Een sensorgebaseerd meetsysteem moet de nauwkeurigheid van grote CNC-bewerkingscentra verbeteren. De machines gaan zichzelf corrigeren voor positioneerfouten als gevolg van temperatuurschommelingen. Dat beogen SHW Werkzeugmaschinen en Fraunhofer IPT, die het nieuwe sensorsysteem ontwikkelen.
Fraunhofer IPT en SHW Werkzeugmaschinen integreren meetsysteem in 20 m lang machinebed
Driekwart van de productiefouten van grote frees- of draaiwerkstukken is terug te leiden tot temperatuurschommelingen tijdens de productie. Dat geldt met name bij grote bewerkingscentra, waar een minimale afwijking grote gevolgen heeft voor de maatnauwkeurigheid. Het Fraunhofer IPT en machinebouwer SHW Werkzeugmaschinen willen dit op een andere manier oplossen dan met complexe en energiekostende systemen om machine en omgeving op een constante temperatuur te houden. Ze bouwen hiervoor meerdere sensoren op verschillende plekken in de machine in.
Continu bewaken tijdens verspaning
Deze sensoren bewaken de vervorming van de machine tijdens het verspanen. Deze data worden realtime onder de bewerking verwerkt in een wiskundige model dat berekent of en hoeveel de machine gaat vervormen. Deze uitkomsten worden verwerkt door een compensatiemodel dat de positie van het gereedschap corrigeert. Op deze manier denken de partijen de nauwkeurigheid van grote bewerkingscentra continu te kunnen bewaken en maatvoeringsfouten te voorkomen, zonder dat geïnvesteerd moet worden in klimaatbeheersing van de productiehal en dure systemen voor thermische stabiliteit van de machine.
Sensoren in 20 meter lang machinebed
De eerste resultaten zijn hoopgevend. SHW Werkzeugmaschinen heeft in een 20 meter lang machinebed de sensoren voor het meetsysteem geïntegreerd. Hiermee registreren ze continu hoe het bed reageert op wisselende temperaturen. De nauwkeurigheid van deze meting is vergelijkbaar met die van een laserinterferometer. Het systeem kost echter slechts een fractie daarvan. De eerste testresultaten laten eveneens zien dat trillingen en olienevel geen negatieve invloed hebben op de nauwkeurigheid van het meetsysteem.
Naar industrialisatie
Het systeem heeft nog een verdere stap nodig voor industriële toepassing. In de komende tijd gaan de Akense onderzoekers kijken hoe ze aan de hand van de gemeten waarden de machine zichzelf kunnen laten corrigeren voor de positioneerfout die anders ontstaat. Ook wil men nog andere sensorsystemen ontwikkelen, die moeten bijdragen aan een nog completer beeld van de machine. Het onderzoek wordt gesubsidieerd in het kader van een energie-efficiency project in Duitsland. EPSIS staat voor Energie-effiiency en Precisie door in de structuur geïntegreerde Sensoren. De industriële toepassing van het sensorgebaseerd meetsysteem verlaagt immers de energiebehoefte van de machine en verhoogt de nauwkeurigheid.
Meer informatie
Fraunhofer IPT
SHW Werkzeugmaschinen
