Optimierte Werkzeugfertigung, Einarbeitung und Verschleißkontrolle durch 3D-Datenerfassung mittels optischer Messtechnik

Die Fertigung von Karosseriewerkzeugen ist ein besonders zeit- und kostenintensiver Bestandteil in der Prozesskette der Blechteilherstellung. Im Werkzeugbau und in der Einarbeitung kommen derzeit zumeist taktil arbeitende Messsysteme zum Einsatz. Mit Hilfe optischer Messverfahren lassen sich hier bedeutende Einsparpotentiale schaffen. Das Fraunhofer Institut Werkzeugmaschinen und Umformtechnik hat im Rahmen des Vorhabens umfassende Untersuchungen zur schnellen und kompletten Vermessung von Gussrohlingen durchgeführt. Ziel war es, vor der sich anschließenden Werkzeuggrundbearbeitung die 3D-Geometrie des Gusskörpers mit einer Genauigkeit von +/- 1 mm zu bestimmen. Dazu wurde ein Vorgehen entwickelt, wie mittels phasenmessender Sensoren die Nachteile bisheriger Lösungen hinsichtlich Messzeit und Anwenderfreundlichkeit überwunden werden können. An einem Styropor Gießmodell der Firma KUKA für ein IHU-Werkzeug mit der Größe 2 m x 1 m x 0,5 m wurde die Funktionalität des entwickelten Verfahrens erprobt und nachgewiesen. Am IWU steht im Ergebnis des Projektes eine Messzelle als Prototypsystem zur Verfügung. Das Ziel des Institutes für Umformtechnik und Umformmaschinen war der Einsatz eines optischen Messsystems zur Dokumentation des Einarbeitungsprozesses und zur Verschleißerfassung. Es wurde untersucht, wie und wo eine optische Vermessung in den Prozessablauf integriert werden kann. Die Zusammenhänge zwischen Messgenauigkeit, Messzeit und Umgebungsbedingungen wurden ermittelt. Weiterhin wurden Vorgehensweisen zur Rückführung der Messdaten in CAD-Daten erstellt. Mit Hilfe eines Verschleißprüfstandes wurde der Werkzeugverschleiß simuliert und optisch vermessen. Durch die Vermessung von Praxiswerkzeugen und Bauteilen wurden die Ergebnisse verifiziert.