Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWUWas ist die Herausforderung?
Die Abweichung der Werkzeugbahn zur Sollkontur während einer Bearbeitung ist bislang eine große Herausforderung für Sie als Anwenderinnen und Anwender. Diese Bahnabweichung beeinflusst maßgeblich die Genauigkeit des finalen Werkstücks, ist aber während der Bearbeitung nicht nachvollziehbar. Das liegt vor allem an der Ungenauigkeit der Werkzeugmaschine und wird durch deren Messsystem kaum erfasst. Zur Vermeidung von Abweichungen sind deshalb bisher aufwändige Prüfungen am Werkstück erforderlich, auf die erst zeitverzögert reagiert werden kann. Dieser unwirtschaftliche Aufwand lässt sich in einzelnen Anwendungen um den Faktor zehn reduzieren, wenn Abweichungen bereits während der Bahnplanung oder parallel zur Bearbeitung erkannt werden können.
Welche Lösung haben wir für Sie?
Für Sie als Anwenderinnen und Anwender haben wir ein sensorloses Monitoringsystem der Bahngenauigkeit entwickelt. Es basiert auf einem digitalen Abbild der dynamischen Abweichungen der Werkzeugmaschine. Das Modell ist in eine echtzeitfähige Berechnungsumgebung auf einem Industrie-PC (IPC) implementiert und darüber hinaus mit der Maschinensteuerung verbunden. Neben der Berechnung der Bahnabweichungen am Werkzeug können ebenfalls die Abweichungen des Messsystems direkt aus der Maschinensteuerung ausgelesen werden.
Eine spezielle Steuerungsschnittstelle liefert kontinuierlich Lage-Ist-Werte der Achsen an den IPC. Durch bearbeitungsparallele Verrechnung dieser Werte mit dem Modell generiert das Monitoringsystem praktisch in Echtzeit genaue Informationen über die wahre Werkzeugbahn. Aus dem Vergleich mit der geplanten Sollbahn können Zeitpunkt und Größe etwaiger Bahnfehler direkt dargestellt werden. Darüber hinaus lassen sich die Auswirkungen auf das Werkstück sowie die kritischsten Bereiche der Bearbeitung sofort erkennen und die Bearbeitungsparameter entsprechend anpassen. Der Clou: Prinzipiell ist das Monitoringsystem auf jeder Werkzeugmaschine einsetzbar.
Was steht jetzt konkret zur Verfügung?
Ihnen steht mit unserer Lösung ein Monitoringsystem der Bahngenauigkeit zur Verfügung, das die Arbeitsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen visualisiert und den Prüfaufwand senkt. Unsere Spezialistinnen und Spezialisten passen das System individuell für Ihren individuellen Anwendungsfall und Ihre Maschinen an – von der professionellen Maschinencharakterisierung über die Anpassung oder Entwicklung der Steuerungsschnittstelle bis hin zum echtzeitfähigen Modell.
