Steuerungsintegrierte, adaptive Programmausführung einer aufgabenorientierten Programmierung in STEP-NC

Programmieren einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine ist seit der Erfindung der NC-Steuerung mit erheblichem Aufwand und Fehlerrisiko behaftet. Heutige Planungs- und Programmiersysteme unterstützen zwar den Anwender bei der Übernahme der Bearbeitungsgeometrie, der Festlegung von Arbeitsschritten und Operationen sowie bei der Auswahl geeigneter Werkzeuge und Technologieparameter. Sie können diese Informationen jedoch nur in Form elementarer Weg- und Schaltbefehle nach DIN 66025 an die NC-Steuerung austauschen. Auf dieser Grundlage kann weder der Werker noch die Maschinensteuerung die Bearbeitungsaufgabe rekonstruieren und in Abhängigkeit von der realen Rüstsituation oder aktuellen Prozessstörungen korrigieren. Zur Lösung dieser Einschränkung trägt die vorliegende Arbeit durch die Definition und Evaluierung einer neuen, von der Planung bis in die NC-Steuerung durchgängig merkmals-, aufgaben- und operationsorientierten NC-Programmierung bei. Die erarbeiteten Ergebnisse sind international abgeglichen und als ISO 14649 standardisiert worden. Anhand von Programmbeispielen werden der Aufbau der als STEP-NC bekannten Schnittstelle sowie Einsatzszenarien erläutert. Im zweiten Teil der Arbeit werden auf Grundlage der entwickelten NC-Programmierschnittstelle Konzepte vorgestellt und beispielhaft realisiert, die den Werker von der verlustfreien Übernahme der Planungsinformationen, über die Programmanpassung an der Maschine bis hin zur prozessabhängigen Korrektur des laufenden NC-Programms unterstützen. An der Maschine muss die Bearbeitung nicht mehr in Form abstrakter Weg- und Schaltbefehlen programmiert und verfolgt werden. Stattdessen wird die Denkweise des Werkers in der Benutzeroberfläche aufgegriffen und der Abarbeitungsfortschritt in Form von Arbeitsschritten, Featuren und Operationen zur Anzeige gebracht. Während der Bearbeitung können Werkzeuge und Technologieparameter geändert werden, die die NC-Steuerung dann online in optimierte Bahnen und Schaltbefehle umsetzt.