Werbung
XC-80
Umweltkompensationseinheit
der zu verwendende Ausdehnungskoeffizient und der durchzuführende
Maschinenaufwärmzyklus festgelegt sein. Falls eine Prüfung der thermischen Drift
ebenfalls in der Norm vorgesehen ist, muss diese ebenfalls durchgeführt werden.
Falls die Luft- und die Maschinentemperatur stark voneinander abweichen,
dann ist auch davon auszugehen, dass erhebliche Temperaturunterschiede
zwischen der Temperatur von Materialoberfläche und -kern bestehen. Unter
diesen Umständen ist darauf zu achten, dass die Materialtemperatursensoren so
angeordnet werden, dass sie die Kerntemperatur messen. Die Temperatur kann
an verschiedenen Punkten mit bis zu drei Materialsensoren gemessen werden
und der angewandte Kompensationsfaktor wird auf einem Mittelwert basieren.
Es ist eine häufige Fehlannahme, dass Materialsensoren immer auf der
Kugelumlaufspindel oder dem Feedbacksystem platziert sein sollten. Dies ist nicht
immer der Fall, wie das folgende Beispiel zeigt.
Beispiel:
Angenommen, eine Maschine wird in einer Maschinenhalle bei 25 °C kalibriert
und aufgrund von Wärme, die durch den Maschinenbetrieb erzeugt wird, ist die
Kugelumlaufspindel 5 °C wärmer, also 30 °C warm. Falls die Materialsensoren
auf (oder sehr nahe an) der Kugelumlaufspindel platziert werden, werden die
Lasermessungen zur Schätzung der Messwerte kompensiert, die erhalten
werden würden, wenn die Kugelumlaufspindel bei 20 °C laufen würde. Wenn die
Maschine jedoch in einer Umgebung mit 20 °C betrieben werden würde, wäre die
Temperatur der Kugelumlaufspindel jedoch NICHT 20 °C.
Die durch den Betrieb der Spindel und des Motors erzeugte Wärme wäre
weiterhin vorhanden, sprich die Temperatur der Kugelumlaufspindel wäre
weiterhin ungefähr 5 °C wärmer als die Umgebungstemperatur (25 °C).
Die Anordnung des Materialsensors (bzw. der Materialsensoren) an der
Kugelumlaufspindel führt daher zu einer Überkompensation. Es empfiehlt sich,
den Sensor (bzw. die Sensoren) auf einem massiven Teil der Maschine zu
platzieren, um einen Temperaturmesswert zu erhalten, der die durchschnittliche
Umgebungstemperatur um die Maschine während der letzten paar Stunden
wiedergibt.
Schätzung der Genauigkeit des Maschinen-Feedbacksystems bei
Temperierung auf 20 °C
Dieses Verfahren wird häufig zu Diagnosezwecken verwendet. Möglicherweise
hat die Maschine die Kalibrierung nach Zielsetzung 1 oder 2 nicht bestanden und
die Genauigkeit des Feedbacksystems bei 20 °C muss jetzt überprüft werden. Zur
Erfüllung dieser Zielsetzung sollte der Laserstrahl so nah wie möglich zur Achse
des Feedbacksystems ausgerichtet werden (zur Minimierung des Abbe'schen
Fehlers).
Der bzw. die Materialtemperatursensor(en) sollte(n) auf (oder sehr nah an) dem
Feedbacksystem platziert werden und der Ausdehnungskoeffizient sollte auf den
des Feedbacksystems eingestellt werden. Die Temperatur kann an verschiedenen
Punkten mithilfe von bis zu drei Materialsensoren gemessen werden.
Fertigung von Teilen, die bei 20 °C genau sein müssen
Falls eine Werkzeugmaschine stets zur Bearbeitung von Werkstückmaterialien
verwendet wird, deren Ausdehnungskoeffizienten von dem des
Feedbacksystems stark abweichen, beispielsweise Aluminiumlegierungen,
Kohlefaserverbundwerkstoffe, Keramik usw., kann es vorteilhaft sein, den
Ausdehnungskoeffizienten des Werkstücks und nicht den des Maschinen-
Feedbacksystems zu verwenden. Auch wenn dadurch keine Kalibrierung
erreicht wird, welche die Leistung der Maschine bei 20 °C wiedergibt, kann die
Genauigkeit der Werkstücke verbessert werden, wenn sie für die Messung auf 20
°C gebracht werden.
Der bzw. die Materialtemperatursensor(en) sollte(n) so angeordnet werden,
dass sie eine der erwarteten Werkstücktemperatur ähnliche Temperatur
messen. Dies ist häufig auf dem Tisch der Maschine der Fall, jedoch müssen
möglicherweise andere Faktoren wie die Art des verwendeten Kühlmittelsystems
und die Zerspanleistung berücksichtigt werden. Außerdem ist darauf zu achten,
dass diese Art von Kalibrierung unter typischen Bedingungen durchgeführt
wird, und sie kann nur wirklich erfolgreich sein, wenn die Temperatur und
Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Werkstücke relativ konstant sind.
11
Werbung
