Kalibrierung von Mess- und Fertigungsmaschinen mit dem LaserTRACER Anwendungen und Ausblick

Transkript

1 Kalibrierung von Mess- und Fertigungsmaschinen mit dem LaserTRACER Anwendungen und Ausblick Genauigkeit für Koordinatenmessgeräte und Werkzeugmaschinen Der LaserTRACER TRAC-CAL für Kalibrierung und Korrektur TRAC-CHECK zur Geometrie-Prüfung Aktuelle Entwicklungen

2 Genauigkeit von KMGs und Werkzeugmaschinen Für Koordinatenmessgeräte und Werkzeugmaschinen ist die Genauigkeit ein wesentlicher Wettbewerbsfaktor Höchste Genauigkeit kann nicht ohne rechnerische Korrektur der systematischen Abweichungen erreicht werden Während die rechnerische Vollfehler-Kompensation in der Koordinatenmesstechnik seit 15 Jahren Stand der Technik ist, wird sie erst jetzt im Bereich der Werkzeugmaschinen eingeführt Konventionelle Messtechniken zur Ermittlung der Abweichungen sind zeitaufwendig und erfordern erfahrene Experten

3 Systematische Maschinenfehler Am Beispiel der X-Achse Animationen öffnen:

4 Systematische Maschinenfehler Rechtwinkligkeiten XWY YWZ XWZ

5 Systematische Geometrieabweichungen einer Kartesischen Maschine Bezeichnungen nach VDI 2617 (Quelle: PTB)

6 Die Etalon-Lösung TRAC-CAL LaserTRACER TRAC-CAL TRAC-CHECK Kalibrierung und Korrektur Prüfung und Überwachung

7 Der LaserTRACER Interferometer mit 0,001 µm Auflösung Patentierte Referenzkugel mit Formabweichung < 0,050 µm Kompensation von Lufttemperatur, -druck und -feuchte Längenmessunsicherheit: U = 0,2 µm + 0,3 µm/m

8 Spezifikationen Gewicht und Abmessungen Gewicht LaserTRACER ca. 11,5 kg Gewicht Controller ca. 10 kg Höhe LaserTRACER 200 mm Messbereich Bereich Elevationswinkel - 20 bis + 85 Bereich Azimuthwinkel ± 200 Messbereich 0,2 m bis 15 m Genauigkeit Frequenzstabilität Laser 24 h Stabilität Referenzkugel ± 0,1 µm Auflösung Interferometer 0,001 µm Längenmessunsicherheit (k=2) 0,2 µm + 0,3 µm/m

9 Schnittstellen für herkömmliche Laser Tracker Bei höchsten Genauigkeitsanforderungen ist der Etalon LaserTRACER mit seiner einzigartigen Technologie ohne Alternative. Bei Maschinen mit Achslängen von mehreren Metern ist der Einsatz eines konventionellen Laser-Trackers auch möglich. ETALON bietet für seine Software- Lösungen auch Schnittstellen für Laser Tracker von Leica Faro

10 Vergleich LaserTRACER mit Lasertracker

11 Die Etalon-Lösung TRAC-CAL LaserTRACER TRAC-CAL TRAC-CHECK Kalibrierung und Korrektur Prüfung und Überwachung

12 Das Prinzip: GPS- Prinzipien für die Maschinenkalibrierung Interferometrische Längenmessung von 4-6 Positionen Berechnung aller Fehler nur auf Basis der Längeninformation Die Position des LaserTRACERs muss nicht bekannt sein

13 Wie TRAC-CAL in der Praxis funktioniert Animation öffnen:

14 Anwendungsbeispiele

15 Wie TRAC-CAL in der Praxis funktioniert Film öffnen:

16 XRX XRY XRZ XTX XTY XTZ XWY XWZ YRX YRY YTX YTY YTZ YWZ ZTX ZTY ZTZ Vergleich einer kleinen Werkzeugmaschine vor und nach der Kompensation mit dem ETALON LaserTRACER und TRAC-CAL [µm bzw. µrad] vorher nachher

17 XTX XTY XTZ XRX XRY XRZ YTX YTY YTZ YRX YRY YRZ ZTX ZTY ZTZ ZRX ZRY ZRZ Vergleich einer Zahnradschleifmaschine vor und nach der Kompensation mit dem ETALON System und Siemens VCS [µm bzw. µrad] Vorher nachher

18 Zusammenfassung: Kalibrierung mit TRAC-CAL Höchste Genauigkeit Position, Geradheiten, Nicken, Gieren, Rollen: Ermittlung aller Abweichungsparameter nur auf Basis der Laser-Wellenlänge Geeignet für Koordinatenmessgeräte und Werkzeugmaschinen Anwendbar für fast jede Maschinengröße Schnelle Durchführung (KMG 3-4 Stunden, Werkzeugmaschinen 2-3 Stunden) Einfache Bedienung und Datenauswertung Schnittstellen und Korrekturformate für viele Koordinatenmessgeräte und Werkzeugmaschinen verfügbar (und die Bibliothek wird ständig erweitert)

19 Partner Siemens Volumetric Compensation System (VCS) für Werkzeugmaschinen Etalon Software erzeugt auf Knopfdruck Korrekturdaten für Vollfehlerkompensation von Sinumerik Steuerungen Etalon ist Zeiss Business-Partner für die Korrektur von KMG Zeiss setzt Etalon Systeme für verschieden Produktlinien in der Fertigung ein Zeiss zertifiziert das Etalon-Datenformat für die Korrektur durch Dienstleister und Schlüsselkunden (Automobilbau) Leica Geosystems vertreibt die Etalon Software zusammen mit ihrem Leica Absolute Tracker

20 Die Etalon-Lösung TRAC-CAL LaserTRACER TRAC-CAL TRAC-CHECK Kalibrierung und Korrektur Prüfung und Überwachung

21 Maschinen-Überprüfung mit TRAC-CHECK Prinzip: Der LaserTRACER wird als statisches Interferometer eingesetzt aber die Technik ermöglicht ein automatisches Ausrichten der Messlinien Laser-Vierschiebungsmessung in jede Richtung ohne manuelles Ausrichten Direkte Datenauswertung nach ISO 230 (Werkzeugmaschinen) und ISO (Koordinatenmessgeräte)

22 Wie TRAC-CHECK in der Praxis funktioniert - Linearmessungen Animation öffnen:

23 Wie TRAC-CHECK in der Praxis funktioniert - Kreisformtest

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25 Zusammenfassung: Prüfung mit TRAC-CHECK Höchste Genauigkeit Halbautomatische Ausführung Keine Ausrichtung des Interferometers erforderlich Anwendung auf Maschinen unterschiedlicher Größe Sehr schnelle Durchführung: Vollständige Geometrieüberprüfung in 30 Minuten Ausführliche Reportfunktion für höchste Ansprüche an die Rückführung Für Werkzeugmaschinen: Version nach ISO 230 mit vollständigem Prüfprotokoll Für Koordinatenmessgeräte: Auswertung in Übereinstimmung mit der nächsten Revision der ISO

26 Die ETALON Lösung TRAC-CAL LaserTRACER TRAC-CAL TRAC-CHECK Kalibrierung und Korrektur Prüfung und Überwachung

27 Eintwicklungsschwerpunkt 1: Messung ON-the Fly

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31 Eintwicklungsschwerpunkt 2: Messung von Drehachsen

32 Eintwicklungsschwerpunkt 2: Messung von Drehachsen (1) (2) (3) (4) (I) (II) (III)

33 [µrad] [µrad] [µm] [µm] [µrad] [µm] 10 0 Position error ECC (1) (2) 0 2 Radial error motion EXC Angular position [ ] Angular position [ ] 0 2 Radial error motion EYC (3) (4) (I) Angular position [ ] Axial error motion EZC Angular position [ ] Tilt error EAC Tilt error EBC (II) Angular position [ ] (III) Angular position [ ]

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