Table Of ContentINFORMATIK-HANDBUCHER
Herausgegeben
im Auft rag der Gesellschaft fur Informatik e. V.
Herausgeberbeirat: RGnatz, Munchen; W.Brauer,
Munchen; 1. Encarna~o, Darmstadt; P. C. Lockemann,
Karlsruhe; J. W. Schmidt, Hamburg
CAM -Handbuch
Herausgegeben von
U. Rembold A. Bien L. Fehrle H. Fischer
K. Hormann H. Konig K. Mally K. Rohmer
Mit 158 Abbildungen
Geleitworte von F. KrUckeberg und J. Encarna9ao
Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York
London Paris Tokyo Hong Kong
ISBN-13:978-3-642-74839-4 e- ISBN-13: 978-3-642-74838-7
DOl: 10.1007/978-3-642-74838-7
CIP-Tite1aufnahme der Deutschen Bibliothek
CAM-Handbuch 1 hrsg. von U. Rembold ... - Berlin; Heidelberg; New York;
London; Paris; Tokyo; Hong Kong: Springer, 1990
(Informatik -Handbiicher)
ISBN-13:978-3-642-74839-4
NE: Rembold, Ulrich [Hrsg.]
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte,
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tungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Stratbestimmungen des
Urheberrechtgesetzes.
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1990
Sof tcover reprint of the hardcover 1s t edition 1990
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen
usw. in dies em Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu
der Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Marken-
schutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann
benutzt werden diirften.
2145/3140-543210 Gedruckt auf saurefreiem Papier
Geleitwort
Die GI verfolgt als erstrangiges Ziel, im Rahmen ihrer Aktivitaten
die Technische Informatik auszubauen. Daran hat der GI-Fach-
bereich 4 "Informationstechnik und Technische Nutzung der In-
formatik" erheblichen Anteil. Innerhalb dieses Fachbereichs be-
faf3t sich des sen Fachausschuf3 4.2 "Rechnergesrntztes Entwerfen,
Projektieren und Fertigen" schon seit vielen Jahren in bestimm-
ten Arbeitskreisen mit den Themen CAD und CAM. Es ist fUr die
GI ein wichtiger weiterer Schritt in die Richtung der obengenann-
ten Zielsetzung, wenn nun der neue Band"Computer Aided Man-
ufacturing" (CAM) fertiggestellt ist, nachdem mit dem ebenfalls
von der GI initiierten Band "Computer Aided Design" im Jahre
1984 bereits ein wesentlicher Beitrag dazu geleistet wurde.
Die Informatik kann mit ihren System en, Werkzeugen und Me-
tho den erheblich zum industriellen Entwicklungsprozef3 beitra-
gen. Dabei ist gerade der Wandel der Entwicklungsrichtung der
industriellen Produktion von der eher quantitativen Dimension in
eine Vielzahl qualitativer Dimensionen zu einem sehr wesentli-
chen Teil erst durch den Einsatz der Informatik m6g1ich gewor-
den. Urn nur einige Beispiele zu nennen: Dezentralisierung der
Produktionssteuerung, Varianz der Produkte, wirtschaftliche Pro-
duktion auch kleiner Srnckzahlen und fUr klein ere und mittlere
Betriebe, bessere und gleichmaf3igere Produktqualitat, Flexibili-
sierung der Arbeitszeit, der Arbeitsdauer und des Arbeitsortes fUr
die Beschaftigten und nicht zuletzt eine weitere Humanisierung
der Arbeitsplatze. Der Informatisierung der industriellen Produk-
tion und dem Denken in informatischen Systemen geh6rt die Zu-
kunft.
Die GI dankt den Mitgliedem des Arbeitskreises und allen Be-
teiligten sehr herzlich fur die Schaffung des CAM-Handbuches
und wunscht dem Handbuch eine gute Verbreitung und Wir-
kung.
Bonn, Januar 1990 F. KrUckeberg
Prasident der
Gesellschaft fur Informatik
Geleitwort
Die Reihe "Informatik-Handbiicher", herausgegeben im Auftrag
der Gesellschaft fUr Informatik (GI), hat 1984 einen ersten Band
mit dem Titel "CAD-Handbuch; Auswahl und EinfUhrung von
CAD-Systemen" herausgegeben. Nach dem Erscheinen dieses
Bandes habe ich als dessen Herausgeber dem GI-Prasidium und
dem Reihenherausgeber, Herrn Dr. Rupert Gnatz, vorgeschlagen,
die Reihe mit einem Band zum Thema CAM fortzusetzen. Ich
fand dabei Unterstiitzung, und es ist mir damals gelungen, den
prominenten, international anerkannten Experten Herrn Profes-
sor Dr.-Ing. U. Rembold von der Universitat Karlsruhe fUr das
Thema und die Ubernahme der Gesamtleitung bei der Erarbei-
tung und Herausgabe des nun vorliegenden CAM-Handbuches
zu gewinnen. Wie es nicht anders zu erwarten war, hat es Herr
Professor Rembold in sehr kompetenter, aber auch sehr gedul-
diger Arbeitsweise geschafft, zusammen mit der ihm helfenden
und aus mehr als insgesamt 50 Experten bestehenden Grup-
pe ein CAM-Handbuch mit einem sehr fundierten Inhalt fertig-
zustellen.
Das Thema wird sehr praxisnah und sehr umfassend behan-
delt. Es ist in acht Kapitel gegliedert; dabei werden aIle wichtigen
Fragestellungen behandelt, wie das CAM-Umfeld, die Arbeits-
planung, die Fertigung bis hin zur Qualitatssicherung und zur Be-
handlung von Auswirkungen und der Wirtschaftlichkeit von In-
vestitionen. Aile Kapitel sind systematisch aufgebaut und vermit-
teln nicht nur Methoden und Verfahren fUr das jeweilige Thema,
sondern auch viel Information aus der industriellen Praxis. Das
vorliegende CAM-Handbuch ist daher ein sehr reichhaltiger Fun-
dus an wertvollen Informationen sowohl fUr den Entwerfer und
Realisierer von CAM -Systemen als auch fUr den Praktiker, der
diese Systeme aussuchen, beschaffen, einfUhren und wirtschaft-
lich verantworten muB. Man kann nun nur dem Autorenteam,
und dabei allen voran Herrn Professor Dr. U. Rembold und sei-
nem RedaktionsausschuB, zu dies em gelungenen Werk herzlichst
gratulieren.
Der Gesellschaft fUr Informatik und Herrn Dr. Gnatz ist es zu
wiinschen, daB es gelingt, in dieser Reihe weitere Bande zu so ak-
tuellen Themen und in solcher Qualitat herauszugeben. Damit
Geleitwort VII
wurde die GI den an der angewandten Informatik und an den
Anwendungen der Informatik interessierten Experten einen sehr
wertvollen Dienst erweisen.
Darmstadt, Januar 1990 J. Encama~iio
Technische Hochschule Darmstadt
Fachgebiet Graphisch-Interaktive
Systeme
Vorwort der Herausgeber
Der hier vorliegende Band ist das Ergebnis der mehrjahrigen Ta-
tigkeit eines von der Gesellschaft fur Informatik (GI) angeregten
Arbeitskreises. Das wirtschaftlich eminent wichtige und sich stur-
misch entwickelnde Gebiet der rechnerunterstUtzten Systeme in
der Fertigung zeigte einen groBen Bedarf fUr ein solches Hand-
buch. Durch dieses Handbuch solI einerseits dem Experten ein
Leitfaden und Nachschlagewerk in die Hand gegeben und ande-
rerseits das Management bei der Entscheidungsvorbereitung auf
dies em Gebiet unterstutzt werden. Es solI eine Hilfestellung so-
wohl bei der Beurteilung und Auswahl als auch bei der Entwick-
lung und EinfUhrung solcher Systeme sein.
Unter den vielen yom Computer Aided Manufacturing beein-
fluBten Untemehmensbereichen ist besonders die Entwicklung
aufzufUhren, in der heute haufig schon mit CAD-Techniken gear-
beitet wird. Der Bereich CAD wird eingehend in dem ebenfalls
von der GI initiierten CAD-Handbuch* behandelt und ist daher
in dem vorliegenden CAM-Handbuch ausgespart. Daher sind das
CAD- und das CAM-Handbuch als zwei sich erganzende Werke
zu betrachten. Der Leser, der sich intensiv mit CAM befaBt, sollte
genugend Grundkenntnisse uber CAD besitzen, um die Zu-
sammenhange zwischen dies en beiden Technologien zu verste-
hen.
Die Erstellung des hier vorliegenden CAM-Handbuches wurde
durch den FachausschuB 4.2 "RechnergestUtztes Entwerfen, Pro-
jektieren und Fertigen" der GI angeregt. Zu dies em Zweck hat
sich im November 1984 ein Arbeitskreis konstituiert, dem Sy-
stemherstelIer, beratende Wissenschaftler und fortgeschrittene
Anwender beitraten. Dadurch war es moglich, die Kenntnisse
und Erfahrungen eines sehr groBen Kreises von Spezialisten und
Kennem der Materie einzubringen und die Arbeit damit auf eine
sehr breite Basis zu stell en. Das Buch wurde in 8 Kapitel aufge-
teilt, deren Inhalt und Strukturierung der Arbeitskreis festlegte.
* 1. Encama~ao, H.-E. Hellwig, E. Hettesheimer, W. F. Klos, S. Lewandow-
ski, L. A. Messina, W. Poths, K. Rohmer, H. Wenz (Hrsg.): CAD-Hand-
buch, Springer-Verlag, 1984.
Vorwort der Herausgeber IX
Fur jedes Kapitel wurde eine eigene kleinere Arbeitsgruppe ins
Leben gerufen. Ein RedaktionsausschuB koordinierte die Arbeits-
gruppen und hatte die schwierige Aufgabe, in 22 Sitzungen und
muhevoller Kleinarbeit die Beitrage der verschiedenen Kapitel
miteinander abzugleichen und redaktionelle Modifikationen vor-
zunehmen. Dabei wurde groBer Wert darauf gelegt, den jeweils
neuesten Stand der Technik einflieBen zu lassen.
Nach fast 4jahriger Arbeit konnte das Manuskript abgeschlos-
sen und dem Springer-Verlag zur VerOffentlichung ubergeben
werden.
An dieser Stelle mochten wir in erster Linie der GI und dabei
besonders den Herren R. Gnatz und D. Kronig fUr ihre UnterstUt-
zung danken. Unser besonderer Dank gilt den Mitarbeitern des
Arbeitskreises fUr die erfolgreiche Zusammenarbeit bei der Er-
stellung dieses Werkes. Diese Mitarbeiter waren:
B. Bonsels (Universitat Passau); 1. Bunten (mbp, Dortmund);
R. Donn (Universitat Stuttgart); R. Eisele (Universitat Erlangen-
Nurnberg); V. Fuchs (Siemens AG, Munchen); V. Gerbig (Sie-
mens AG, Erlangen); R. Hegelmann (Volkswagen AG, Wolfs-
burg); G. Herrmann (Ing.-Buro Herrmann, Reutlingen); E. Het-
tesheimer (Robert-Bosch GmbH, Leinfelden), H. Hildebrandt
(Thyssen Industrie AG - Henschel, Kassel); M. lacksch (Ernst
Leitz Wetzlar GmbH, Wetzlar); H. Kampa (Bartec Barlian-Tech-
nik GmbH, Bad Mergentheim); B. Kandziora (Universitat Karls-
ruhe), W. Kersten (Universitat Passau); R. Konig (Agiplan Unter-
nehmensberatung GmbH, Karlsruhe); H. R. Ludwig (Universitat
Karlsruhe); F. W. Major (IPK Berlin); B. Muller (Price-Water-
house Unternehmensberatung, Stuttgart); M. Nehab (Die CAM
Systeme fur rechnergestUtzte Produktion GmbH, Coburg); P. Olt-
manns (CAD/CAM-Partner Firnig + Hellwig GmbH, Goslar);
H. Reichel (Universitat Erlangen-Nurnberg); 1. Rothley (For-
schungszentrum Informatik, Karlsruhe); H. Schafer (Universitat
Karlsruhe); R. Schmid (Siemens AG, Munchen); M. Schneider
(McDonnell Douglas Information Systems GmbH, Munchen);
G. Schonbach (lng. Buro Schonbach, Taunusstein); 1. Sluis
(Werkzeugtechnik Mayen GmbH, Duren); F. Sodha (Price-Wa-
terhouse Unternehmensberatung, Stuttgart); E. Stein (MAHO
AG, Pfronten); H. Weule (Universitat Karlsruhe); E. Worns
(SAMPOH MeBgerate Vertriebsgesellschaft mbH, Oberndorfl
Neckar); H. Wohak (Daimler-Benz AG, Stuttgart); R. Woll
(Technische Universitat Berlin); H.-R. Wollersheim (EXAPT NC
Systemtechnik GmbH, Aachen); P. Wrba (Technische Universitat
Munchen).
Aus dem groBen Kreis der Autoren sind besonders die Herren
A. Weckenmann (Universitat der Bundeswehr, Hamburg) und H.
Wildemann (Universitat Passau) zu nennen. Herr Weckenmann
bearbeitete maBgeblich den Abschnitt 4.4 "CNC-Koordinaten-
X Vorwort der Herausgeber
meBgedite", Herr Wildemann verfaBte das Kapitel8 "Auswirkun-
gen der Integration auf die Wirtschaftlichkeit von Investitionen in
eine rechnergesteuerte Produktion". Beiden Herren sei hierfur
herzlich gedankt.
Nicht zuletzt gilt unser Dank dem Springer-Verlag, der viele
unserer Wunsche erfullt hat.
Unsere Zusammenarbeit war durch eine hohe Einsatzbereit-
schaft und ein kollegiales Klima gekennzeichnet. Beides trug sehr
viel zum guten Gelingen des Buches bei. Der Redaktionsaus-
schuB wiinscht diesem Werk im Namen aller Mitarbeiter viel Er-
folg. Wir hoffen, daB dieser Band auf breites Interesse stoBen
und dem Leser bei seiner Arbeit mit CAM-Systemen von Nutzen
sein wird.
Der RedaktionsausschuB
U. Rembold (Sprecher) Universitat Karlsruhe
A. Bien Thyssen Industrie AG - Henschel, Kassel
L. Fehrle Siemens AG, Erlangen
H. Fischer U niversitat Erlangen-Numb erg
K. Hormann Universitat Karlsruhe
H. Konig Siemens AG, Munchen
K. Mally TELENORMA, Frankfurt
K. Rohmer AEG AG, Frankfurt
Inhaltsverzeichnis
KapitelO
Einfohrung
0.1 Literatur zur Einfiihrung 5
Kapitel 1
Das Unternehmen und sein Umfeld
1.1 Vorbemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2 Unternehmensziele................... 9
1.3 Einfliisse des Umfeldes auf die Unternehmensziele 9
1.4 Struktur eines Unternehmens der fertigenden Indu-
strie ........................... 11
1.5 Informations- und Materialfliisse im Unternehmen 14
1.6 Unternehmensstrategie ..... . . . . . . 15
1.7 Literatur zu Kapitel 1 ................. 19
Kapitel2
Unternehmen und rechnerunterstutzte
Produktion
2.1 Vorbemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 23
2.2 Begriffe der rechnerunterstiitzten Produktion . . . . 24
2.3 Problemfelder der rechnerunterstiitzten Produktion 25
2.4 Kosten der Rechnerunterstiitzung 28
2.5 Literatur zu Kapitel 2 ................. 29
Kapitel3
Arbeitsplanung
3.1 Vorbemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2 InformationsfluB im Umfeld der Arbeitsplanung 33
