Steuerungstechnische Entwicklungen haben nicht nur die Werk zeugmaschinen entscheidend verandert, sie fuhren auch zuneh mend zu neuen Strukturen in der gesamten Fertigung. Wichtige Impulse gibt hier der rasche Fortschritt auf dem Gebiet der Mikroelektronik. Durch die Verwendung von Halbleiterbauele menten lassen sich mit geringem Aufwand groBe Mengen an In formationen speichern und schnell verarbeiten. So werden auch umfangreiche und komplexe Ablaufe der Automatisierung zugang lich/1/. Flexible Fertigungssysteme (FFS) bilden derartige, neue Struk turen innerhalb der Fertigung. Sie sind konzipiert fur das au tomatische Fertigen unterschiedlicher Werkstucke eines abge grenzten Teilespektrums in einer nicht durch Umrusten unterbro chenen Folge 1 2 I. Kennzeichnend ist die Verkettung verschie dener Arbeitsstationen uber einen automatisierten MaterialfluB und einen in ein gemeinsames Steuerungssystem integrierten In formationsfluB. Die zu beherrschenden Steuerungsfunktionen sind gepragt von der Komplexitat der Bearbeitungsaufgaben und der Varianz des Fertigungsdurchlaufs der Werkstucke durch das FFS. Die Vielfalt der moglichen Systemkonzepte bringt es mit sich, daB die Steuerungsfunktionen nur in geringem Umfang Standard werden konnen. Bestimmte abgegrenzte Bereiche, insbesondere bei der Steuerung von Bearbeitungseinheiten, konnen durch die in den vergangenen Jahren weitgehend eingefuhrten numerischen Steuerungen (NC) und speicherprogrammierbaren Steuerungen (PC) abgedeckt werden. Daruberhinaus sind vor allem zur Automatisie rung des Lagerns und Transportierens von Werkstucken und Werk zeugen sowie zur Funktionsuberwachung Mikrorechner mit ProzeB rechnereigenschaften, also der Moglichkeit der direkten ProzeB kopplung, des Echtzeit-Datenaustauschs und der Fahigkeit zur Vorrangunterbrechung, einzusetzen. - 10 - FUr den Steuerungsentwurf stellen die komplexeren Zusammen hange im Zusammenspiel unterschiedlicher Systemkomponen ten und vielfaltiger Funktionskombinationen hohe Anforde rungen.

Klappentext

Steuerungstechnische Entwicklungen haben nicht nur die Werk­ zeugmaschinen entscheidend verandert, sie fuhren auch zuneh­ mend zu neuen Strukturen in der gesamten Fertigung. Wichtige Impulse gibt hier der rasche Fortschritt auf dem Gebiet der Mikroelektronik. Durch die Verwendung von Halbleiterbauele­ menten lassen sich mit geringem Aufwand groBe Mengen an In­ formationen speichern und schnell verarbeiten. So werden auch umfangreiche und komplexe Ablaufe der Automatisierung zugang­ lich/1/. Flexible Fertigungssysteme (FFS) bilden derartige, neue Struk­ turen innerhalb der Fertigung. Sie sind konzipiert fur das au­ tomatische Fertigen unterschiedlicher Werkstucke eines abge­ grenzten Teilespektrums in einer nicht durch Umrusten unterbro­ chenen Folge 1 2 I. Kennzeichnend ist die Verkettung verschie­ dener Arbeitsstationen uber einen automatisierten MaterialfluB und einen in ein gemeinsames Steuerungssystem integrierten In­ formationsfluB. Die zu beherrschenden Steuerungsfunktionen sind gepragt von der Komplexitat der Bearbeitungsaufgaben und der Varianz des Fertigungsdurchlaufs der Werkstucke durch das FFS. Die Vielfalt der moglichen Systemkonzepte bringt es mit sich, daB die Steuerungsfunktionen nur in geringem Umfang Standard werden konnen. Bestimmte abgegrenzte Bereiche, insbesondere bei der Steuerung von Bearbeitungseinheiten, konnen durch die in den vergangenen Jahren weitgehend eingefuhrten numerischen Steuerungen (NC) und speicherprogrammierbaren Steuerungen (PC) abgedeckt werden. Daruberhinaus sind vor allem zur Automatisie­ rung des Lagerns und Transportierens von Werkstucken und Werk­ zeugen sowie zur Funktionsuberwachung Mikrorechner mit ProzeB­ rechnereigenschaften, also der Moglichkeit der direkten ProzeB­ kopplung, des Echtzeit-Datenaustauschs und der Fahigkeit zur Vorrangunterbrechung, einzusetzen. - 10 - FUr den Steuerungsentwurf stellen die komplexeren Zusammen­ hange im Zusammenspiel unterschiedlicher Systemkomponen­ ten und vielfaltiger Funktionskombinationen hohe Anforde­ rungen.

Inhalt

1 Einleitung.- 2 Gliederung von flexiblen Fertigungssystemen.- 2.1 Gliederung der maschinenbaulichen Komponenten.- 2.2 Gliederung der Aufgaben des Steuerungssystems.- 3 Anforderungen an die Informationsverarbeitung.- 3.1 Numerisch gesteuerte Arbeitsstationen.- 3.1.1 Verarbeitung geometrischer Information.- 3.1.2 Verarbeitung technologischer Information.- 3.1.3 Koordination geometrischer und technologischer Informationsverarbeitung.- 3.2 Verkettungssysteme.- 3.2.1 Grundsätzliche Lösungen und Steuerungsaufgaben.- 3.2.2 Werkstückfluß.- 3.2.3 Werkzeugfluß.- 3.3 Anforderungen an die NC-Programmerstel1ung.- 3.4 Bedienung.- 3.4.1 Systembedienung und -Überwachung.- 3.4.2 Handarbeitsplätze.- 3.4.3 Inbetriebnahme und Instandhaltung.- 3.5 Konsequenzen für die prozeßnahe Steuerung.- 4 Entwurf prozeßnaher Steuerungsfunktionen.- 4.1 Grundlagen.- 4.1.1 Definition und Gliederung von Steuerungen.- 4.1.2 Hilfsmittel zum Steuerungsentwurf.- 4.1.2.1 Gegenüberstellung verschiedener Beschreibungsformen.- 4.1.2.2 Erweiterte Zustandsgraphen.- 4.2 Systematischer Entwurf mit Hilfe erweiterter Zustandsgraphen.- 4.2.1 Steuerung von Funktionseinheiten.- 4.2.2 Verketten von Funktionseinheiten zu Funktionsgruppen.- 4.2.2.1 Unstrukturiertes Verketten.- 4.2.2.2 Strukturiertes Verketten.- 4.2.2.3 Funktionsgruppen mit verzweigten Abläufen.- 4.2.3 Zusammenwirken der Funktionsgruppen im System.- 5 Realisierung der Steuerungsfunktionen.- 5.1 Gerätemäßige Zuordnung der Steuerungsfunktionen.- 5.1.1 Einflußgrößen.- 5.1.2 Aufgabenverteilung auf bit- und wortverarbeitende Prozessoren.- 5.2 Umsetzen von Graphen in Steuerungssoftware.- 5.2.1 Unverzweigte Folge.- 5.2.2 Verzweigte Folge.- 5.2.3 Buchführung.- 5.3 Störungserkennung durch Zeitüberwachung.- 5.4 Zentrales Verwaltungsprogramm.- 5.5 Bewertung der aufgezeigten Methode in bezug auf Verknüpfungs- und Ablaufsteuerungen.- 6 Anwendung in einer Pilotanlage.- 6.1 Steuerungsstruktur der Pilotanlage.- 6.2 Verwirklichung der prozeßnahen Steuerungsfunktionen in der Pilotanlage.- 6.2.1 Verarbeitung der Technologie- und Transportsteuerdaten.- 6.2.2 Verarbeitung geometrischer Steuerdaten.- 7 Zusammenfassung und Ausblick.- Schrifttum.