Maschinenkalibrierung mit Geo Tec – einfach und schnell

Um auf Dauer in der Fertigung die geforderte Qualität einzuhalten,  müssen die Genauigkeiten der Fertigungseinrichtungen bekannt und dokumentiert sein. Dies gelingt nur durch wiederholtes Messen und Prüfen. Das dafür notwendige Laserrinterferometer-System XL-80 ist allerdings für Firmen, die das Gerät nur selten benötigen sehr kostenintensiv. Kleinere Maschinenhersteller und Fertigungsbetriebe lassen deshalb ihre Maschinen vorteilhaft von Dienstleistern regelmäßig messen und prüfen.

Um auf Dauer in der Fertigung die geforderte Qualität einzuhalten, müssen die Genauigkeiten der Fertigungseinrichtungen bekannt und dokumentiert sein. Dies gelingt nur durch wiederholtes Messen und Prüfen. Das dafür notwendige Laserrinterferometer-System XL-80 ist allerdings für Firmen, die das Gerät nur selten benötigen sehr kostenintensiv. Kleinere Maschinenhersteller und Fertigungsbetriebe lassen deshalb ihre Maschinen vorteilhaft von Dienstleistern regelmäßig messen und prüfen.

Werkstücke können allenfalls so genau sein wie die Maschine, auf denen sie bearbeitet wurden. Deshalb ist es für Fertigungsbetriebe entscheidend, die Genauigkeiten ihrer Werkzeugmaschinen - Bearbeitungszentren, Bohrwerke, Laser- und Wasserstrahlschneidmaschinen, - zu kennen und zu dokumentieren. Nur so können sie, insbesondere als Zulieferer der Automobilindustrie, die heute geforderte Qualität gewährleisten. Unabdingbar ist die Dokumentation der Maschinengenauigkeiten für die Zertifizierung nach den heute üblichen Kriterien.

Allerdings ist speziell für kleinere Unternehmen das regelmäßige Messen, Prüfen und Dokumentieren der Genauigkeit ihrer Werkzeugmaschinen aufwändig und kostenintensiv. Das Beschaffen der geeigneten Messgeräte verursacht hohe Kosten. Die Messgeräte werden nur sporadisch und jeweils nur für kurze Zeiten eingesetzt. Das ist unwirtschaftlich. Dies gilt auch für kleinere Hersteller von Werkzeugmaschinen, die die benötigten Messgeräte zur Endabnahme und Dokumentation ihrer Maschinen ebenfalls nur für jeweils kurze Zeiten nutzen. 

Wirtschaftlicher Messen mit externen Dienstleistern

Wesentlich besser und wirtschaftlicher messen, prüfen und dokumentieren kleinere Fertigungsbetriebe und Maschinenhersteller die Genauigkeiten ihrer Werkzeugmaschinen mit Hilfe externer Dienstleister. Beispielsweise die Geo Tec Messtechnik in Bempflingen hat sich auf diese Dienstleistung spezialisiert. Flexibel und innerhalb kürzester Zeiten kommen die Spezialisten in die Fertigungsbetriebe, um die Werkzeugmaschinen zu prüfen und die Ergebnisse zu dokumentieren. Bei Herstellern betrifft dies Maschinen nach der Endmontage. Fertigungbetriebe, beispielsweise Zulieferer der Automobilindustrie, lassen vorteilhaft sämtliche Werkzeugmaschinen in regelmäßigem Turnus bzw. auch nach einem sogenannten Crash messen, prüfen und dokumentieren. Dabei beraten die Dienstleister die Betriebe auch über notwendige Instandsetzungen, die sie, je nach Auftrag, auch selbst unverzüglich ausführen.

Um flexibel und beweglich zu sein, bevorzugt Jürgen Emslander, Geschäftsführer und Inhaber der Geo Tec Messgeräte von der Renishaw GmbH, Pliezhausen. Dazu gehört das Laserinterferometer XL-80. Vorteilhaft ist vor allem der einfache, transportable Aufbau des Geräts. Bequem und einfach lassen sich die wenigen Komponenten transportieren und im jeweiligen Fertigungsbetrieb aufbauen und in Betrieb nehmen. Sie sind robust und praxisgerecht für den Einsatz in der Werkstatt.

Absolut zuverlässige und vertrauenswürdige Ergebnisse

Darüber hinaus haben die Messgeräte von Renishaw weitere Vorteile. Das Laserinterferometer misst die Geradheit und die Positioniergenauigkeit von Schlitten an Werkzeugmaschinen unabhängig von den Umgebungsbedingungen bei Genauigkeiten kleiner 1 µm. Durch regelmäßiges Kalibrieren bei Renishaw sind die Messergebnisse direkt auf das Kalibriernormal der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig  rückführbar. Man kann also darauf vertrauen, daß die Messergebnisse des Lasermessgeräts absolut zuverlässig und vertrauenswürdig sind. 

Bei einer typischen Prüfung einer Werkzeugmaschine misst man mit dem Laserinterferometer XL-80 die Positionsabweichungen der mechanischen Antriebselemente an zahlreichen Positionen über die gesamten Fahrwege der Maschinenschlitten. Anschließend kompensiert man sie steuerungstechnisch mit Hilfe von Korrekturdaten. Zusätzlich kann man mit dem Laserinterferometer die Geradheit der Schlittenführungen, die Ebenheit  der Tische und die Winkligkeit der Bewegungsachsen untereinander messen.

Einfache Handhabung

Für kürzeste Messzeiten sorgt der einfache Aufbau des Messgeräts. Das ermöglicht den Dienstleistern, die geforderten Messungen auch in arbeitsfreien Schichten, z. B. in die Nacht hinein oder an Wochenenden, auszuführen. Rasch und problemlos lassen sich die Spiegel mit Magnetstativen an der Maschine befestigen. Das Laserinterferometer steht auf einem stabilen Stativ. Der gut sichtbare, rote Laserstrahl lässt sich mit Hilfe der ausgereiften Strahlsteueroptik problemlos ausrichten. So dauert der Aufbau des Messsystems bis zum Beginn der automatischen Messungen nur wenige Minuten. Äußere Einflüsse, z. B. Schwankungen des Luftdrucks, werden laufend gemessen und automatisch kompensiert. Deshalb eignet sich das Laserinterferometer XL-80 uneingeschränkt für den Einsatz in der Werkstatt.

Besondere Vorteile für den Bediener hat die ausgereifte Software des Laserinterferometers. Sie läuft unter dem Betriebssystem Windows NT auf jedem üblichen Personal-Computer bzw. Laptop. Der Messablauf ist weit gehend vorprogrammiert. Bezogen auf die jeweilige Maschine gibt der Bediener lediglich im Klartext die erforderlichen Parameter vor. Dazu gehören u. a. die Fahrwege, die Anzahl zu messender Zwischenpositionen im gesamten Schlitten-Fahrweg und die Anzahl der Messdurchläufe. Danach läuft die Messung automatisch: Die Steuerung fährt die Maschinenschlitten auf die jeweiligen Positionen, z. B. in Abständen von 50 mm, das Laserinterferometer misst die exakte Position bei Genauigkeiten kleiner 1,1 µm/m und speichert die Daten.

Manuelle Eingaben von Korrekturdaten entfallen

Für das anschließende Kompensieren der Positionsabweichungen hat die Auswertesoftware des Laserinterferometers aus Pliezhausen weitere Vorteile. Am Farbbildschirm zeigt sie die Messdaten tabellarisch und grafisch. Wahlweise nach eigenen Kriterien oder entsprechend den nationalen bzw. internationalen Normen (z. B. VDI/DGQ 3441, VDI/VDE 2617, NMTBA, BS4556) wertet die Software die Messdaten statistisch aus. Insbesondere die Grafiken am Farbbildschirm zeigen deutlich die zulässigen Grenzwerte und die Abweichungen. Das ermöglicht dem Bedienpersonal, die Messdaten rasch und sicher zu beurteilen. Daraus lassen sich direkt ggf. erforderliche Maßnahmen zur Korrektur bzw. zur Instandsetzung ableiten.

Darüber hinaus kürzt die Auswertesoftware den Aufwand zur Kompensation mechanischer Fehler durch die Steuerung. Sie stellt automatisch für nahezu jede heute übliche numerische Steuerung die Korrekturdaten in den benötigten Datenformaten bereit. Sie überträgt die Daten auf Tastendruck in den Kompensationsrechner bzw. -speicher der CNC-Steuerung. Das minimiert die Zeiten für den gesamten Mess- und Kompensationsablauf erheblich. Die ehemals üblichen manuellen Eingaben von Korrekturdaten an der CNC-Steuerung entfallen. Nach dem Kompensieren kann der Bediener einen weiteren Messablauf starten, um den Erfolg der Kompensation zu verifizieren.

Zustand und Historie der Maschine wird dokumentiert

Von den Messungen druckt die Software des Laserinterferometers auf Tastendruck Grafiken und tabellarische Protokolle auf Papier. Diese dokumentieren den Zustand der gemessenen Maschinen vor und nach der Kompensation bzw. der Instandsetzung. So erhält der Auftraggeber, Maschinenhersteller oder Fertigungsbetrieb, vom externen Dienstleister vollständige Unterlagen (Kalibrierscheine) über den aktuellen Zustand seiner Maschinen. Bei regelmäßig wiederkehrenden Messungen und Prüfungen kann er die Historie seiner Maschinen umfassend dokumentieren. Damit entspricht er zuverlässig den Forderungen nach vollständiger, nachvollziehbarer Qualitätssicherung. Durch die Zusammenarbeit mit dem externen Dienstleister erreicht er dies bei niedrigen Kosten und kalkulierbarem Aufwand. Auf Wunsch messen und prüfen die Dienstleister auch in arbeitsfreien Schichten. Dadurch entfallen die ansonsten unvermeidlichen Einbußen an Produktivität in der Fertigung.

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