Closed Loop erhöht die Genauigkeit des Werkstücks

Ursache Nummer eins für Positionsfehler an modernen Werkzeugmaschinen sind thermische Fehler, ganz wesentlich beeinflusst durch den Bearbeitungsvorgang selbst. Dehnen sich Maschinenkomponenten temperaturabhängig aus bzw. ziehen sie sich wieder zusammen, kann dies ohne entsprechende Fehlerkompensation zu erstaunlichen Abweichungen führen. Denn die thermisch bedingten Veränderungen in der Vorschubmechanik sind für herkömmliche Regelkreise in der Maschine nicht sichtbar. Deshalb empfiehlt sich für eine maßgenaue und konturgetreue Fertigung vom Einzelteil bis zur Großserie eine Closed Loop-Regelung der Linear- und Rundachsen. 

Längenmessgeräte im Closed Loop: Thermische Fehler kompensieren

Closed Loop in der Einzelteilfertigung

Einfluss der Positionserfassung auf die Genauigkeit in der 5-Achs-Bearbeitung

Die Vorteile einer Positionserfassung über HEIDENHAIN Längen- und Winkelmessgeräte werden am Beispiel des Telstar-Werkstücks besonders deutlich. Ein optisch einwandfreies Erscheinungsbild des Telstar-Balls setzt voraus, dass die Naht, die Fünfecke und die Sechsecke trotz einer Dauer der Bearbeitung von über 2 Stunden mit hoher Präzision gefräst werden. Über die im NC-Programm vorgegebenen Anstellwinkel des Fräsers zum Telstar-Werkstück ergeben sich große Bewegungen der Rund- und Linearachsen, wodurch eine hohe räumliche Genauigkeit erforderlich wird.

Semi-Closed Loop

Einflüsse aus der Antriebsmechanik beeinträchtigen die Bearbeitungsgenauigkeit. Die Nahtbreite variiert. Die Schnittpunkte der Nähte sind sichtbar unsauber.

Closed Loop

Durch die präzisen Längen- und Winkelmessgeräte von HEIDENHAIN beeinträgtigen Einflüsse aus der Antriebsmechanik das Bearbeitungsergebnis nicht. Die Naht wird in der richtigen Breite mit exaktem Verhalten an den Nahtübergängen gefräst.

Closed Loop in der Klein- und Mittelserienfertigung

Anhaltende Genauigkeit in der Klein- und Mittelserienfertigung

Die Genauigkeit einer Werkzeugmaschine hängt entscheidend von ihrer Fähigkeit ab, schnell wechselnde Einsatzbedingungen zu verkraften. Der Übergang von einer Schruppbearbeitung zum Schlichten ändert die mechanische und thermische Belastung der Maschine erheblich, wodurch starke Veränderungen der Genauigkeit entstehen können. Ähnliche Wechsel der Belastungszustände treten bei der Bearbeitung kleiner Losgrößen auf. Ständige Wechsel zwischen Rüstvorgängen und auftragsspezifischen Bearbeitungen sorgen für schwankende Wärme-Einträge mit entsprechenden Auswirkungen auf die Genauigkeit.

Semi-Closed Loop

Thermische Verlagerung der Vorschubachsen

Closed Loop

Keine thermische Verlagerung der Vorschubachsen

Closed Loop in der Großserienfertigung

Höhere Genauigkeit für Bearbeitungszentren in der automatisierten Großserienfertigung

Die Großserienfertigung in der Automobilindustrie befindet sich in einem Wandel. So werden zum Beispiel zur Steigerung der Flexibilität bei der mechanischen Bearbeitung von Antriebsstrangkomponenten für Kraftfahrzeuge starre Transferlinien zunehmend durch Linien mit verketteten Bearbeitungszentren ersetzt.

Die gefertigten Toleranzen eines Werkstücks hängen von den einzelnen Maschinen bzw. den Teilprozessen der gesamten Fertigungsanlage ab. Längenmessgeräte in Closed Loop-Anordnung helfen, die Bearbeitungsgenauigkeit zu steigern. Damit kann die gesteigerte Toleranzreserve genutzt werden, um beispielsweise Werkzeuge länger im Einsatz zu halten.