Geschwindigkeitsschwankungen

Einflussfaktoren

Treten bei der Bearbeitung von Programmen mit kurzen Sätzen starke Geschwindigkeitsschwankungen auf, so sind folgende Parameter / Einflußfaktoren zu prüfen.

• Datendurchsatz der NC
• Stützpunktverlauf
• Dynamische Kenngrößen der Achsen
• Slope Typ
• Aktive Abbildungsfunktionen (Transformationen)

Dynamik

Es kann generell gesagt werden, daß sich hohe zulässige Beschleunigungen und kleine Rampenzeiten günstig auf die maximal mögliche Bahngeschwindigkeit auswirken. Eine Liste mit den durch die CNC verwendeten dynamischen Kenngrößen ist im Kapitel 1.8 dargestellt.

Datendurchsatz

Damit eine programmierte Bahngeschwindigkeit gefahren werden kann sind zusätzlich folgende Einflußgrößen zu prüfen:

• Buffergröße Interpolator
• Benötigte Satzanzahl/Zyklus

Die Buffergröße legt den Bremsweg und damit die theoretisch maximal erreichbare Geschwindigkeit fest. Bei der nichtlinearen Slope Funktion ist der Bremsweg grundsätzlich länger, daher wird hier für das Erreichen der gleichen Bahngeschwindigkeit ein größerer Buffer und Sätze pro Zyklus benötigt. Die im eingeschwungenen Fall benötigte Satzanzahl/Zyklus kann aus der Vorschubgeschwindigkeit und der Zyluszeit abgeschätzt werden. Z. B. werden bei F=10m/min und einer Zykluszeit von 5ms pro Zyklus mindestens Fahrweg von 0.84mm pro Abtastintervall benötigt.

Diese Parameter sind i. a. durch den Maschinenhersteller vorgegeben und können durch den Anwender nicht beeinflußt werden.

Die folgenden Parameter können i. a. auch nur bedingt durch den Anwender beeinflußt werden.

Konturverlauf und Krümmung

Durch die Genauigkeitsanforderungen an das Werkstück sind die Parameter durch das CAD/CAM-System vorgegeben. Ein Werkstück mit starker Konturkrümmung führt generell zu kurzen Bewegungssätzen und niedriger Geschwindigkeit. Bei stark wechselnder Konturkrümmung lassen sich Geschwindigkeitsschwankungen bei hoch programmiertem Bahnvorschub nicht vermeiden.

Wichtig ist, daß der Stützpunktverlauf besonders bei kurzen NC-Sätzen harmonisch ist, d. h. die Schwankungsbreite der Relativfahrwege der einzelnen Achsen bezogen auf den Raumfahrweg aufeinanderfolgender Sätze möglichst klein ist (Abtasten durch CAD/CAM System). Ansonsten kann nicht mit konstanter Bahngeschwindigkeit gefahren werden, da aufgrund der sich ergebenden Krümmungen und Krümmungsänderungen eine Reduzierung der Bahngeschwindigkeit durch die CNC erfolgt.

Durch den B-Spline kann man eine gewisse Glättung von „verrauschten“ Stützpunkten erreichen.

Dennoch sind die sich ergebenden Bahngeschwindigkeitsprofile nicht optimal und die Achsgeschwindigkeiten schwanken anhängig von den Bewegungsanteilen der Einzelachsen stark. Hier empfiehlt sich der Einsatz eines geeigneten Glättungsalgorithmus im CAD/CAM- System.