Messtechnik Thermische Stabilität in Werkzeugmaschinen
Autor / Redakteur: Filippos Tzanetos / Udo Schnell
Die Bearbeitungsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen wird immer von den Betriebs- und Umgebungsbedingungen begrenzt. Mit nachrüstbaren Verformungssensoren kann sowohl die Genauigkeit als auch die Wiederholbarkeit der Maschinen gesteigert werden.
Bild 1: Die nachrüstbaren Verformungssensoren können in Fräs-, Dreh-, Schleif- und Sondermaschinen zum Einsatz kommen.
(Bild: Fraunhofer-IPT)
Nachrüstbare Verformungssensoren können dazu beitragen, die Bearbeitungsgenauigkeit und die Wiederholbarkeit von Werkzeugmaschinen bei wechselnden oder schwer vorhersehbaren Betriebs- und Umgebungsbedingungen zu steigern: Das Fraunhofer-IPT hat zu diesem Zweck Verformungssensoren entwickelt, in Großfräsmaschinen eingebaut und ausgiebig getestet, die jetzt auch in Fräs-, Dreh-, Schleif- und Sondermaschinen zum Einsatz kommen sollen.
Werkzeugmaschinen haben in der Regel ein kompliziertes thermisches Verhalten: Nicht nur die Mechanismen der Wärmeübertragung – durch Konvektion und Strahlung – sind schwer zu beschreiben. Insbesondere die Wärmekapazität des Materials selbst führt zu instationären und somit instabilen Abweichungen in der Produktion. In der Industrie eingesetzt werden bisher drei Lösungen: Warmlaufen, Temperieren und Klimatisieren. Diese Lösungen sind mit hohem Einsatz von Energie und Kosten verbunden.
Dazu kommen Effekte, die außerhalb der Maschine liegen und nicht zu prognostizieren sind: Schon geringe Schwankungen der Umgebungstemperatur führen zu Unterschieden der Bearbeitungsgenauigkeit. Der Vergleich zwischen Tag- und Nachtschicht im Unternehmen zeigt, dass selbst minimale Temperaturabweichungen in der Nähe der Werkzeugmaschinen die Genauigkeit und die Wiederholbarkeit der Positionierung des Werkzeuges beeinträchtigen. Die Reaktion auf Umgebungseinflüsse ist umso stärker, je größer das Maschinenbauteil ist und je mehr unterschiedliche Materialien es umfasst. Ein Körper mit größerer Masse kann mehr Wärme speichern. Darüber hinaus kommt es zu Hysterese-behaftetem Verhalten, wenn Bauteile unterschiedlicher Wärmekapazitäten miteinander verbunden sind. So verlagert sich der „Tool Center Point“ (TCP) beim Aufwärmen und Abkühlen des Maschinenumfelds.
Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung
Stand vom 15.04.2021
Es ist für uns eine Selbstverständlichkeit, dass wir verantwortungsvoll mit Ihren personenbezogenen Daten umgehen. Sofern wir personenbezogene Daten von Ihnen erheben, verarbeiten wir diese unter Beachtung der geltenden Datenschutzvorschriften. Detaillierte Informationen finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.
Einwilligung in die Verwendung von Daten zu Werbezwecken
Ich bin damit einverstanden, dass die Vogel Communications Group GmbH & Co. KG, Max-Planckstr. 7-9, 97082 Würzburg einschließlich aller mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen (im weiteren: Vogel Communications Group) meine E-Mail-Adresse für die Zusendung von redaktionellen Newslettern nutzt. Auflistungen der jeweils zugehörigen Unternehmen können hier abgerufen werden.
Der Newsletterinhalt erstreckt sich dabei auf Produkte und Dienstleistungen aller zuvor genannten Unternehmen, darunter beispielsweise Fachzeitschriften und Fachbücher, Veranstaltungen und Messen sowie veranstaltungsbezogene Produkte und Dienstleistungen, Print- und Digital-Mediaangebote und Services wie weitere (redaktionelle) Newsletter, Gewinnspiele, Lead-Kampagnen, Marktforschung im Online- und Offline-Bereich, fachspezifische Webportale und E-Learning-Angebote. Wenn auch meine persönliche Telefonnummer erhoben wurde, darf diese für die Unterbreitung von Angeboten der vorgenannten Produkte und Dienstleistungen der vorgenannten Unternehmen und Marktforschung genutzt werden.
Falls ich im Internet auf Portalen der Vogel Communications Group einschließlich deren mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen geschützte Inhalte abrufe, muss ich mich mit weiteren Daten für den Zugang zu diesen Inhalten registrieren. Im Gegenzug für diesen gebührenlosen Zugang zu redaktionellen Inhalten dürfen meine Daten im Sinne dieser Einwilligung für die hier genannten Zwecke verwendet werden.
Recht auf Widerruf
Mir ist bewusst, dass ich diese Einwilligung jederzeit für die Zukunft widerrufen kann. Durch meinen Widerruf wird die Rechtmäßigkeit der aufgrund meiner Einwilligung bis zum Widerruf erfolgten Verarbeitung nicht berührt. Um meinen Widerruf zu erklären, kann ich als eine Möglichkeit das unter https://support.vogel.de abrufbare Kontaktformular nutzen. Sofern ich einzelne von mir abonnierte Newsletter nicht mehr erhalten möchte, kann ich darüber hinaus auch den am Ende eines Newsletters eingebundenen Abmeldelink anklicken. Weitere Informationen zu meinem Widerrufsrecht und dessen Ausübung sowie zu den Folgen meines Widerrufs finde ich in der Datenschutzerklärung, Abschnitt Redaktionelle Newsletter.