Einsatz neuer Laser-Technologien zur Messung der Abweichung von der Geradlinigkeit

Springer-Verlag
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1.1. Bedeutung der Messung der Abweichung von der Geradheit Die Begrenzungsflächen von Einzelteilen technischer Erzeugnisse werden in der Regel durch geradlinige und rotatorische Rela tivbewegungen zwischen Werkstück und Werkzeug bei der Zerspa nung bestimmt. Die Bewegungen der Fertigungseinrichtung sind niemals fehlerfrei (Bild 1) und erzeugen daher Werkstücke mit Formabweichungen, wodurch das Funktionsverhalten dieser Werk stücke stark beeinträchtigt werden kann. Teilamicht von Z Stellen an denen FOhrungsfehler auftreten können - z Ungeradheit der Bewegungen Bild 1: Auswirkungen von Führungsfehlern auf die Bewegungen einer Drehmaschine Um die Funktionssicherheit der Produkte des Maschinenbaus zu garantieren, müssen die einzelnen Werkstücke auf ihre geome trische Genauigkeit geprüft werden. Die Kenntnis der Arbeitsge nauigkeit der eingesetzten Werkzeugmaschinen ist jedoch für die Fertigung von noch größere Bedeutung. Sowohl bei der Ver- - - messung von Maschinenteilen als auch bei der Ermittlung der Arbeitsgenauigkeit von Fertigungseinrichtungen stellen die geo metrischen Prüfungen einen wichtigen Teilaspekt dar /1, 2/. Die wesentlichen geometrischen Prüfungen sind: Geradheit, Ebenheit, Rechtwinkligkeit, Fluchtung, Parallelität, Abstandsgleichheit, Rundlauf. Ein großer Teil dieser genannten Meßaufgaben sind prinzipiell Messungen der Abweichung von der Geradheit. Sie unterscheiden sich lediglich durch die jeweiligen Meßbedingungen und die Dar stellungsweise (Bild 2).
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Additional Information

Publisher
Springer-Verlag
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Published on
Mar 9, 2013
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Pages
114
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ISBN
9783322883988
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Best For
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Language
German
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Genres
Technology & Engineering / Engineering (General)
Technology & Engineering / General
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Tilo Pfeifer
Der Faktor "Produktqualitat" gewinnt in zunehmendem Ma8e an Bedeutung fur die Wettbewerbsfahigkeit der Unternehmen. Dies fuhrt zwangslaufig zu der Forderung nach engeren Fertigungstoleranzen und damit auch zu hoheren Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der produkterzeugenden Fer tigungsmittel. Die Fertigungsunsicherheit - definiert als MaB fur die Fertigungsgenauigkeit des Herstellprozesses - wird einer seits durch maschinenbedingte Einflu3groBen, wie beispiels weise G. eometrie und Kinematik der werkzeugmaschine und an dererseits durch nichtmaschinenbedingte EinfluBgroBen, wie beispielsweise Maschinenbedienung und Werkzeug, bestimmt (Bild 1) /1/. Stat. Pro Ver FOh dukt pr O halten rungen funq 10-- -- Maschinenbedingte finfluBgrOnen ichtmasch inenspezifische [influBgrOBen J Bild 1: EinfluBgroBen auf die Fertigungsunsicherheit - 2 - Die Auswirkungen maschinenbedingter EinfluBfaktoren auf die Fertigungsunsicherheit werden unter dem Begriff "Arbeits unsicherheit" zusammengefaBt. Insbesondere bei den heute eingesetzten NC-Werkzeugmaschinen, bei denen der EinfluB der nichtmaschinenspezifischen EinfluBgroBe "Maschinen bedienung" weitgehend eliminiert ist, muB der Arbeitsun sicherheit eine zentrale Bedeutung beigemessen werden. Sie kennzeichnet unmittelbar die Relativbewegung zwischen Werk zeug und Werksttick und somit die auf einer Werkzeugmaschine realisierbaren MaB-, Lage- und Formtoleranzen. Die Bestim mung der Arbeitsunsicherheit im Rahmen von Abnahmeverfahren und periodischen Uberprtifungen des vorhandenen Maschinenparks ist daher gleichermaBen ftir Konstruktion, Fertigungsplanung und -steuerung von Interesse.
Tilo Pfeifer
Die industrielle Fertigung ist einem standigen Rationalisie rungsprozeB unterworfen, um die Forderung nach wirtschaftlicher Erzeugung von Produkten zu gewahrleisten. Vorhandene Rationa lisierungsreserven mussen hierzu aufgespurt und ausgeschopft werden. Besondere Bedeutung kommt dabei fur den Bereich der Fertigung dem Einsatz der Betriebsmittel zu. Zur optimalen Ausnutzung der Betriebsmittel muB versucht wer den, unabhangig von einem bestimmten Bearbeitungsverfahren und einer bestimmten LosgroBe folgende Forderungen zu realisieren: 1. Der Anteil der Maschinenhauptzeit an der Bereitschafts zeit muB so groB wie moglich gehalten werden. 2. Die zur Verfugung stehende Maschinenhauptzeit muB den Zielsetzungen des Unternehmens entsprechend optimal aus genutzt werden. Die erste Forderung zielt in erster Linie auf organisatorische MaBnahmen zur Verringerung der Maschinenbrachzeit ab sowie auf MaBnahmen zur Verringerung der Nutzungsnebenzeiten, wie sie z. B. durch die Automatisierung des Bearbeitungsablaufes sowie automatische Werkzeug- und Werkstuckwechseleinrichtungen erzielt werden. Die Realisierung der zweiten Forderung bedingt eine optimale Gestaltung des Bearbeitungsablaufes und des Werkzeugeinsatzes sowie eine optimale Festlegung der Bearbei tungsbedingungen allgemein und der Schnittbedingungen im Bereich der spanenden Fert1gung. Eine schon seit langem gebrauchliche Methode zur verbesserten Nutzung der verfugbaren Maschinenhauptzeit und damit zur Produktivitatssteigerung der Werkzeugmaschinen ist der simul tane Einsatz von mehreren Werkzeugen. - 2 - "Unter dem simul tanen Mebrwerkzeugeinsa tz wird dabei die Bearbeitung eines Werkstuekes oder mebrerer - mebreren meinsam aufgespannter Werkstueke mit Werkzeugen auf e i n e r Masebine verstanden, wobei die Sebnittzeiten der beteiligten Werkzeuge beliebig zeitlieb uberdeekt und/oder beliebig aufein anderfolgend sein konnen."
Tilo Pfeifer
1. 1. Bedeutung der 3-D-MeBtechnik Die Entwicklung und EinfUhrung der Drei-Koordinaten-MeBtechnik, insbesondere der numerisch gesteuerten Koordinaten-MeBgerate kann fUr den Bereich der MeBtechnik als eben so bedeutend ange sehen werden, wie seinerzeit die EinfUhrung der NC-Technik in der Fertigung. Beiden Technologien ist gemeinsam, daB die Geo metrie des WerkstUckes durch charakteristische Punkte, die auf ein definiertes Koordinatensystem bezogen sind, beschrieben wird. Der Einsatz der Drei-Koordinaten-MeBgerate, im folgenden auch kurz DKMG genannt, ermoglicht die Losung nahezu aller in der Praxis auftretenden MeBaufgaben, also auch die Bewaltigung von MeBproblemen, die anderweitig nicht oder nur mit stets hohem Aufwand realisierbar sind. Neben dieser Tatsache liegt der entscheidende Vorteil beim Einsatz von Drei-Koordinaten MeBgeraten jedoch darin, daB eine Vielzahl unterschiedlicher PrUfaufgaben im Gegensatz zur konventionellen PrUftechnik in einer einzigen Aufspannung mit nur dem e i n e n MeBmittel DKMG erledigt werden kann /1. 1/(Bild 1. 1). VerfUgt das DKMG Uber einen Rechner, so braucht der PrUfling nicht ausg~richtet zu werden. Der Rechner Ubernimmt die erfaBten MeBdaten - wie deren Verarbeitung zu geometrischen KenngroBen, wobei er Ausrichtfehler durch eine . entsprechende Koordinatentrans formation berlicksichtigt. Je nach Ausbaustufe des Drei Koordinaten-MeBgerates steht hier ein flexibles MeBgerat zur VerfUgung, das in kurzer Zeit objektivierte und einheitlich dokumentierte PrUfdaten vermittelt, die eine EDV- unterstUtzte Qualitatsdatenverarbeitung wesentlich erleichtern. Aus diesen GrUnden wurden Drei-Koordinaten-MeBgerate in den letzten Jahren in immer groBerem Umgang im Bereich der Qualitatssicherung ein gesetzt.
Tilo Pfeifer
Der Faktor "Produktqualitat" gewinnt in zunehmendem Ma8e an Bedeutung fur die Wettbewerbsfahigkeit der Unternehmen. Dies fuhrt zwangslaufig zu der Forderung nach engeren Fertigungstoleranzen und damit auch zu hoheren Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der produkterzeugenden Fer tigungsmittel. Die Fertigungsunsicherheit - definiert als MaB fur die Fertigungsgenauigkeit des Herstellprozesses - wird einer seits durch maschinenbedingte Einflu3groBen, wie beispiels weise G. eometrie und Kinematik der werkzeugmaschine und an dererseits durch nichtmaschinenbedingte EinfluBgroBen, wie beispielsweise Maschinenbedienung und Werkzeug, bestimmt (Bild 1) /1/. Stat. Pro Ver FOh dukt pr O halten rungen funq 10-- -- Maschinenbedingte finfluBgrOnen ichtmasch inenspezifische [influBgrOBen J Bild 1: EinfluBgroBen auf die Fertigungsunsicherheit - 2 - Die Auswirkungen maschinenbedingter EinfluBfaktoren auf die Fertigungsunsicherheit werden unter dem Begriff "Arbeits unsicherheit" zusammengefaBt. Insbesondere bei den heute eingesetzten NC-Werkzeugmaschinen, bei denen der EinfluB der nichtmaschinenspezifischen EinfluBgroBe "Maschinen bedienung" weitgehend eliminiert ist, muB der Arbeitsun sicherheit eine zentrale Bedeutung beigemessen werden. Sie kennzeichnet unmittelbar die Relativbewegung zwischen Werk zeug und Werksttick und somit die auf einer Werkzeugmaschine realisierbaren MaB-, Lage- und Formtoleranzen. Die Bestim mung der Arbeitsunsicherheit im Rahmen von Abnahmeverfahren und periodischen Uberprtifungen des vorhandenen Maschinenparks ist daher gleichermaBen ftir Konstruktion, Fertigungsplanung und -steuerung von Interesse.
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