„Bahnsteuerung“ – Versionsunterschied
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Die '''Bahnsteuerung''' ist eine [[Steuerung]]sart von [[CNC-Maschine]]n ([[Werkzeugmaschine]], [[Roboter]]). Mit ihr werden gleichzeitig mehrere [[Computerized Numerical Control#Maschinenachsen|Achsen]] bewegt. Dabei wird das [[Werkzeug]] mit vorgegebener [[Geschwindigkeit]] entlang einer programmierten [[Trajektorie (Physik)|Bahn]] geführt. Die Bahn besteht oft aus Geraden- und [[Kreisabschnitt]]en. Sie kann von der Position einer anderen Achse abhängig oder durch mathematische Formeln bestimmt sein. Sie wird in der [[Robotik]] auch '''CP-Steuerung''' (engl. | Die '''Bahnsteuerung''' ist eine [[Steuerungstechnik|Steuerung]]sart von [[CNC-Maschine]]n ([[Werkzeugmaschine]], [[Roboter]]). Mit ihr werden gleichzeitig mehrere [[Computerized Numerical Control#Maschinenachsen|Achsen]] bewegt. Dabei wird das [[Werkzeug]] mit vorgegebener [[Geschwindigkeit]] entlang einer programmierten [[Trajektorie (Physik)|Bahn]] geführt. Die Bahn besteht oft aus Geraden- und [[Kreisabschnitt]]en. Sie kann von der Position einer anderen Achse abhängig oder durch mathematische Formeln bestimmt sein. Sie wird in der [[Robotik]] auch '''CP-Steuerung''' (engl. continuous path) genannt.<ref>{{Internetquelle |autor=Sächsischer Bildungsserver |url=https://www.sachsen.schule/~dvt/lpe19/19121.htm |titel=prinzipieller Aufbau und Wirkungsweise einer CNC-Maschine |werk= |hrsg= |datum= |abruf=2019-11-08 |sprache=de}}</ref> | ||
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* 2D-Bahnsteuerung: Sie kann 2 Achsen in einer festen Ebene steuern. Verwendung z. B. bei Drehmaschinen, Laserschneidmaschinen | * 2D-Bahnsteuerung: Sie kann 2 Achsen in einer festen Ebene steuern. Verwendung z. B. bei Drehmaschinen, Laserschneidmaschinen | ||
* 2½D-Bahnsteuerung: Maximal 2 Achsen können in unterschiedlichen Ebenen gesteuert werden. Verwendung z. B. bei einfachen Fräsmaschinen. Während der Bewegung steht die 3. Achse immer an der gleichen Position. | * 2½D-Bahnsteuerung: Maximal 2 Achsen können in unterschiedlichen Ebenen gesteuert werden. Verwendung z. B. bei einfachen Fräsmaschinen. Während der Bewegung steht die 3. Achse immer an der gleichen Position. | ||
* 3D-Bahnsteuerung: Sie kann mindestens 3 Achsen gleichzeitig im Raum bewegen. Häufig sind zusätzlich Dreh-, Schwenk- und Nebenachsen steuerbar. Verwendung z. B. bei Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren. | * 3D-Bahnsteuerung: Sie kann mindestens 3 Achsen gleichzeitig im Raum bewegen. Häufig sind zusätzlich Dreh-, Schwenk- und Nebenachsen steuerbar. Verwendung z. B. bei Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren. Die [[Interpolation (Mathematik)|Interpolation]] zwischen den programmierten Punkten kann [[Gerade|linear]], [[Kreis_(Geometrie)|zirkular]] in der Ebene, [[Helix|Schraubenlinie]], [[Spline-Interpolation|Spline]], oder ein beliebiges [[Polynominterpolation|Polynom]] nach mathematischer Formel sein. | ||
== Korrekturen == | == Korrekturen == | ||
Während der Bewegung werden oft folgende Korrekturen berechnet: | Während der Bewegung werden oft folgende Korrekturen berechnet: | ||
* Werkzeugradiuskorrektur: Die Fertig[[kontur]] wird programmiert und die Werkzeugmittelpunktsbahn wird um den Wert des Schneidenradius nach außen oder innen versetzt. | * Werkzeugradiuskorrektur: Die Fertig[[kontur]] wird programmiert und die Werkzeugmittelpunktsbahn wird um den Wert des Schneidenradius nach außen oder innen versetzt. | ||
* | * Konstante Schnittgeschwindigkeit: Bei Drehmaschinen wird die Drehzahl bei kleinen Durchmessern größer, bei [[Fräsmaschine]]n wird die Vorschubgeschwindigkeit an den Ecken verändert. | ||
* Koordinatentransformationen: Programmierung in einem Koordinatensystem, das nicht als Achse zur Verfügung steht. | * Koordinatentransformationen: Programmierung in einem Koordinatensystem, das nicht als Achse zur Verfügung steht. | ||
* Fehlerkompensation der Maschinengeometrie: z. B. Umkehrspiel, Spindelsteigungsfehler, schiefe und kippende Achsen, thermische Ausdehnung | * Fehlerkompensation der Maschinengeometrie: z. B. Umkehrspiel, Spindelsteigungsfehler, schiefe und kippende Achsen, thermische Ausdehnung | ||
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Aktuelle Version vom 10. Juni 2024, 11:05 Uhr
Die Bahnsteuerung ist eine Steuerungsart von CNC-Maschinen (Werkzeugmaschine, Roboter). Mit ihr werden gleichzeitig mehrere Achsen bewegt. Dabei wird das Werkzeug mit vorgegebener Geschwindigkeit entlang einer programmierten Bahn geführt. Die Bahn besteht oft aus Geraden- und Kreisabschnitten. Sie kann von der Position einer anderen Achse abhängig oder durch mathematische Formeln bestimmt sein. Sie wird in der Robotik auch CP-Steuerung (engl. continuous path) genannt.[1]
Unterscheidung
Man unterscheidet hinsichtlich der Anzahl gleichzeitig gesteuerter Achsen:
- 2D-Bahnsteuerung: Sie kann 2 Achsen in einer festen Ebene steuern. Verwendung z. B. bei Drehmaschinen, Laserschneidmaschinen
- 2½D-Bahnsteuerung: Maximal 2 Achsen können in unterschiedlichen Ebenen gesteuert werden. Verwendung z. B. bei einfachen Fräsmaschinen. Während der Bewegung steht die 3. Achse immer an der gleichen Position.
- 3D-Bahnsteuerung: Sie kann mindestens 3 Achsen gleichzeitig im Raum bewegen. Häufig sind zusätzlich Dreh-, Schwenk- und Nebenachsen steuerbar. Verwendung z. B. bei Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren. Die Interpolation zwischen den programmierten Punkten kann linear, zirkular in der Ebene, Schraubenlinie, Spline, oder ein beliebiges Polynom nach mathematischer Formel sein.
Korrekturen
Während der Bewegung werden oft folgende Korrekturen berechnet:
- Werkzeugradiuskorrektur: Die Fertigkontur wird programmiert und die Werkzeugmittelpunktsbahn wird um den Wert des Schneidenradius nach außen oder innen versetzt.
- Konstante Schnittgeschwindigkeit: Bei Drehmaschinen wird die Drehzahl bei kleinen Durchmessern größer, bei Fräsmaschinen wird die Vorschubgeschwindigkeit an den Ecken verändert.
- Koordinatentransformationen: Programmierung in einem Koordinatensystem, das nicht als Achse zur Verfügung steht.
- Fehlerkompensation der Maschinengeometrie: z. B. Umkehrspiel, Spindelsteigungsfehler, schiefe und kippende Achsen, thermische Ausdehnung
Einzelnachweise
- ↑ Sächsischer Bildungsserver: prinzipieller Aufbau und Wirkungsweise einer CNC-Maschine. Abgerufen am 8. November 2019.
