Verformungssensoren korrigieren Fertigungsfehler im laufenden Prozess

Anbieter zum Thema

Klinkhammer Intralogistics GmbH

ACE Stoßdämpfer GmbH

Renishaw GmbH

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Erfolgreiche Validierung am Prüfstand

Entsprechend der nachgewiesenen Linearität wurde ein Modell aufgesetzt, das die Geometrieparameter des Quaders als Zwangsbedingungen eine Korrekturrechnung verwendet. Die Modellrechnung wurde ebenfalls am Prüfstand validiert. So bleiben im günstigen Fall der einfachen Biegung des Quaders Modellabweichungen von etwa 5 % bezüglich der Ausrenkung des Quaders. Das Fazit dieser Validierungsmessungen: Bei der Anwendung des Systems auf einem Maschinenständer können durch entsprechende Korrekturen die thermischen Verlagerungen des Tool-Center-Points, die aus einer Verformung des Ständers resultieren, bis zu 95 % reduziert werden.

Nach den vielversprechenden Untersuchungen im Labor und an den Testmaschinen ist der nächste konsequente Entwicklungsschritt die Anbindung des Sensorsystems an die Maschinensteuerung. Die Datenerfassung, Modellrechnung und Generierung von Korrekturdaten finden auf einem Echtzeitsystem statt, das mit Schnittstellen für unterschiedliche Feldbusse ausgestattet werden kann. Für eine funktionsfähige Korrektur müssen zunächst die Maschinendaten ausgelesen werden, allen voran die Sollwerte der Vorschubachsen und Werkzeugdaten, um die oft erheblichen Hebellängen zu berücksichtigen. Am anderen Ende müssen die Korrekturdaten der Steuerung wieder zugeführt werden. Dabei wird der Ansatz verfolgt, die Sollwertvorgabe für die Vorschubachsen mit einem Korrekturwert anzupassen. Viele Steuerungshersteller bieten hierzu grundsätzlich Lösungsmöglichkeiten an.

Die Berechnung des mathematischen Modells dauert rund 100 ms; eine Zeit, die für die Berücksichtigung thermischer Zustandsänderungen mehr als ausreichend ist. Dabei findet sich sogar noch genügend Zeit, um die Verformung durch mechanische Belastungen zu korrigieren. Mit der weiter steigenden Rechenleistung von Maschinensteuerungen wird auch eine Integration der Korrekturmechanismen in die Steuerung selbst zu einer vielversprechenden Option. MM

* Dipl.-Ing. Michel Klatte M. Sc. ist Geschäftsfeldleiter Integrierte mechatronische Systeme und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in 52074 Aachen, Tel. (02 41) 89 04-3 21, Michel.Klatte@ipt.fraunhofer.de

(ID:43199104)