PC-gesteuertes Feinpositioniersystem ermöglicht automatisiertes Drehen

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Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover

Für eine (zeit-)effiziente Messung wird lediglich eine Umdrehung des Werkstücks, bei Zahnrädern ein Stirnschnitt der Verzahnung, aufgenommen [1]. Nach Fusion der Abstands- und Winkeldaten wird bezogen auf den Referenzwert (Nullwert) des Winkelgebers sortiert. Je nach Werkstück-Applikation werden Extraktionsfilter und/oder digitale Filter zur Messdatenaufbereitung verwendet.

Feinpositioniereinheit des Spannfutters mit Piezoaktoren als Stellglieder ausgerüstet

Zur schnellen Exzenterbestimmung bei Zahnrädern wird durch die Software der Fußkreis oder der Kopfkreis extrahiert, bei rotationssymmetrischen Werkstücken ist dieser Schritt nicht notwendig. Die Berechnung erfolgt über eine Einpassung (Least Square Fit) der extrahierten Messdaten. Der berechnete Mittelpunkt der Kreis-einpassung wird mit den Achsen des Feinpositionierspannfutters synchronisiert und daraus der Korrekturvektor errechnet und an die Feinpositioniereinheit übergeben.

Bei einer typischen Messung von 3000 Messpunkten pro Werkstück und einer Messfrequenz von 3 kHz werden Standardabweichungen des Exzenterfehlers von besser 0,3 µm bei einer Mess- und Auswertedauer < 3 s erzielt.

Am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz-Universität Hannover wurden die Grundlagen für das Feinpositionierspannfutter mit zwei Freiheitsgraden geschaffen [2]. Das Feinpositionierspannfutter wird durch eine Kegelaufnahme nach DIN 55028 über einen Adapter mit der Spindel der Drehmaschine verbunden. Die Feinpositioniereinheit des Spannfutters verwendet Piezoaktoren als Stellglieder, die sowohl über eine hohe Positioniergenauigkeit als auch über die notwendige hohe Steifigkeit verfügen.

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