| 3.11 Zusammenfassung | 243 |
| 4 Mechanische Auslegung der Hauptspindel anhand der Prozessparameter | 245 |
| 4.1 Motorenauswahl | 245 |
| 4.2 Lagerung | 246 |
| 4.3 Schmierung | 247 |
| 4.4 Bearbeitungsprozesse | 248 |
| Teil 4 - Die Arten von nummerisch gesteuerten Maschinen | 255 |
| 1 CNC-Werkzeugmaschinen | 257 |
| 1.1 Bearbeitungszentren, Fräsmaschinen | 257 |
| 1.2 Drehmaschinen | 268 |
| 1.3 Schleifmaschinen (Dr.-Ing. Heinrich Mushardt) | 276 |
| 1.4 Verzahnmaschinen (Dr.-Ing. Klaus Felten) | 287 |
| 1.5 Bohrmaschinen | 297 |
| 1.6 Sägemaschinen (Dipl.-Ing. Armin Stolzer) | 299 |
| 1.7 Laserbearbeitungsanlagen | 303 |
| 1.8 Stanz- und Nibbelmaschinen | 310 |
| 1.9 Rohrbiegemaschinen | 316 |
| 1.10 Funkenerosionsmaschinen | 318 |
| 1.11 Elektronenstrahl-Maschinen | 321 |
| 1.12 Wasserstrahlschneidmaschinen | 323 |
| 1.13 Multitasking-Maschinen | 325 |
| 1.14 Messen und Prüfen | 338 |
| 1.15 Zusammenfassung | 343 |
| 2 Generative Fertigungsverfahren | 347 |
| 2.1 Einführung | 347 |
| 2.2 Definition | 348 |
| 2.3 Verfahrenskette | 350 |
| 2.2 Einteilung der generativen Fertigungsverfahren | 352 |
| 2.5 Vorstellung der wichtigsten Schichtbauverfahren | 354 |
| 2.6 Zusammenfassung | 364 |
| 3 Flexible Fertigungssysteme | 366 |
| 3.1 Definition | 366 |
| 3.2 Flexible Fertigungsinseln | 369 |
| 3.3 Flexible Fertigungszellen | 369 |
| 3.4 Technische Kennzeichen Flexibler Fertigungssysteme | 372 |
| 3.5 FFS-Einsatzkriterien | 374 |
| 3.6 Fertigungsprinzipien | 375 |
| 3.7 Maschinenauswahl und -anordnung | 377 |
| 3.8 Werkstück-Transportsysteme | 378 |
| 3.9 FFS-geeignete CNCs | 388 |
| 3.10 FFS-Leitrechner | 389 |
| 3.11 Wirtschaftliche Vorteile von FFS | 391 |
| 3.12 Probleme und Risiken bei der Auslegung von FFS | 393 |
| 3.13 Flexibilität und Komplexität | 394 |
| 3.14 Simulation von FFS | 398 |
| 3.15 Produktionsplanungssysteme (PPS) | 400 |
| 3.16 Zusammenfassung | 401 |
| 4 Industrieroboter und Handhabung | 404 |
| 4.1 Einführung | 404 |
| 4.2 Definition: Was ist ein Industrieroboter? | 405 |
| 4.3 Aufbau von Industrierobotern | 406 |
| 4.4 Mechanik/Kinematik | 407 |
| 4.5 Greifer oder Effektor | 409 |
| 4.6 Steuerung | 409 |
| 4.7 Safe Robot Technologie | 412 |
| 4.8 Programmierung | 415 |
| 4.9 Sensoren | 417 |
| 4.10 Anwendungsbeispiele von Industrierobotern | 418 |
| 4.11 Einsatzkriterien für Industrieroboter | 422 |
| 4.12 Vergleich Industrieroboter und CNC-Maschine | 423 |
| 4.13 Zusammenfassung und Ausblick | 424 |
| 5 Energieeffiziente wirtschaftliche Fertigung | 427 |
| 5.1 Einführung | 427 |
| 5.2 Was ist Energieeffizienz? | 427 |
| 5.3 Werkhallen | 427 |
| 5.4 Maschinenpark | 428 |
| 5.5 Sonderfall Bearbeitungszentren |
| 428 |
| 5.6 Energieeffiziente NC-Programme | 429 |
| 5.7 Möglichkeiten der Maschinenhersteller | 430 |
| 5.8 Möglichkeiten der Anwender | 431 |
| 5.9 Blindstrom-Kompensation | 433 |
| 5.10 Zusammenfassung | 436 |
| 5.11 Ausblick | 436 |
| Teil 5 - Werkzeuge in der CNC-Fertigung | 439 |
| 1 Aufbau der Werkzeuge | 441 |
| 1.1 Einführung | 441 |
| 1.2 Anforderungen | 441 |
| 1.3 Gliederung der Werkzeuge | 444 |
| 1.4 Maschinenseitige Aufnahmen | 448 |
| 1.5 Modulare Werkzeugsysteme | 454 |
| 1.6 Einstellbare Werkzeuge | 455 |
| 1.7 Gewindefräsen | 459 |
| 1.8 Sonderwerkzeuge | 461 |
| 1.9 Werkzeugwahl | 466 |
| 2 Werkzeugverwaltung (Tool Management) | 468 |
| 2.1 Motive zur Einführung | 468 |
| 2.2 Evaluation einer Werkzeugverwaltung | 470 |
| 2.3 Lastenheft | 470 |
| 2.4 Beurteilung von Lösungen | 471 |
| 2.5 Einführung einer Werkzeugverwaltung | 471 |
| 2.6 Gliederung | 471 |
| 2.7 Integration | 472 |
| 2.8 Werkzeugidentifikation | 472 |
| 2.9 Werkzeuge suchen | 474 |
| 2.10 Werkzeugklassifikation | 475 |
| 2.11 Werkzeugkomponenten | 475 |
| 2.12 Komplettwerkzeuge | 477 |
| 2.13 Werkzeuglisten | 479 |
| 2.14 Arbeitsgänge | 479 |
| 2.15 Werkzeugvoreinstellung | 480 |
| 2.16 Werkzeuglogistik | 482 |
| 2.17 Elektronische Werkzeugidentifikation | 484 |
| 2.18 Zusammenfassung | 491 |
| 3 Maschinenintegrierte Werkstückmessung und Prozessregelung | 497 |
| 3.1 Einführung | 497 |
| 3.2 Ansatzpunkte für die Prozessregelung | 497 |
| 3.3 Einsatzbereiche von Werkstück- und Werkzeugmesssystemen | 498 |
| 3.4 Werkstückmesssysteme für Werkzeugmaschinen | 503 |
| 4 Lasergestützte Werkzeugüberwachung | 511 |
| 4.1 Einführung | 511 |
| 4.2 Bruchüberwachung | 512 |
| 4.3 Einzelschneidenkontrolle | 512 |
| 4.4 Messung von HSC-Werkzeugen | 513 |
| 4.5 Kombinierte Laser-Messsysteme | 514 |
| 4.6 Mit Bohrungsmessköpfen nah am Prozess | 515 |
| 4.7 Aktorische Werkzeugsysteme | 516 |
| 4.8 Mechatronische Werkzeugsysteme | 516 |
| 4.9 Geschlossene Prozesskette | 519 |
| 4.10 Zusammenfassung | 521 |
| Teil 6 - NC-Programm und Programmierung | 523 |
| 1 NC-Programm | 525 |
| 1.1 Definition | 526 |
| 1.2 Struktur der NC-Programme | 526 |
| 1.3 Programmaufbau, Syntax und Semantik | 529 |
| 1.4 Schaltbefehle (M-Funktionen) | 530 |
| 1.5 Weginformationen | 531 |
| 1.6 Wegbedingungen (G-Funktionen) | 534 |
| 1.7 Zyklen | 537 |
| 1.8 Nullpunkte und Bezugspunkte | 541 |
| 1.9 Transformation | 546 |
| 1.10 Werkzeugkorrekturen | 549 |
| 1.11 DXF-Konverter | 556 |
| 1.12 Zusammenfassung | 559 |
| 2 Programmierung von CNC-Maschinen | 561 |
| 2.1 Definition der NC-Programmierung | 561 |
| 2.2 Programmiermethoden | 561 |
| 2.3 CAM-basierte CNC-Zerspanungsstrategien | 569 |
| 2.4 Arbeitserleichternde Grafik | 575 |
| 2.5 Auswahl des geeigneten Programmiersystems | 577 |
| 2.6 Zusammenfassung | 578 |
| 3 NC-Programmiersysteme | 583 |
| 3.1 Einleitung | 583 |
| 3.2 Bearbeitungsverfahren im Wandel | 584 |
| 3.3 Der Einsatzbereich setzt die Prioritäten | 585 |
| 3.4 Eingabedaten aus unterschiedlichen Quellen | 587 |
| 3.5 Leistungsumfang eines modernen NC-Programmiersystems (CAM) | 587 |
| 3.6 Datenmodelle auf hohem Niveau | 588 |
| 3.7 CAM-orientierte Geometrie-Manipulation | 588 |
| 3.8 Nur leistungsfähige Bearbeitungsstrategien zählen | 589 |
| 3.9 Adaptives Bearbeiten | 590 |
| 3.10 3D-Modelle bieten mehr | 591 |
| 3.11 3D-Schnittstellen | 591 |
| 3.12 Innovativ mit Feature-Technik | 592 |
| 3.13 Automatisierung in der NC-Programmierung | 593 |
| 3.14 Werkzeuge | 596 |
| 3.15 Aufspannplanung und Definition der Reihenfolge | 597 |
| 3.16 Die Simulation bringt es auf den Punkt | 597 |
| 3.17 Postprozessor | 598 |
| 3.18 Erzeugte Daten und Schnittstellen zu den Werkzeugmaschinen | 599 |
| 3.19 Zusammenfassung | 599 |
| 4 Fertigungssimulation | 601 |
| 4.1 Einleitung | 601 |
| 4.2 Qualitative Abgrenzung der Systeme | 602 |
| 4.3 Komponenten eines Simulationsszenarios | 605 |
| 4.4 Ablauf der NC-Simulation | 608 |
| 4.5 Integrierte Simulationssysteme | 612 |
| 4.6 Einsatzfelder | 612 |
| 4.7 Zusammenfassung | 616 |
| Teil 7 - Von der betrieblichen Informationsverarbeitung zu Industrie 4.0 | 619 |
| 1 DNC – Direct Numerical Control oder Distributed Numerical Control | 621 |
| 1.1 Definition | 621 |
| 1.2 Aufgaben von DNC | 621 |
| 1.3 Einsatzkriterien für DNC-Systeme | 622 |
| 1.4 Datenkommunikation mit CNC-Steuerungen | 623 |
| 1.5 Technik des Programmanforderns | 624 |
| 1.6 Heute angebotene DNC-Systeme | 625 |
| 1.7 Netzwerktechnik für DNC | 627 |
| 1.8 Vorteile beim Einsatz von Netzwerken | 629 |
| 1.9 NC-Programmverwaltung | 629 |
| 1.10 Vorteile des DNC-Betriebes | 630 |
| 1.11 Kosten und Wirtschaftlichkeit von DNC | 634 |
| 1.12 Stand und Tendenzen | 634 |
| 1.13 Zusammenfassung | 635 |
| 2 LAN – Local Area Networks | 638 |
| 2.1 Einleitung | 638 |
| 2.2 Local Area Network (LAN) | 638 |
| 2.3 Was sind Informationen? | 639 |
| 2.4 Kennzeichen und Merkmale von LAN | 640 |
| 2.5 Gateway und Bridge | 648 |
| 2.6 Auswahlkriterien eines geeigneten LANs | 649 |
| 2.7 Schnittstellen | 650 |
| 2.8 Zusammenfassung | 653 |
| 3 Digitale Produktentwicklung und Fertigung: Von CAD und CAM zu PLM | 658 |
| 3.1 Einleitung | 658 |
| 3.2 Begriffe und Geschichte | 659 |
| 3.3 Digitale Produktentwicklung | 664 |
| 3.4 Digitale Fertigung | 669 |
| 3.5 Zusammenfassung | 674 |
| 4 Industrie.4.0 | 677 |
| 4.1 Grundlagen | 677 |
| 4.2 Kernelemente der Industrie.4.0 | 679 |
| 4.3 Industrie.4.0 in der Fertigung | 682 |
| 4.4 Ein MES als Baustein der Industrie.4.0 | 682 |
| 4.5 Herausforderungen und Risiken von Industrie.4.0 | 686 |
| 5 Anwendung der durchgängigen Prozesskette in der Dentalindustrie | 688 |
| 5.1 Einleitung | 688 |
| 5.2 Einfluss des Medizinproduktgesetzes | 688 |
| 5.3 Dentale Fertigung im Wandel | 689 |
| 5.4 Anforderungen an den Informationsfluss in der dentalen Fertigung | 691 |
| 5.5 Das durchgängige Informationssystem für die Dentalindustrie | 695 |
| Teil 8 - Anhang | 699 |
| Richtlinien, Normen, Empfehlungen | 701 |
| 1. VDI-Richtlinien | 701 |
| 2. VDI/NCG-Richtlinien | 703 |
| 3. DIN – Deutsche Industrie Normen | 705 |
| NC-Fachwortverzeichnis | 709 |
| Stichwortverzeichnis | 755 |
| Empfohlene NC-Literatur | 766 |
| Inserentenverzeichnis | 768 |
