Vermessung und Bewertung der räumlichen Bewegungsgenauigkeit an mehrachsigen Werkzeugmaschinen unter Betriebsbedingungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Steffen Ihlenfeldt
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik ; Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung ; Messsysteme
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316667363

Die Arbeitsgenauigkeit einer Werkzeugmaschine beeinflusst direkt die Qualität der hergestellten Produkte. Ein wesentliches Kriterium für die Bewertung der Einsatzfähigkeit einer Werkzeugmaschine ist ihre Fähigkeit, während der Bearbeitung die vorgegebenen Positionen des Tool-Center-Points (TCP) und die räumliche Ausrichtung des Werkzeugs so genau wie möglich einzunehmen. Diese räumliche Bewegungsgenauigkeit wird begrenzt durch geometrische und kinematische Abweichungen. Dazu gehören z. B. die Fertigungsgenauigkeit der mechanischen Baugruppen, statische, dynamische und thermische Einflüsse sowie Einflüsse aus Reibung bzw. Schmierung und aus den Einstellgrößen des Bearbeitungsprozesses. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Bestimmung und Korrektur der räumlichen Bewegungsgenauigkeit einer Werkzeugmaschine auf Basis des Double-Ball-Bar (DBB) -Messprinzips. Das Verfahren muss für die Eigenprüfung geeignet sein, d. h. es soll an betriebsbereiten Maschinen in Bearbeitungspausen schnell und ohne aufwändige Umbauten durchführbar und automatisierbar sein. Es soll zudem keines speziell für diese Messaufgaben qualifizierten Personals bedürfen. Das einzusetzende Messmittel muss für die Messaufgabe hinreichend genau, einfach in der Handhabung, robust für den Einsatz in einer Bearbeitungsumgebung sowie preiswert sein. In der ersten Phase wurden ein DBB-Messsystem mit erweitertem Messbereich entwickelt, die Voraussetzungen für die synchronisierte Erfassung der Daten des Messsystems und der Achs-Istwerte der Versuchsmaschinen geschaffen sowie die Grundlagen der Generierung fehlersensitiver räumlicher Messbahnen erarbeitet. Ziel der zweiten Phase ist die Erhöhung der räumlichen Bahngenauigkeit durch Identifikation und Korrektur kinematischer Fehler aus den Messdaten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen