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Steuerungstechnik

Fehlerkompensation einer CNC erhöht Bearbeitungsgenauigkeit

16.08.2010 | Autor / Redakteur: Uwe Warnatz / Monika Zwettler

Bild 1: In die CNC der Serien 30i und 31i-A5 von Fanuc ist die Funktion 3D Error Compensation integriert, die geometrische Maschinenfehler korrigieren soll. Bild: Fanuc
Bild 1: In die CNC der Serien 30i und 31i-A5 von Fanuc ist die Funktion 3D Error Compensation integriert, die geometrische Maschinenfehler korrigieren soll. Bild: Fanuc

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Die Bearbeitungsgenauigkeit eines Bohrzentrums konnte durch volumetrische Kalibrierung und 3D-Fehlerkompensation um den Faktor vier gesteigert werden. Dazu verarbeitet die Steuerung dreidimensionale Messdaten des gesamten Maschinenvolumens und korrigiert geometrische Fehler.

Keine Werkzeugmaschine ist vollkommen, denn alle Achsen sind in verschiedener Weise fehlerbehaftet: Ganz typisch sind Spindelsteigungsfehler, ein gewisses Durchhängen bei langen Achsen oder Neigungen bei hohen Aufbauten. Fehler, denen moderne Maschinensteuerungen durch entsprechende Funktionen entgegenwirken können.

Allerdings werden diese Kompensationen in der Regel für jede Achse separat durchgeführt. Weitere gängige Fehler, wie kleine Abweichungen der Winkligkeit der Achsen zueinander sowie leichte Verdrehungen, bleiben dadurch unberücksichtigt. Sie werden häufig über Korrekturen im NC-Programm eliminiert – mit dem Nachteil, dass ein solches Programm ohne erneute Anpassung auf keiner anderen Maschine genutzt werden kann.

Fehlerkompensation ist in der Steuerung integriert

Mit der 3D Error Compensation, die in den CNC der Serien 30i und 31i-A5 von Fanuc integriert ist (Bild 1), lassen sich auch solche Achsfehler im Raum kompensieren. Voraussetzung dafür ist ein exaktes räumliches Vermessen der Maschine und aller Achsen. Ein Vorgang, den bisher viele aufgrund des beachtlichen Aufwands scheuten. Durch ein neues Verfahren wird jedoch dieses räumliche Messen erheblich erleichtert, wie ein Hersteller moderner Bohrzentren berichtet.

Seine Hochgeschwindigkeits-CNC-Maschinen zeichnen sich vor allem durch Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und hohe Genauigkeit aus. In Zahlen ausgedrückt: Die Positioniergenauigkeit in Spindelrichtung beträgt 0,006 mm, die Wiederholgenauigkeit liegt bei ±0,002 mm.

3D-Fehlerkompensation der Fanuc-Steuerung wird genutzt

Die zerspanenden Maschinen sind mit nutzbaren Achslängen von 500, 400 und 330 mm verhältnismäßig kompakt aufgebaut. Sie werden für die Bearbeitung von Kfz-Teilen, Elektroteilen, in der Uhren- und Schmuckindustrie sowie in der Medizintechnik eingesetzt.

Um die Präzision dieser Bohrzentren noch weiter zu optimieren, hat der Hersteller die Funktion 3D-Fehlerkompensation in seiner Fanuc-Steuerung genutzt. Zum Erfassen der geometrischen Restabweichungen der Verfahrachsen setzte er das Kalibriersystem von Etalon ein. Es besteht aus dem Messgerät Lasertracer (selbstnachführendes Laserinterferometer) sowie einer Software, die aus den Messdaten direkt die Achsabweichungen berechnet und Korrekturdaten ausgeben kann (Bild 2).

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