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Höchstpräzisions-Werkzeug- und Werkstückfixierung mit 3D-Mikromesstechnik

Schlussbericht. Laufzeit: 01.01.2005 - 31.03.2008. Förderkennzeichen BMBF 16SV1891
High precision tool and workpiece fixation using 3D-coordinate measurement
 
: Schulz, B.

:
Fulltext (PDF; )

Chemnitz: Fraunhofer IWU, 2008, 68 pp.
German
Report, Electronic Publication
Fraunhofer IWU ()
Mikrobearbeitung; maschinelle Bearbeitung; Mikrotechnik; Forschungsvorhaben; Prozessoptimierung; Qualitätssicherung; Koordinatenmessung; Werkzeugbau; Formenbau; Formenbau; Bearbeitungsgenauigkeit; Fertigungsgenauigkeit

Abstract
Dieses Forschungsvorhaben beschäftigte sich mit der Integration von 3D?Koordinatenmesstechnik in Fräsmaschinen für den Mikrowerkzeug- und Formenbau. Zu beseitigen waren Probleme, die sich bei der herkömmlichen 'konventionellen' Mikrobearbeitung aufgrund der Kleinheit von Mikrowerkzeug und -werkstück ergeben, und die sich nachteilig auf die Prozessdauer sowie die Bearbeitungsqualität auswirken. Eine Lösungsansatz wurde in der prozessnahen Geometrievermessung an Mikrowerkstücken und Mikrowerkzeugen gesehen, die eine reproduzierbare und hochgenaue Lagezuordnung zwischen Mikrowerkzeug und Werkstück ermöglicht. Durch Implementierung der Messtechnik bestehend aus konfokalem Lasersensor, Laserlichtschranke und Bildmesskamera unmittelbar in den Arbeitsraum können gegenüber der konventionellen Bearbeitungsmethode erhebliche Verbesserungen erreicht werden. Diese sind zu sehen im schnellen Einmessen von Werkstück und Werkzeug, in der schnellen Bestimmung und Kontrolle wichtiger Werkzeugparameter sowie in der prozessintegrierten Bestimmung von ausgewählten Prüfmaßen am Werkstück. Das sichere und schnell zu realisierende Ankratzen der Werkstückoberfläche sowie das Einmessen von Werkzeug und Werkstück in der Maschine tragen dazu bei, dass die Einrichtzeit gegenüber der konventionellen Methode um mehr als die Hälfte verkürzt werden konnte. Dies ist unter mikrofertigungstechnischen Gesichtspunkten schon ein enormer Produktivitätsgewinn, da gleichzeitig die Reproduzierbarkeit dieser Einrichtschritte verbessert werden konnte bzw. überhaupt erst ermöglicht wird. Die Kombination von prozessintegrierter 3D-Messtechnik mit den messtechnischen Möglichkeiten einer externen Multisensor- Koordinatenmessmaschine im großen Regelkreis eröffnet für die Qualitätssicherung bei der Mikrozerspanung neue Fertigungsstrategien. Damit wird es möglich, im Fertigungsprozess eine umfassende messtechnische Charakterisierung des gerade bearbeiteten Mikrowerkstücks vorzunehmen und die Bearbeitung mit korrigierten Prozessparametern fortzusetzen. Es können sowohl ausgesuchte Prüfmaße ermittelt als auch ein umfassender Soll-Ist-Vergleich zur hinterlegten Sollgeometrie des CAD-Modells durchgeführt werden.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-105144.html