Prüfung und Kalibrierung von großen Werkzeugmaschinen

Erfassung und Kompensation aller Geometrieabweichungen

Große Werkzeugmaschinen mit Achslängen von 3 m bis über 30 m kommen in vielen Hochtechnologie-Bereichen zur Anwendungen: im Flugzeugbau, im Formenbau für die Automobilindustrie, in der Energietechnik für die Herstellung von Turbinen oder Großgetrieben oder bei der Produktion von Baumaschinen.

Das Investitionsvolumen für diese Maschinen liegt häufig im Bereich mehrerer Millionen Euro; Ein nicht unwesentlicher Teil der Kosten resultiert aus den hohen Genauigkeitsanforderungen an die Maschinenachsen, die Maschinenstruktur und das Fundament.

Neben den Positionier- und Geradheitsabweichungen führen die großen Achslängen insbesondere zu einem großen Einfluss von Winkelfehlern wie Nicken, Gieren und Rollen der Führungsbahn. Zusätzliche Dreh-/Schwenkköpfe mit z.T. erheblichen Werkzeuglängen verstärken die Wirkung der Geometrieabweichungen auf das Bearbeitungsergebnis.

Auch kann sich die Geometrie unter Umständen durch Fundamentsenkungen, Alterung von Maschinenbauteilen oder veränderte thermische Verhältnisse mit der Zeit deutlich ändern.

Bei Großmaschinen hat deshalb die volumetrische Kompensation, also die vollständige Erfassung und Kompensation aller Geometrieabweichungen im gesamten Bearbeitungsvolumen, ein besonders hohes Potential.

Etalon bietet mit seinem Verfahren eine unübertroffene Genauigkeit bei der volumetrischen Erfassung der Geometrieabweichungen an, die sich ausschließlich auf interferometrische Längenmessungen abstützt. Durch das einzigartige Multilaterationsprinzip können alle Abweichungen von Linear- und Rotationsachsen hochgenau erfasst werden, beinahe ungestört von den Umgebungseinflüssen.

Anforderungen an die Messtechnik

Die Messtechnik, die zur Erfassung der Geometrieabweichungen von großen Werkzeugmaschinen verwendet wird, muss folgende Voraussetzungen erfüllen:

• Höchste Genauigkeit: Nur Messtechnik, die wenige Mikrometer auch bei großen Entfernungen sichtbar macht, kann bei heutigen Fertigungsaufgaben sinnvoll zur Anwendung kommen.
• Vollständige Information: Neben der Positionierabweichung der einzelnen Achsen, wie sie ein konventionelles Laserinterferometer liefert, müssen auch die anderen geometrischen Parameter wie Geradheit, Nicken, Gieren, Rollen und die Lage der einzelnen Achsen zueinander erfassbar sein.
• Messzeit: Maschinenzeit ist auf Großmaschinen extrem kostbar, deshalb sollte das Messverfahren minimale Zeit beanspruchen und größtmöglich automatisiert sein.
• Einfache Durchführung: Die Messung muss auch im Fertigungsumfeld von routinierten Technikern durchführbar sein.
• Die gewonnenen Daten müssen mit möglichst einfachen Schnittstellen zur Kompensation an die Steuerungen übermittelt werden können.

Vorteile der Etalon-Technologie

Die Etalon-Technologie mit ihrem innovativen Messprinzip, ihrer hochgenauen Messtechnik und der ausgereiften und komfortablen Software kann diese Anforderungen erfüllen. Sie ermöglichen die genaue Erfassung aller Geometrieabweichungen in kürzester Zeit und bieten geprüfte Schnittstellen zu den weitreichenden Kompensationsmöglichkeiten modernen Steuerungen wie Siemens, Heidenhain, Fanuc, Fidia, Mazatronik und anderen.