Messung thermischer Einflüsse auf Werkzeugmaschinen zur steuerungsseitigen Fehlerkorrektur am Beispiel von Dreh-/Schwenkachsen

Zusammenfassung Thermische Einflüsse sind für bis zu 75% der geometrischen Fehler auf Werkstücken verantwortlich. Obwohl die Nachfrage für 5-achsige Werkzeugmaschinen immer weiter steigt, stehen bis jetzt die thermischen Einflüsse von Spindeln, Linearachsen und der Umgebungstemperatur im Mittelpunkt der Forschung. Dieser Beitrag beschreibt eine Prozedur zur Charakterisierung des thermischen Verhaltens von Dreh-/Schwenkachsen von 5-achsigen Werkzeugmaschinen. Infrarotkameraaufnahmen visualisieren die Änderungen des Temperaturfeldes in der Maschinenstruktur aufgrund ausgeführter Achsbewegungen. Messungen mit Thermoelementen liefern detaillierte Temperaturdaten und zeigen spezielle Phänomene, wie sie vor allem bei schnell drehenden Rundachsen auftreten. Verlagerungsmessungen mit dem Messsystem R-Test ermöglichen zusammen mit einer phänomenologischen Modellierung die Vorhersage des thermischen Verhaltens von Rundachsen, was zu einer Reduktion des thermischen Fehlers der Maschine und somit zu einer erhöhten Bearbeitungsgenauigkeit genutzt werden kann.