Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines Inline-Werkzeugbahnmesssystems basierend auf inertialen und virtuellen Sensoren

Bei bahngesteuerten Systemen wie Werkzeugmaschinen wird die Werkzeugbahn mit Messsystemen der Vorschubachsen erfasst. Zwischen den Messsystemen und der interessierenden Werkzeugbahn liegt jedoch eine größere Distanz, die während des laufenden Betriebs bis heute aufgrund fehlender technischer Lösungen messtechnisch nicht erfasst werden kann. Da diese Distanz ebenfalls Störeinflüssen unterliegt (z.B. Prozess- und Trägheitskräfte), entstehen nicht messbare Bahnfehler, die zu fehlerhaften Bearbeitungsergebnissen führen können.

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Messsystems zur Erfassung der realen bzw. wahren Werkzeugbahn. Innovativer Ansatz ist hierbei die Verwendung von inertialen Messeinheiten mit sechs räumlichen Freiheitsgraden in Kombination mit virtuellen Sensoren. Dieses Messsystem bildet die Voraussetzung, um die Bahngenauigkeit von Werkzeugmaschinen durch verbesserte Bahnregelung oder Kompensationsmaßnahmen deutlich zu erhöhen. Dadurch kann wiederum deren Arbeitsbereich hinsichtlich Genauigkeit u/o Produktivität erweitert werden. Sowohl für Maschinenhersteller als auch -betreiber resultiert daraus ein erheblicher Wirtschaftlichkeits- und damit Wettbewerbsvorteil, wobei davon vor allem kleine und mittelständische Maschinenhersteller und Teilefertiger partizipieren.

Diese Forschungsarbeit bildet ein Teil eines Vorhabens, welches der VDW (Deutschland) und Flanders Make (Belgien/Flandern) gemeinsam im Rahmen des CORNET-Programms beantragen. Der belgische Teil dieses Vorhabens fokussiert dabei auf die Einbindung eines sensorischen Werkzeughalters und eines Werkstücktests (Laserscanning), um Abweichungen aufgrund von Prozesskräften sowie Langzeiteffekte zu berücksichtigen.