Diskrete Werkstückmodellierung*: Zur Simulation von Zerspanprozessen

Klaus Weinert; Heinrich Müller; Willibald Kreis; Tobias Surmann; Jörg Ayasse; Thorsten Schüppstuhl; Klaus Kneupner

doi:10.3139/104.100557

Published by De Gruyter March 20, 2017

Diskrete Werkstückmodellierung*

Zur Simulation von Zerspanprozessen

Discrete workpiece modelling*

Klaus Weinert , Heinrich Müller , Willibald Kreis , Tobias Surmann , Jörg Ayasse , Thorsten Schüppstuhl and Klaus Kneupner

From the journal Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb

https://doi.org/10.3139/104.100557

Showing a limited preview of this publication:

Kurzfassung

Die Simulation von Zerspanprozessen erfordert Modelle für das Werkzeug und Werkstück, die den jeweiligen Genauigkeitsanforderungen an die Simulationsergebnisse gerecht werden. Für die Fräs- und Schleifbearbeitung von Freiformflächen haben sich zwei Modellierungsansätze, das Multidexelvolumenmodell und das Versatzvektorfeld, als geeignet erwiesen. Zur Schließung der simulativen Prozesskette können diese Modelle ineinander überführt werden.

Abstract

For simulation of machining processes. The simulation of machining processes requires models for the tool and workpiece that are up to the respective accuracy requirements on the simulation results. For the milling and grinding of free-form surfaces, two modelling approaches, the multipixel volume model and the offset vector field, have proven suitable. These models can be merged to close the simulated process chain.

Die Arbeiten zu diesen Simulationsmodellen wurden im Rahmen der durch die DFG geförderte Forschergruppe 366 „Simulationsgestützte Offline-Prozessplanung und -optimierung bei der Fertigung von Freiformflächen“ durchgeführt.

Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Klaus Weinert, geb. 1943, studierte Maschinenbau mit dem Schwerpunkt Fertigungstechnik an der Technischen Universität Braunschweig und promovierte auf dem Gebiet des Schleifens. Seit 1992 leitet er das Institut für Spanende Fertigung (ISF) der Universität Dortmund.

Prof. Dr. Heinrich Müller, geb. 1953, studierte Informatik und Mathematik an der Universität Stuttgart, wurde dort auf dem Gebiet der Theoretischen Informatik promoviert und habilitierte sich an der Universität Karlsruhe für das Fach Informatik. Seit 1992 leitet er den Lehrstuhl für Grafische Systeme der Universität Dortmund.

Prof. Dr.-Ing. Willibald Kreis, geb. 1941, studierte an der RWTH Aachen Maschinenbau mit der Vertiefungsrichtung Fertigungstechnik. Nach der Promotion 1973 und zehnjähriger Industrietätigkeit in leitender Position bei namhaften Großunternehmen wurde er 1984 an den Lehrstuhl für Maschinenelemente, -gestaltung und Handhabungstechnik (MGH) an der Universität Dortmund berufen.

Dipl.-Inform. Tobias Surmann, geb. 1973, studierte Informatik an der Universität Dortmund mit dem Schwerpunkt Grafische Systeme. Er arbeitet seit 2000 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am ISF.

Dipl.-Inform Jörg Ayasse, geb. 1970, studierte Informatik an der Universität Dortmund mit dem Schwerpunkt Grafische Systeme. Er arbeitet seit 2000 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Grafische Systeme.

Dipl.-Ing. Thorsten Schüppstuhl, geb. 1969, studierte Maschinenbau an der Universität Dortmund und ist Leitender Ingenieur bei der Firma carat robotic innovation GmbH in Dortmund. Im Rahmen einer Entwicklungskooperation mit dem Lehrstuhl MGH ist er beteiligt an der Durchführung verschiedener Entwicklungsvorhaben aus dem Bereich industrierobotergestütztes Schleifen, Polieren und Entgraten.

Dipl.-Inform. Klaus Kneupner, geb. 1974, studierte Informatik an der Universität Dortmund mit dem Schwerpunkt Softwaretechnologie. Er arbeitet seit 1999 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am MGH.

References

1 Enselmann, A.: HSC-Hartfräsen von Formen und Gesenken Technologie, Wirtschaftlichkeit, Optimierung. Dissertation, Institut für Spannende Fertigung, Universität Dortmund. Vulkan Verlag, Essen 1999Search in Google Scholar

2 Albersmann, F.: Simulationsgestützte Prozessoptimierungen für die HSC-Fräsbearbeitung. Dissertation, Institut für Spannende Fertigung, Universität Dortmund. Vulkan Verlag, Essen 2000Search in Google Scholar

3 van Hook, T.: Real-Time Shaded NC Milling Display. Proceedings ACM SIGGRAPH Conference 1986, 15–120, 198610.1145/15886.15887Search in Google Scholar

4 Hui, K.C.: Solid Sweeping in Image Space – Application in NC Simulation, The Visual Computer10, 306–316, 199410.1007/BF01900825Search in Google Scholar

5 Weinert, K.; Müller, H.; Friedhoff, J.: Efficient Discrete Simulation of 3-Axis Milling. “Product Engineering – Research and Development in Germany”, Annals of the WGP. Carl Hanser Verlag, München, Wien1996Search in Google Scholar

6 Huang, Y.; Oliver, J. H.: NC Milling Error Assessment and Tool Path Correction. Proceedings ACM SIGGRAPH Conference 199610.1145/192161.192231Search in Google Scholar

7 Guntermann, G.; Stautner, M.: Eine effiziente diskrete Simulation für das fünfachsige Fräsen von Freiformflächen. Spanende Fertigung 3. Ausgabe. Vulkan Verlag, Essen2001Search in Google Scholar

8 Lorensen, W. E.; Cline, H. E.: Marching Cubes: A High Resolution 3D Surface Construction Algorithm. Computer Graphics21 (1987) 3, S. 163–16910.1145/37402.37422Search in Google Scholar

9 Foley, J. D.; van Dam, A.; Feiner, S. K.; Hughes, J. F.; Phillips, R. L.: Grundlagen der Computergraphik. Addison-Wesley 1994Search in Google Scholar

10 Hoschek, J.; Lasser, D.: Grundlagen der geometrischen Datenverarbeitung. B. G. Teubner Verlag, Stuttgart199210.1007/978-3-322-89829-6Search in Google Scholar

11 Ayasse, J.; Müller, H.: Sculpturing on Discrete Displacement Fields. Proceedings Eurographics Conference 2002, Computer Graphics Forum 21 (2002) 3 10.1111/1467-8659.00603Search in Google Scholar

12 Jung, M.; Langer, U.: Methode der finiten Elemente für Ingeniere. B. G. Teubner Verlag, Stuttgart, Leipzig, Wiesbaden200110.1007/978-3-663-10785-9Search in Google Scholar

Online erschienen: 2017-03-20

Erschienen im Druck: 2002-08-18