von Dave Maxham

2. Februar 2010: Innerhalb eines gemeinsamen Projektes von NCMS, die Genauigkeit von Werkzeugmaschinen zu verbessern, haben die beteiligten Firmen Automated Precision Inc. (API), Boeing, Siemens und MAG Cincinnati ein innovatives Verfahren und eine neue Methodik zur volumetrischen Kompensation großer Werkzeugmaschinen (Volumetric Accuracy for Large Machine Tools - VALMT) vorgestellt und in der Praxis erprobt. In diesem Zusammenhang stellt die volumetrische Fehlerkompensation (VEC) eine neue Kalibrierungsmethode dar, um die Fertigungsgenauigkeit und Toleranzeinhaltung von 5- und 6-achsigen CNC-Werkzeugmaschinen zu verbessern.

Die volumetrische Fehlerkom-pensation nutzt API's T3 Laser Tracker und das patentierte Active Target von API, um Werkzeugmaschinen in wenigen Stunden zu kalibrieren. Während eines einzigen Maschinen-Setups zeichnet dabei ein Laser Tracker kontinuierlich die Bewegungen des Werkzeugträgers innerhalb des kompletten Werkzeugmaschinen-Arbeitsbereichs auf. Alle Messungen finden innerhalb eines Koordinatensystems statt (und nicht sequentiell entlang dreier Achsen, wie in bisherigen konventionellen Verfahren praktiziert), was eine wahrheitsgetreue volumetrische Abbildung der Maschinengenauigkeit zur Folge hat. Die Datennachbearbeitung über spezielle VEC-Softwarealgorithmen ist eine Angelegenheit von Minuten. Die Software kann den Werkzeugweg simulieren, die volumetrischen Fehler graphisch darstellen und die Kompensations-werte errechnen, um letztlich die maschinenspezifischen Kompensationstabellen zu generieren und diese direkt in den Controller zu laden.

Da der Werkzeugweg innerhalb des gesamten Arbeitsvolumens in einem einzigen Durchgang aufgezeichnet wird, können auch komplexere 5- und 6-Achsen-Maschinen mit Drehtischen und -achsen einfach und schnell kalibriert werden.

Testergebnisse haben nach dem Einsatz von VEC eine bis zu vierfach höhere Genauigkeit von kompensierten Werkzeugmaschinen bestätigt, wobei diese Ergebnisse unter Einsatz der volumetrischen Fehlerkompensation von API und den beteiligten Partnern in einem Bruchteil der Zeit gegenüber traditionellen Methoden erreicht werden konnte.

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Die Produktpalette der 1987 gegründeten Automated Precision Inc. (API) umfasst u.a. moderne Mess- und Sensorsysteme wie Laser Tracker, 2D- und 3D-Systeme, sowie Gelenktaster für Koordinatenmessmaschinen. Die Kompetenz von API belegt die Erfindung des selbstverfolgenden Laserinterferometers, auf dem die Laser Tracker-Technologie basiert.

Die Produkte von API sind bei allen ‚Global Player’ der Fertigungsindustrie installiert und werden im Automotive-Bereich, in der Luft- und Raumfahrttechnik, im Maschinenbau sowie von Herstellern von Koordinatenmessmaschinen eingesetzt. Die Hauptzentrale von API befindet sich in Rockville, Maryland/USA, die europäische und deutsche Zentrale hat ihren Sitz in Heidelberg. www.apisensor.com