Quality Engineering Plus 02.18

:: Titelthema
5-Achsen-Messsystem reduziert Messzeiten drastisch
Megaschnelle
Multisensor-
Messungen
Bei der Fertigung des Antriebsstrangs sucht die Automobilindustrie kontinuierlich nach
kostensenkenden Produktionslösungen. Ein technologischer Durchbruch, der die
Zykluszeiten je nach Anwendung um bis zu 70 % verkürzt, ist das 5-Achsensystem
Revo, das dimensionelle Merkmale und Rauheitsdaten in einer Aufspannung erfasst.
Der Autor
Risshu Bergmann
Marketing-Koordinator
Renishaw
www.renishaw.de
Herkömmliche Koordinatenmessgeräte mit nur drei linearen
X-, Y- und Z-Achsen leiden unter einer variablen
Scangenauigkeit, die mit höherer Geschwindigkeit
schlechter wird. Der Grund: Die Beschleunigungs- und
Verlangsamungskräfte verursachen eine nicht unerhebliche
Verdrehung der Maschinenstruktur, was wiederum
zu Fehlern in den Messdaten führt. Um diese Fehler
zu vermeiden und die geforderte Genauigkeit zu erreichen,
wird die Scangeschwindigkeit niedrig gehalten;
meist liegt sie unter 25 mm/s.
Mit dem Revo 5-Achsen-Messsystem hat Renishaw
(AMB: Halle 7, Stand A11) schon vor Jahren eine Technologie
entwickelt, die den Konflikt zwischen Geschwindigkeit
und Genauigkeit radikal verändert hat: Der
Messkopf hat zwei zusätzliche Drehachsen, die diese
dynamischen Fehler bei hohen Messgeschwindigkeiten
(bis 500 mm/s) vermeiden. Dies wird erreicht, indem ein
reaktionsschneller Messkopf zur Durchführung zum
Beispiel von Kreis-Scans eingesetzt wird, während die
Maschinenstruktur fest bleibt. Wenn Messpfade mehr
als zwei synchronisierte Achsen benötigen, wie etwa
beim spiralförmigen Scannen, können die X-, Y- und
Z-Achsen so programmiert werden, dass sie sich in einem
Vektor bei konstanter Geschwindigkeit bewegen
und der Kopf die schnellen Scanbewegungen ausführt.
Die Maschinenstruktur fährt in diesem mit konstanter
Geschwindigkeit und die oben genannten Fehler können
vermieden werden. Beispielsweise steigern Revo
und die 5-Achsen-Technologie den Durchsatz bei Ventilsitzen
und -führungen drastisch: Die Datenerfassung
dauert nur etwa 20 s. Die Messung von Ventilsitzen und
-führungen war bislang immer sehr problematisch. Die
angewandten Methoden sind zeitaufwändig und können
die Aufgabe oftmals nicht zufriedenstellend erfüllen.
Revo löst dieses Problem: Die Erfassung großer Datenmengen,
aus denen die geometrischen Abmessungen
sowohl für Ventilsitze als auch für Ventilführungen
errechnet werden können, lässt sich damit sehr schnell
durchführen. Bei Reproduzierbarkeitsprüfungen erbringt
diese Methode hervorragende Ergebnisse.
Zwei helixförmige Scans während eines Messvorgangs
Während des Messvorgangs werden zwei helixförmige
Scans durchgeführt, einer in der Ventilführungsbohrung
und der zweite im Bereich der Ventilsitzfläche. An
der Ventilführung wird ein einzelner helixförmiger
Scanvorgang, typischerweise mit einer Steigung von 0,5
mm und einer Scangeschwindigkeit von 150 mm/s,
durchgeführt.
Revo ermöglicht das adaptive Scannen des Ventilsitzes,
bei dem mittels eines einzigen Scanbefehls die Bereiche
ober- und unterhalb der relevanten Ventilsitzfläche
abgedeckt werden. Am Ventilsitz wird ein einzelner
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