Einflussgrößensensitive Simulation und Überwachung von Fräsprozessen

Prozessüberwachungssysteme werden innerhalb der zerspanenden Fertigung mit dem Ziel eingesetzt, Prozess- und Maschinenstörungen und hierdurch bedingte Ausfälle zu vermeiden. Sie überprüfen signalbasiert die Bearbeitungsvorgänge und sichern die Fertigungsqualität und Produktivität in der Serienfertigung. Rundlauffehler, Werkzeug-verschleiß sowie mechanisch und thermisch bedingte Werkstückverformungen wirken sich als Einflussgrößen innerhalb der Bearbeitungsvorgänge der spanenden Fertigung aus und können zu Sollmaßabweichungen führen. Ihr Einfluss ist ebenfalls im Zerspankraftsignal nachweisbar. Um die Fertigungsqualität auch bei geringen zu fertigenden Stückzahlen, wie sie z. B. innerhalb der Flugzeugindustrie vorkommen, sichern zu können, wurde ein Verfahren zur Simulation von Zerspankräften entwickelt, mit dem die oben genannten Einflussgrößen innerhalb einer Materialabtragsberechnung selektiv und prozessspezifisch abgebildet werden können. Dadurch lassen sich von Einflussgrößen beeinträchtigte Zerspankräfte berechnen und für eine prozessspezifische Parametrierung eines Über-wachungssystems einsetzen. Ein Algorithmus erzeugt automatisiert Grenzwertverläufe für Hüllkurven in Abhängigkeit vorgegebener Einflussgrößen. Mit diesen einfluss-größensensitiven Hüllkurven wird eine Überwachung vorgenommen, die sowohl stochastische als auch systematische Prozessstörungen identifiziert. Das simulations-gestützte Überwachungsverfahren kann ab dem ersten zu fräsenden Bauteil eingesetzt werden und ist daher für die Einzelteilfertigung geeignet.