Genauigkeit per Download?

Transkript

1 Genauigkeit per Download? Ein neuer Ansatz zur Kalibrierung von Bearbeitungszentren 5-Achs- Dipl.-Ing. Jan Behrens Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

2 Agenda 1 Einleitung / Motivation 2 Genauigkeit per Download? 3 Kostenlose Testphase Seite 2

3 Einleitung / Motivation Viele Unternehmen verschenken in der 5-Achs-Fertigung Potential und holen aus ihren Investitionen weniger raus als eigentlich möglich wäre. Automatisierung wird nicht voll genutzt, weil zu oft nachgearbeitet werden muss. Maschinenflexibilität wird nicht voll genutzt, weil die Programme für jede Maschine angepasst werden müssen Maschinenkalibrierung ist der Schlüssel für eine stabile Fertigung und bietet in beiden Fällen große wirtschaftliche Vorteile! Seite 3

4 Stand der Technik Wer heute mit hoher Genauigkeit produzieren möchte, nutzt regelmäßig Kinematik-Messzyklen, die fast alle Maschinen bzw. Steuerungen anbieten. Diese Zyklen dienen dazu, die Genauigkeit der Maschine zu prüfen und die Lage der Drehachsen im Maschinenkoordinatensystem neu einzumessen. Quelle: Heidenhain Seite 4

5 Problemstellung Voraussetzung ist eine rechtwinklige, referenzierte Grundgeometrie der Maschine Siemens SINUMERIK 840D Programmierhandbuch Messzyklen Die Maschine muss vollständig geometrisch vermessen sein Heidenhain itnc 530 Benutzer-Handbuch Tastsystem-Zyklen Crash, Verschleiß und Temperaturänderungen sorgen jedoch dafür, dass die Grundgeometrie der Maschine aber nur selten wirklich stimmt! Seite 5

6 Unser Ansatz Erweiterter Messprozess 5-Achs Fehler-Modell Ergebnis für alle Achsen Zustands- Informationen Quelle: Heidenhain Quelle: ISO Best-Fit-Algorithmen Kompensations- Tabellen Quelle: Mathworks Seite 6

7 Ermittelte Kompensationsdaten (Beispiel) Linearachsen Rotationsachsen Seite 7

8 Ablauf einer Messung Vier unterschiedliche Positionen für die Kugel. Drehachsen rastern den Arbeitsraum jeweils in 30 - Schritten ab. Prozess enthält im Normalfall 200 bis 300 Messpunkte und dauert unter zwei Stunden. 4 Seite 8

9 Welche Genauigkeitssteigerung kann eine Kalibrierung bringen? Standard-Zyklus: +/- 20 µm Unser Ansatz: +/- 4 µm Seite 9

10 Welche Genauigkeitssteigerung kann eine Kalibrierung bringen? µm 50,0 Standard-Zyklus Unser Ansatz 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Test-Maschine A Test-Maschine B Test-Maschine C Seite 10

11 Agenda 1 Einleitung / Motivation 2 Genauigkeit per Download? 3 Kostenlose Testphase Seite 11

12 Genauigkeit per Download? Seite 12

13 Schneller Zugriff auf den Kalibrier-Status des Maschinenparks Seite 13

14 Neue Maschine anlegen Namen und Inventarnummer eingeben Maschinentyp und Steuerung auswählen Verfügbare Messmittel und Optionen auswählen Seite 14

15 Kalibrierung durchführen Angelegte Maschine auswählen Kalibrierprozess auswählen Workflow schrittweise abarbeiten Seite 15

16 Kalibrier-Workflow Schritt-für-Schritt Anleitungen Mess-Programme zum Download Analyse der aufgenommenen Messdaten mit einem Klick Seite 16

17 Kalibrier-Workflow Download von Kompensationsdaten und Kalibrier- Report direkt nach Abschluss des Workflows Seite 17

18 Speicherung der Ergebnisse Alle Kalibrier- Ergebnisse werden zentral abgespeichert, damit die Historie einer Maschine auf einen Blick ersichtlich ist. Seite 18

19 Zusammenfassung Standard Kinematik-Zyklen Schnelle Prüfung der Genauigkeit einer Maschine Lage der Drehachsen neu einmessen CHECKPOINT5 Zustandsinformationen und Kompensationsdaten für alle Achsen Sicherstellen einer korrekten Grundgeometrie und dadurch bis zu 80% höhere Bearbeitungsgenauigkeit Den gesamten Maschinenpark jederzeit im Blick Seite 19

20 Agenda 1 Einleitung / Motivation 2 Genauigkeit per Download? 3 Kostenlose Testphase Seite 20

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