Die Arbeitsvorbereitung für komplexe Fräsprozesse muss hohen Anforderungen hinsichtlich Oberflächenqualität, Maßhaltigkeit, Produktivität und Kosten gerecht werden. Zur Unterstützung der CAM-NC-Planung können zwar bereits heute umfangreiche Daten aus Bearbeitungsprozessen erhoben werden, doch mangelt es an systematischen Methoden, um diese Daten effektiv zur Bewertung von NC-Programmen sowie zur Ableitung von Optimierungsmaßnahmen zu verwenden.

In der vorliegenden Arbeit wird daher eine Evaluationsassistenz für rückgeführte NC-Prozessdaten konzipiert, die eine wissensbasierte Fehlerdiagnose und eine darauf aufsetzende Adaption von NC-Programmen ermöglicht. Die hierfür geschaffenen Methoden lassen sowohl eine Identifizierung steuerungsbezogener Ursachen nach Auftritt von Fehlern an einem Werkstück als auch - über simulierte Prozessdaten - eine planungsintegrierte Bewertung und Anpassung von NC-Programmen zu.

Die wissensbasierte Fehlerdiagnose besteht aus einer domänenspezifischen Vorverarbeitung und einer über Fuzzy-Logik abgebildeten Expertenbewertung. Als Eingangswerte dienen neben CAM-Planungsvorgaben zeitdiskrete, über den Bearbeitungsverlauf erhobene Daten, darunter Positionen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen als Abbild der Maschinen- bzw. Werkzeugbewegung. Diese Daten werden zu Kennwerten aggregiert, die die Neigung zu bestimmten Fehlerfällen, z. B. Oberflächenmarken oder Maßabweichungen, aufgelöst über Zeit und Werkzeugbahn zum Ausdruck bringen. Die gebildeten Kennwerte fließen zur Ermittlung von Optimierungsmaßnahmen in Sensitivitätsanalysen ein, aus denen die Auswirkung verfügbarer NC-Steuerungsbefehle auf bestimmte Fehlerneigungen hervorgeht.

Um die Evaluationsassistenz auch planungsintegriert einsetzen zu können, sind effiziente, ausreichend genaue Simulationen erforderlich. Dafür wird die Eignung bestehender Modelle von NC-Steuerung, Maschinenstruktur und Fräsprozess diskutiert. Hierbei erfahren auch Maßnahmen zur Effizienzsteigerung bei der Werkzeugeingriffsermittlung Berücksichtigung, die auf der Ausnutzung zulässiger Genauigkeitstoleranzen basieren.

Zur Validierung wird ein kommerzielles CAM-System prototypisch um die beschriebenen Methoden ergänzt. Die auf dieser Basis durchgeführte Diagnose von Werkstücken mit Anlehnung an den Werkzeug- und Formenbau zeigt auf, dass sich der erforschte Ansatz als Systematik zur Identifizierung von Ursache-Fehler-Beziehungen in der CAM-NC-Planung geeignet einsetzen lässt.