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Ausgewählte Ausgabe: S2-2015 Ansicht: Modernes Layout
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Hochwertige Drehgeber vermeiden periodische Formabweichungen

In der Werkzeugmaschinen-Industrie und insbesondere im Formenbau sind oft makellose Oberflächen das Ziel. Wenn bereits die Fräsbearbeitung eine hohe Oberflächengüte liefert, können Folgekosten zum Beispiel durch manuelles Polieren vermieden werden. Ein wesentlicher Faktor für ein gutes Fräsergebnis ist die verwendete Messtechnik.


Bild 1 Komplexes Formenbau-Werkstück bei der Fräsbearbeitung

Bild 1
Komplexes Formenbau-Werkstück bei der Fräsbearbeitung

Neben Längen- und Winkelmessgeräten haben die in den Servomotoren der Vorschubachsen einer Werkzeugmaschine eingesetzten Drehgeber deutlichen Einfluss auf die erreichbare Güte der gefrästen Oberflächen.
Untersuchungen bei Heidenhain zeigen, dass unter anderem die Interpolationsfehler der verwendeten Achsmessgeräte für störende, periodisch wiederkehrende Formabweichungen auf der Werkstück-Oberfläche verantwortlich sein können. Das menschliche Auge reagiert auf solche periodischen Formabweichungen besonders empfindsam. Abweichungen mit einer Wellenlänge von 0,5 mm bis 5 mm erkennt es besonders deutlich. Sie sind als Schatten oder Kontrastschwankungen sichtbar und müssen gerade im Formenbau aufwendig nachbearbeitet werden.

Auswirkungen der kurzperiodischen Abweichungen

Der Formenbau benötigt Werkstücke mit immer komplexeren Geometrien, deren Herstellung alle Kombinationen an Achsbewegungen bei der Fünf-Achs-Bearbeitung erfordert (Bild 1). Wird beispielsweise eine schräge oder gekrümmte Bearbeitungsfläche durch die Interpolation mehrerer NC-Achsen gefertigt, können die Interpolationsfehler direkt am Werkstück sichtbar werden.

Bildartikel zu KAP_Heidenhain_Bild 2.jpg

Bild 2
Interpolationsfehler und daraus resultierendes Wellenbild auf einer Werkstückschräge

Bei der Bearbeitung einer Schräge mit einem kleinen Winkel ist dieser Zusammenhang besonders gut erkennbar. Der Interpolationsfehler innerhalb einer Signalperiode des Messgeräts in Z-Richtung kann durch Projektion auf die schräge Werkstück-Oberfläche sichtbar gemacht werden (Bild 2). Aufgrund der Schräge entsteht eine n-fache Streckung der Signalperiode in der Bahn des Werkzeugs. Während die Achse in Z-Richtung nur eine Signalperiode verfährt, bewegt sich die X-Achse um n Signalperioden. Auf der Werkstückschräge entsteht dadurch ein Wellenbild mit einer Wellenlänge, die der n-fachen Signalperiode des Messgeräts an der Z-Achse entspricht.

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Autoren

Dr. Michael Roth

Leiter Applikationsentwicklung

Kontakt:
Dr. Johannes Heidenhain GmbH
Dr.-Johannes-Heidenhain-Straße 5
83301 Traunreut
www.heidenhain.de 

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