Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Maschinengenauigkeit steigern

Wir optimieren das geometrische, thermische und dynamische Verhalten Ihrer Maschine und entwickeln individuelle Lösungswege.

Analyse und Charakterisierung von Maschineneigenschaften

Um die Genauigkeit von Werkzeugmaschinen zu optimieren und Abweichungen bei der Montage, belastungsbedingte Fehler oder Temperatureinflüsse zu kompensieren, ist die Charakterisierung der Maschinen erforderlich. Das Fraunhofer IPT hat dafür das nötige Know-how und die passenden Werkzeuge.

Richtige Messinstrumente steigern die Maschinengenauigkeit

Geeignete Messmittel helfen Fehler zu identifizieren – das ist der erste Schritt für die Lösungssuche. Profitieren Sie von unseren vielfältigen Messinstrumenten, die es uns ermöglichen, Ihnen für jeden Fall das richtige Werkzeug an die Hand zu geben. Neben Standardinstrumenten wie Laserinterferometern haben wir auch Spezial-Messmittel wie den Laser Tracer und Spindle Error Analyzer in unserem Portfolio.

Tiefes Prozessverständnis schafft Lösungen

Das Fraunhofer IPT versteht Maschinenprozesse und kennt häufige Fehlerquellen. Dadurch können wir sowohl statische als auch thermische und dynamische Maschinenkenngrößen erfassen und gewährleisten, dass Abnahmekriterien eingehalten werden. Um die Maschinengenauigkeit zu steigern, leiten wir außerdem gezielt konstruktive Verbesserungen ein. Auf diese Weise haben wir uns über die Jahre einen Erfahrungsschatz aufgebaut. Mit diesem Know-how entwickeln wir methodische Lösungen für häufige Fehlerquellen.

Unsere Leistungen im Überblick

  • Charakterisierung von statischen, thermischen und dynamischen Abweichungen
  • Verbesserung der Maschinengenauigkeit auf Grundlage der von uns erhobenen Daten
  • Modal- und Frequenzanalyse der Maschine
  • Entwicklung neuer Kalibriermethoden
  • Entwicklung von Lösungen für häufige Fehlerquellen

Beispiele unserer Lösungswege für häufige Fehlerquellen

 

© Fraunhofer IPT

Kalibrierung von 5-Achs-Werkzeugmaschinen

  • Vollständige Kalibrierung innerhalb 20 Minuten
  • Direkte Messung und Optimierung der 5-Achs-Genauigkeit
  • Ein Messmittel für alle Abweichungen
  • Integrierbarkeit in bestehende Maschinen
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Der direkte Weg zur thermischen Stabilität

  • Dauerhafte thermische Stabilität
  • Kosten für Temperierung und Klimatisierung minimieren
  • Optimierungspotenziale aufdecken
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3D-Prozessüberwachung

  • Ortsaufgelöste 3D-Visualisierung der Prozesssignale
  • Vollständige Aufzeichnung zur lückenlosen Dokumentation
  • Erkennen von prozessindividuellen Mustern
  • Integrierbarkeit in bestehende Maschinen
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Ein Blick in unser Messmittelportfolio

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Laserinterferometer

Beim Messen geometrischer Abweichungen einer Werkzeugmaschine setzen wir auf ein Laserinterferometer: Mit den vorhandenen Messsystemen und Optiken können wir sowohl Positionierabweichungen als auch Geradheits-Abweichungen, winklige Abweichungen einer Linearachse und Rechtwinkligkeiten der Bewegungsachsen identifizieren.

PSD-Laserinstrument

Bei Gradheitsabweichungen einer Linearachse kann das Position-Sensitive-Device (PSD) gemeinsam mit einem Laser eingesetzt werden. Der Vorteil ist die einfache Anwendung und der geringe Installationsaufwand, der eine schnelle und robuste Messung erlaubt.

Laser Tracer

Zur Charakterisierung von Maschinen mit höchster Genauigkeit setzen wir den »Laser Tracer« der Etalon AG ein. Mit seiner selbstnachführenden Funktion verfolgt der Laser Tracer die Optik, um Abstandsänderungen eines Objekts dreidimensional abzubilden. Einsatzbeispiele sind die vollständige Kalibrierung von 3-Achs- und 5-Achs-Werkzeugmaschinen mit unterschiedlichen Achskonfigurationen und die Abnahme und Prüfung von Koordinatenmessmaschinen nach ISO 10360.

Spindle Error Analyzer

Um Genauigkeiten rotierender Spindeln zu erfassen, kommt der »Spindle Error Analyzer« zum Einsatz: In hoher Frequenz wird die genaue Position einer Kugel am Werkzeug durch Sensoren aus unterschiedlichen Richtungen gemessen. Außerdem kann das thermische Verhalten der rotierenden Spindel analysiert werden.

Double Ball bar

Um das Bahnverhalten von zwei Bewegungsachsen abzustimmen, setzen wir den »Ballbar« ein: Mit dem Kreisformtest können geometrische und dynamische Abweichungen der Maschinen sehr schnell gemessen, defekte Maschinenelemente und fehlerhafte Einstellungen identifiziert sowie Kompensations- sowie Steuerparameter optimiert werden. Der Ballbar unterstützt in Kombination mit zusätzlichen Instrumenten umfangreiche Analysen durch den Kreisformtest in drei Radien (50 mm, 150 mm und 300 mm).

Multifunktionsmesseinheit für Modal- und Frequenzganganalysen

Zur Analyse des dynamischen Maschinenverhaltens kooperieren wir eng mit dem Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen. Dadurch erhalten wir Zugriff auf weitere Messmittel und umfassendes Know-how, das uns eine noch vielseitigere dynamische Charakterisierung von Maschinen ermöglicht.

Thermographiekamera

Mit der Thermographiekamera lässt sich die Oberflächentemperatur eines Objekts messen und auf einem integrierten Display dargestellen. Auf Basis der Messdaten lassen sich das thermische Verhalten der Maschine und die zugehörigen Prozesse analysieren.

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