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Mit dem 5-Achs-Scanner schneller zum Messergebnis

| Redakteur: Udo Schnell

Die Protagonisten in der Automobilbranche werden von Preisdruck und Zeitnot beherrscht. Alles, was die Produktion von Teilen günstiger und schneller macht, lindert das Problem. Das 5-Achs-Scannen schafft das etwa beim Thema Antriebsstrangfertigung.

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Nutzt man die 5-Achs-Scannerprüfung auf Koordinatenmessgeräten (KMG), umgeht man einige Nachteile, die von Systemen mit nur drei linearen Achsen her bekannt sind.
Nutzt man die 5-Achs-Scannerprüfung auf Koordinatenmessgeräten (KMG), umgeht man einige Nachteile, die von Systemen mit nur drei linearen Achsen her bekannt sind.
(Bild: Renishaw)

Die 5-Achs-Prüfung auf Koordinatenmessgeräten (KMG) kann mit Fug und Recht als ein technischer Durchbruch bezeichnet werden. Denn in der von hohem Wettbewerbsdruck gekennzeichneten Antriebsstrangfertigung in der Automobilindustrie wird kontinuierlich nach effizienteren Lösungen gesucht und gleichzeitig versucht man, die Produktionskosten zu senken.

Ein signifikanter technischer Durchbruch, der die Zykluszeiten je nach Anwendung um 20 bis 70 % verkürzt hat, ist das 5-Achs-Scannen auf KMG zur Prüfung von Teilemerkmalen. Anlagen, welche die 5-Achs-Scantechnik einsetzen, können an komplexen Teilen deutlich zu sparen helfen.

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Bei Messungen von Zylinderköpfen, Motorblöcken und Getriebegehäusen sind Zeiteinsparungen von 50 % nicht ungewöhnlich. Mithilfe eines Rauheitssensors, der Messungen mit denselben automatisierten CNC-Messroutinen ermöglicht, entfällt außerdem das Umspannen auf ein anderes Messgerät oder die manuelle Prüfung mit Handmessgeräten.

Schneller und präziser scannen

Alle KMG mit nur drei linearen Achsen (X, Y und Z) leiden in der Regel unter einer variablen Scangenauigkeit, die mit höherer Geschwindigkeit schlechter wird. Der Grund dafür ist, dass die Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte die Maschinenstruktur nicht unerheblich verdrehen, was auch zu Fehlern in den Messdaten führt. Um diese Fehler zu vermeiden und die geforderte Genauigkeit zu erreichen, wird die Scangeschwindigkeit relativ niedrig gehalten. Sie liegt meist unter 25 mm/s.

Mit dem markenrechtlich geschützten Revo- 5-Achs-Messsystem von Renishaw wurde eine Technik angewandt, die den Konflikt Geschwindigkeit/Genauigkeit radikal verändert hat: Der Messkopf hat zwei zusätzliche Drehachsen, die diese dynamischen Fehler bei hohen Messgeschwindigkeiten (bis 500 mm/s) vermeiden.

Dies wird erreicht, indem ein reaktionsschneller Messkopf zur Durchführung von zum Beispiel Kreisscans eingesetzt wird, während die Maschinenstruktur fest bleibt. Wenn Messpfade mehr als zwei synchronisierte Achsen benötigen, wie etwa beim spiralförmigen Scannen, können die X-, Y- und Z-Achsen so programmiert werden, dass sie sich in einem Vektor bei konstanter Geschwindigkeit bewegen und der Kopf die schnellen Scanbewegungen ausführt. Die Maschinenstruktur fährt in diesem Fall mit konstanter Geschwindigkeit und die oben genannten Fehler können vermieden werden.

Das Revo-System hat fünf verschiedene Tasterfamilien im Angebot, von der jede konstruiert wurde, um die Vorteile der 5-Achs-Bewegung und der stufenlosen Positionierung zu maximieren. Die Messtaster können automatisch gewechselt werden und es gibt Taster für taktiles Scannen, berührend schaltende Taster, Taster für Rauheitsmessungen sowie berührungslose optische Taster enthalten. Alle werden innerhalb eines gemeinsamen Koordinatenreferenzsystems verwendet und bieten die Wahl des optimalen Werkzeugs zur Messung mehrerer Merkmale auf einer einzigen KMG-Plattform.

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