Nauwkeurigheid van HEDELIUS bewerkingscentra

Er zijn veel factoren betrokken bij het bereiken van een bepaalde nauwkeurigheid van het werkstuk. Aan de ene kant is er de machine zelf. Het ontwerp, de onderdelen en de software hebben dus invloed op het bewerkingsresultaat. Er moet echter ook rekening gehouden worden met veel externe factoren, van de plaats van de machine tot de meetapparatuur, de opspanmiddelen en het gereedschap, en de kwalificaties van de werknemers.

Ontwerp

In de eerste fase van elke nieuwe ontwikkeling van een bewerkingscentrum zijn criteria als stabiliteit, nauwkeurigheid, dynamiek, automatisering, benodigde ruimte, transportafmetingen en fabricagekosten met elkaar in strijd, en moeten ze gewogen worden, afhankelijk van het geplande toepassingsgebied. Ontworpen als universele bewerkingscentra voor een groot aantal toepassingen in de machine- en werktuigbouw, legt HEDELIUS in de ontwerpfase meer de nadruk op de aspecten stabiliteit en nauwkeurigheid. Het resultaat van dit proces was het speciale ontwerp van de TILTENTA-bewerkingscentra met de constant uitstekende Y-as en de daaruit voortvloeiende hoge stijfheid en precisie over het hele verplaatsingsbereik van de Y- en Z-as. De resultaten waren zo overtuigend dat ook de compacte 5-assige bewerkingscentra van de ACURA-serie op basis van dit ontwerp werden ontwikkeld.

Meetsystemen

HEDELIUS gebruikt alleen directe lineaire encoders voor de positiemeting van de X, Y en Z assen. De positieregelkring omvat dus het complete aandrijfmechanisme. Dit wordt Closed Loop-bedrijf genoemd. Overbrengingsfouten in de mechanica kunnen zo door de lineaire encoder op de aanvoeras worden opgespoord en door de besturingselektronica worden gecorrigeerd.

Hierdoor worden een aantal mogelijke bronnen van fouten geëlimineerd:

Positioneringsfout door opwarming van de balschroef
Omkeerfout
Kinematische fout door stijgfout van de balschroef

Directe lineaire encoders zijn daarom onmisbaar voor machines die hoge eisen stellen aan de positioneernauwkeurigheid en de bewerkingssnelheid. Alle HEDELIUS-bewerkingscentra zijn standaard uitgerust met directe meetsystemen.

Assemblages

De kritische assemblages, zoals verrijdbare statieven, bedden en draai-zwenktafelunits, worden bij HEDELIUS zelf vervaardigd en opgemeten. Dit betekent dat wij niet alleen altijd oog hebben voor kwaliteit, maar ook de mogelijkheden en grenzen van de moderne machinale bewerking in ons dagelijks werk onderkennen. Deze proceskennis wordt voortdurend toegepast bij de verbetering van onze producten en in de adviezen die wij aan onze klanten geven.

Geleidingen en rechtheid

Het uitlijnen van de geleiders vereist bijzondere zorg en ervaring. HEDELIUS gebruikt voorgemonteerde rolgeleiders van Duitse en Zwitserse fabrikanten. Door middel van een fijne uitlijning met optische meettechniek worden de geleiders van ACURA 65 bijvoorbeeld de Y-as gemonteerd met een rechtheid van max. 5 µm. Aan het einde van de assemblage worden de positioneringsnauwkeurigheid, de herhaalbaarheid, de rechtheid en de speling van de lineaire assen ten slotte gecontroleerd en gedocumenteerd met behulp van een laser-interferometer. Zo zijn de positioneernauwkeurigheden van de lineaire assen regelmatig minder dan 6 µm, overeenkomstig ISO 230-2. Wij geven u graag een inzicht in de interne processen en acceptatieprotocollen in het kader van een fabrieksrondleiding.

Meetsystemen op roterende assen

In 5-assige bewerkingscentra heeft de nauwkeurigheid van de meetsystemen een aanzienlijke invloed op de hoekigheid en de parallelliteit van oppervlakken en boringen. Daarom gebruikt HEDELIUS ook directe hoekencoders in het midden van elke rotatie-as in de geïntegreerde draaitafels, de draaibare spindelaandrijvingen en de draai-/zwenktafelunits. Op verzoek kunnen wij de positioneringsnauwkeurigheid van roterende assen met een resolutie van ±1" meten met behulp van hoekmeetsystemen op basis van lasers en de assen kalibreren voor een maximale positioneringsnauwkeurigheid. Daardoor kunnen met seriecomponenten al positioneernauwkeurigheden van minder dan ±5" bereikt worden. Bovendien bieden sommige modellen de mogelijkheid om de C-assen uit te rusten met hoek-encoders in een verhoogde nauwkeurigheidsklasse, zodat de positioneringsnauwkeurigheid kan worden opgevoerd tot minder dan ±2,5".

Auszug aus dem ISO Toleranzsystem niederländisch

Onrondheid

De Renishaw ballbar test heeft zich gevestigd als een snelle en eenvoudige methode om de nauwkeurigheid van bewerkingscentra te testen. Binnen enkele minuten geeft de meting informatie over de wisselwerking van twee lineaire assen en de nauwkeurigheid van een cirkelvormige beweging. De slip-stick vrije rolgeleidingen in combinatie met directe wegmeetsystemen en een hoge hoeknauwkeurigheid maken het in de meeste gevallen mogelijk pasvormen te frezen in een kwaliteit van IT6, waardoor de productietijden en het aantal benodigde spindelgereedschappen worden verminderd. Wij demonstreren u graag de hoge rondheidsnauwkeurigheid met ons Renishaw meetapparaat.

Spilkoeler en temperatuurcompensatie

Voor het afvoeren van de in de freesspil ontstane warmte heeft HEDELIUS zijn bewerkingscentra uitgerust met spilkoelers. Door de koeling wordt reeds standaard al een verhoogde thermische stabiliteit bereikt. Aangezien niet alle warmte door de spilkoeling kan worden afgevoerd, installeert HEDELIUS optioneel temperatuursensoren op de spil, de kolomslede en in sommige gevallen ook op de rondassen, om structurele verplaatsingen via de besturing te compenseren.

Regeling van de koelvloeistoftemperatuur

Constante omgevingsomstandigheden zijn nodig om consistente productieresultaten te bereiken. Om de hoogste nauwkeurigheid en reproduceerbare resultaten te bereiken, is een constante temperatuur van het werkstuk tijdens de bewerking belangrijk. Warmte-inbreng in het werkstuk en het gereedschap kan ertoe leiden dat de toelaatbare toleranties overschreden worden en kan dus tot uitval leiden. Aan de kwaliteitseisen voor het werkstuk wordt dan niet meer voldaan. Een actieve, gecontroleerde koeling van het koelsmeermiddel gaat de warmte-inbreng in het materiaal en het gereedschap tegen. HEDELIUS-koelvloeistofsystemen kunnen daarom naar keuze worden uitgerust met een ingebouwde dompelkoeler voor de temperatuurregeling van het koelsmeermiddel.

3D meettaster en laser

Om redenen van nauwkeurigheid en optimalisatie van de opstelling is een 3D-meettaster een onmisbaar onderdeel van de hedendaagse productie geworden. Het toepassingsgebied van een 3D taster strekt zich uit van voorbereidende metingen, zoals het bepalen van de speling, tot het regelen van metingen tijdens de bewerking, zoals het bijstellen van pasvormen, tot het controleren van metingen aan het eind van het programma om protocollen op te stellen. Bovendien zijn bijna alle bewerkingscentra tegenwoordig uitgerust met een schakelende gereedschapstaster of een laser voor gereedschapsmeting.

Mogelijke toepassingen zijn bv.:

Meting van speling met schommelende afmetingen van onbewerkte delen, bv. voor gegoten of gezaagde onderdelen
Bepaling van de werkstukoriëntatie om een coördinaatrotatie te bepalen
Aanpassingen aan het bewerkingsproces, bv. verplaatsing van het gereedschap, vervorming van het werkstuk en thermische effecten
Onderzoek van bijzondere kenmerken
Volgen van afwijkingen van kenmerken door middel van protocollen
Bepaling van gereedschapsslijtage en gereedschapsbreuk

Kinematische meetcyclus

Om complexe onderdelen precies en met reproduceerbare nauwkeurigheid te kunnen vervaardigen, ook over langere perioden, moet de positie van de rotatie-assen ten opzichte van de lineaire assen regelmatig gecontroleerd worden. Deze zogenaamde "transformatieketen" verandert permanent door thermische invloeden zoals verwering of procesinvloeden en moet dus regelmatig gekalibreerd worden. Softwareopties zoals de KinematicsOpt cyclus van Heidenhain of de 996 cyclus van Sinumerik stellen de operator in staat om deze kalibratie binnen enkele minuten zelf uit te voeren.