nach oben
08.05.2014

Maschinenintegrierte Messtechnik

Jede Werkzeugmaschine weist schon im montierten Zustand trotz eng tolerierter Bauteilfertigung und präzisen Montageverfahren geringe geometrische Restfehler auf. Zur effizienten Qualifizierung bedarf es der vollautomatischen Messung – etwa mit dem maschinenintegrierten Self Qualification System (SQS) der Starrag Group.

Vor einer Frage stehen Hersteller von sehr großen, höchstpräzisen Serien-Bauteilen: Wie lassen sich unsere Großbearbeitungszentren mit geringem Aufwand und wenigen Ausfallzeiten qualifizieren? Bisher kommen für die qualifizierte Überprüfung der Maschinengenauigkeit Spezialisten zum Einsatz, die selbst für einen sogenannten Quick Check mehr als acht Stunden brauchen."Mit dieser Überprüfung wird sichergestellt, dass die Maschine noch die geforderte volumetrische Positioniergenauigkeit besitzt", sagt Dr. Marcus Queins, technischer Leiter bei der Dörries Scharmann Technologie GmbH aus Mönchengladbach, einem Mitglied der Starrag Group. "Aufgrund der hohen Kosten der Werkstücke müssen Ausschussteile durch Ungenauigkeiten der Maschine unbedingt vermieden werden. Mit einer wöchentlichen Überprüfung wäre man auf der sicheren Seite, die entsprechenden Ausfallzeiten bei manueller Vermessung sind aber für die Serienproduktion nicht akzeptabel", so Dr. Queins.

Eine Alternative ist ein automatisierbares Messverfahren, das die Arbeitsraumdimensionen mit gleichbleibender Genauigkeit abdeckt: Die Starrag Group setzt dazu beim Quick Check ihrer Droop+Rein-Großbearbeitungszentren auf das hauseigene Self Qualification System ("SQS"), ein Laserinterferometriesystem zur dynamischen Achsvermessung. Der Laser ist in einem Spindelgehäuse integriert, das sich automatisch in dem Gabelfräskopf einwechseln lässt; die Reflektoren sind ortsfest an den Eckpunkten des Arbeitsraumes befestigt und Bestandteil der ausgelieferten Maschinen. Außerdem kommt der selbst entwickelte V3D-Sensor zum Einsatz, der Kopffehler erfasst und bei Bedarf automatisch korrigiert. Mit dem patentierten Verfahren zur Maschinenvermessung lassen sich die Positionierungenauigkeiten auf Basis direkt rückführbarer Messgrößen achsparallel und für die vier Raumdiagonalen ermitteln. "Der Einsatz eigener Hardwarekomponenten ermöglicht die dynamische Messung mit Verfahrgeschwindigkeiten bis zu 12 Meter pro Minute. Für uns ist das ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal. Das gesamte Arbeitsraumvolumen einer großen Maschine mit bis zu 15 Meter Verfahrweg in der X- Achse lässt sich so in wenigen Minuten verlässlich qualifizieren. Dadurch, dass wir mit Laserinterferometern messen, sind die Messgrößen unseres Quick Check auch rückführbar. Das ist ein weiteres wichtiges Kriterium für die Verlässlichkeit der Messung“, erklärt Dr. Queins.

Die aufgenommenen Messwerte werden zu einem räumlichen Fehlerbild weiterverarbeitet, um damit die volumetrische Genauigkeit im Arbeitsraum der Maschine zu bewerten. "Mit SQS lässt sich die bislang eintägige Ausfallzeit zur Qualifizierung der Maschine um mehr als 90 Prozent senken. Sollte eine Rekalibrierung anstehen, lassen sich die erforderlichen Einzelmessungen zum Teil ebenfalls automatisieren und so die möglichen Produktionsausfälle mehr als halbieren", erklärt Dr. Queins. Das System ist eine konsequente Erweiterung des sogenannten Kinematic Management Systems ("KMS"). Dieses hat sich schon bei der manuellen Kalibrierung in dem 32 Kubikmeter großen Arbeitsraum einer Fünf-Achsen-Portalfräsmaschinen der Starrag Group-Marke Droop+Rein bewährt. "Wir erreichen eine räumliche Genauigkeit von 55 Mikrometern. Ich verfehle in einer derartigen Maschine mit Fünfachskinematik einen beliebigen Punkt im Raum noch nicht einmal um Haaresbreite", erklärt der technische Leiter. Neu hinzu kommt nun künftig das automatische Kalibrieren, bei dem KMS zusammen mit SQS und Maschinensteuerung geometrische Abweichungen automatisch erfasst und kompensiert. Der Einsatz von Spezialisten bei der qualifizierten Überprüfung der Maschinengenauigkeit entfällt.

"Die Resonanz bei den ersten Anwendern war sehr gut", freut such Dr. Queins. Es wurden bereits fünf Systeme verkauft, von denen sich bereits vier im Serieneinsatz befinden. Es handelt sich dabei um Firmen, die gemeinsam im JSF-Projekt Bauteile für das Kampfflugzeug F35 Lightning II bauen. Damit auch die Bohrungen der unabhängig voneinander an unterschiedlichsten Standorten zerspanten Werkstücke zueinander passen, müssen die Firmen streng die Vorgaben der sogenannten ‚interchangeability of parts (ICY)‘ beachten, damit Bohrungsmaße an großen Werkstücken auf Bruchteile von Millimetern übereinstimmen. Um die hohen ICY-Anforderungen erfüllen zu können, müssen die Anwender sich auf die Genauigkeit ihrer Maschine hundertprozentig verlassen können. Und hier kommt SQS ins Spiel.

Der Aufwand für die Schulung ist gering, die Anwender müssen ihren Mitarbeiter nicht zu SQS-Experten qualifizieren. Der Grund: Das System arbeitet automatisch, sodass der Bediener nicht in die Technik selbst eingreifen muss. Dr. Queins: "Aber der Anwender muss schon in die Zusammenarbeit mit dem System hineinwachsen. Dank des schnellen und automatischen Verfahrens kann er nun die Prüfzyklen besser und flexibler an die Randbedingungen der Produktion anpassen."

Anwender können auch einzelne Funktionen separat erwerben: Dazu zählt der selbst entwickelte V3D-Sensor, der sich auf jeder Gabelfräskopfmaschine der Starrag Group einsetzen und auch nachträglich einbauen lässt. Dr. Queins: "Wir haben das System bereits in eine neue Droop+Rein-Portalfräsmaschine eingebaut. So lassen sich diese und andere Teilbereiche des SQS kostengünstig auch für andere Anwendungen nutzen."

  • Dr. Marcus Queins, technischer Leiter bei der Dörries Scharmann Technologie GmbH, einem Mitglied der Starrag Group: Die Resonanz auf die Vorführung des Self Qualification System (SQS) war gut. Fünf Hersteller aus der Luftfahrtbranche haben es bereits gekauft, bei vier Unternehmen ist es im Serieneinsatz.

    Dr. Marcus Queins, technischer Leiter bei der Dörries Scharmann Technologie GmbH, einem Mitglied der Starrag Group: Die Resonanz auf die Vorführung des Self Qualification System (SQS) war gut. Fünf Hersteller aus der Luftfahrtbranche haben es bereits gekauft, bei vier Unternehmen ist es im Serieneinsatz.

  • Das Self Qualification System (SQS) ist ein Laserinterferometriesystem zur dynamischen Achsvermessung. Der Laser ist in einem Spindelgehäuse integriert, das sich automatisch in dem Gabelfräskopf einwechseln lässt; die Reflektoren sind ortsfest an den Eckpunkten des Arbeitsraumes befestigt und Bestandteil der ausgelieferten Maschinen.

    Das Self Qualification System (SQS) ist ein Laserinterferometriesystem zur dynamischen Achsvermessung. Der Laser ist in einem Spindelgehäuse integriert, das sich automatisch in dem Gabelfräskopf einwechseln lässt; die Reflektoren sind ortsfest an den Eckpunkten des Arbeitsraumes befestigt und Bestandteil der ausgelieferten Maschinen.

  • Dynamik in Reinkultur: Das Self Qualification System durchfährt beim Quick Check die vier Diagonalen eines Droop+Rein-Großbearbeitungszentrums mit einer Geschwindigkeit von 12 Metern pro Minute.

    Dynamik in Reinkultur: Das Self Qualification System durchfährt beim Quick Check die vier Diagonalen eines Droop+Rein-Großbearbeitungszentrums mit einer Geschwindigkeit von 12 Metern pro Minute.

  • Der selbst entwickelte V3D-Sensor überprüft die Genauigkeit der Schwenkachsen (A, C) und eignet sich auch als Stand-alone-Lösung für Großbearbeitungszentren der Starrag Group.

    Der selbst entwickelte V3D-Sensor überprüft die Genauigkeit der Schwenkachsen (A, C) und eignet sich auch als Stand-alone-Lösung für Großbearbeitungszentren der Starrag Group.

1 | 0

Anzeige - das nächste Bild wird in Sekunden angezeigt - überspringen

Anzeige - das nächste Bild wird in Sekunden angezeigt - überspringen

Unternehmensinformation

Starrag Group

Seebleichestraße 61
CH 9404 RORSCHACHERBERG
Tel.: 004171-8588-111
Fax: -122

Diese Beiträge könnten Sie auch interessieren
keine Kommentare
Diesen Artikel kommentieren





Über die Verarbeitung Ihrer personenbezogenen Daten zum Zweck der Kommentierung von Inhalten informiert Sie unsere Datenschutzerklärung.
Aktuelle Videos

Design-Tipps für Direktes Metall-Lasersintern (DMLS)


Zu den Videos

Newsletter

Sie wollen immer top-aktuell informiert sein? Dann abonnieren Sie jetzt den kostenlosen Newsletter!

Hier kostenlos anmelden

Aktuellen Newsletter ansehen

Basics
Zur Übersicht aller Basics
Suchalert speichern
© Fotolia.com/Zerbor

Wir benachrichtigen Sie per E-Mail über neue Suchergebnisse zu Ihrer Suchanfrage. Speichern Sie hierzu einfach Ihre aktuelle Suchanfrage in Ihrem persönlichen Profil.


So geht's