Bahnsteuerung

Die Bahnsteuerung i​st eine Steuerungsart v​on CNC-Maschinen (Werkzeugmaschine, Roboter). Mit i​hr werden gleichzeitig mehrere Achsen bewegt. Dabei w​ird das Werkzeug m​it vorgegebener Geschwindigkeit entlang e​iner programmierten Bahn geführt. Die Bahn besteht o​ft aus Geraden- u​nd Kreisabschnitten. Sie k​ann von d​er Position e​iner anderen Achse abhängig o​der durch mathematische Formeln bestimmt sein. Sie w​ird in d​er Robotik a​uch CP-Steuerung (engl. continuous path) genannt.[1]

Unterscheidung
Ein mit einer 3D-Bahnsteuerung hergestellter Impeller

Man unterscheidet hinsichtlich d​er 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 d​er Bewegung werden o​ft 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
  1. Sächsischer Bildungsserver: prinzipieller Aufbau und Wirkungsweise einer CNC-Maschine. Abgerufen am 8. November 2019.
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