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Herausforderungen bei der messtechnischen Untersuchung von Werkzeugmaschinen

Challenges in the metrological investigation of machine tools
 
: Brecher, C.; Brockmann, B.; Daniels, M.; Wennemer, M.

:

Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb : ZWF 109 (2014), No.12, pp.885-888
ISSN: 0947-0085
German
Journal Article
Fraunhofer IPT ()

Abstract
Werkzeugmaschinen sind Teil von fast jeder Wertschöpfungsketten produzierender Unternehmen. Somit bildet die Werkzeugmaschinenbranchen mit ihren Produkten das Rückgrat der grundlegenden realen Wertschöpfung. Auf Grund der immer ansteigenden Erwartungen an die Eigenschaften von Produkten, ist die Weiterentwicklung von Werkzeugmaschineneigenschaften essenziell für das Fortbestehen erfolgreicher Produktion. Im Konstruktions- und Entwicklungsprozess von Werkzeugmaschinen werden die geometrischen, kinematischen, statischen, dynamischen und thermischen Maschineneigenschaften weitestgehend festgelegt. Auch heute noch ist dieser wichtige Prozess im Wesentlichen von den Erfahrungen der Konstrukteure und Entwicklungsingenieure abhängig. Allerdings steigt mit den zum Teil gegenläufigen Anforderungen der Kunden die Komplexität bei der Entwicklung von Werkzeugmaschinen rasant. Hilfsmittel wie die Simulation statischer, dynamischer und thermo-elastischer Maschineneigenschaften werden daher immer häufiger eingesetzt, um Maschineneigenschaften schon im Vorfeld optimal auszuloten. Somit bilden virtuelle Prototypen von Werkzeugmaschinen eine Möglichkeit, die angesprochene Komplexität kontrollierbar zu machen. Grundlage für derartige virtuelle Prototypen ist ein exaktes Verständnis der relevanten Maschineneigenschaften, welche über Modelle beschrieben werden. Die Parametrierung dieser Modelle kann nur mit Hilfe einer umfangreichen Datenbasis aus messtechnischen Untersuchungen der verschiedenen Maschineneigenschaften geschehen. Viele Messungen werden heute schon von Werkzeugmaschinenherstellern selbst bzw. über Dienstleister durchgeführt. Neben konventionellen Messmitteln, wie z.B. der Messuhr, kommen heute immer häufiger auch moderne digitale Messgeräte zum Einsatz. Besonders bei der Untersuchung des statischen Maschinenverhaltens können heutige Werkzeugmaschinenhersteller schon über umfangreiche Erfahrungen berichten und haben somit die Möglichkeit, die Arbeitsgenauigkeit und das Leistungsvermögen der Werkzeugmaschinen zu steigern. Im Bereich des dynamischen und thermo-elastischen Maschinenverhaltens besteht hingegen weiterhin Forschungsbedarf. Folglich sind Kooperationen mit Universitäten und anderen Forschungseinrichtungen notwendig, um die zielgerichtete Entwicklung von Werkzeugmaschinen in dem immer turbulenter werdenden Umfeld der Werkzeugmaschinenbranche zu ermöglichen und um den bisherigen Forschungsbedarf in den Stand der Technik zu heben.

 

There are a multitude of approaches available for the development and design of machine tools. Here, commercially available software solutions are not implemented to the same extent in different organizations. The methods of metrological investigations also vary from company to company. In order to gain an overview of the different approaches adopted by machine tool manufacturers for measuring thermal, geometric, kinematic, static and dynamic properties of their machines, the Laboratory for Machine Tools and Production Engineering (WZL) of RWTH Aachen University conducted a comprehensive survey on this topic in 2013. The results are presented in this paper.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-324267.html