INNOVATIVE INDUSTRIE
76 NEW BUSINESS • INNOVATIONS | APRIL 2018
Fotos: Fraunhofer IWU, Pixabay
THERMISCHE SCHWACHSTELLENANALYSE
Bevor der Messaufbau startet, ermitteln die Forscher mithilfe
einer simulationsgestützten Analyse die optimale Platzierung
der Temperatur- und Verlagerungssensoren. Erstere
verkleben die Wissenschaftler direkt an der Maschine, die
Verlagerungssensoren werden an einem um die Werkzeugmaschine
aufgebauten Messgestänge montiert und durch
kleine Stangen mit an neuralgischen Stellen angebrachten
Messklötzen verbunden – also dort, wo die Forscher die ein-
ussreichsten thermischen Verlagerungen messen können.
Mit den Temperatursensoren können sie den Ein uss innerer
als auch äußerer Wärmelasten auf die Maschinenstruktur
erfassen. Während des Experiments werden Temperaturschwankungen
automatisiert abgebildet. Auch das Verhalten
der Werkzeugmaschinen unter Langzeitbelastungen lässt
sich erfassen. »Unsere ausgeklügelte Technik, mit der gekühlt
und erwärmt wird, funktioniert im Prinzip wie die Klimaanlage
im Auto«, so Glänzel. Hersteller, aber auch Anwender,
haben so die Möglichkeit, ihre Fräs- und Zerspanungsmaschinen
bereits im Vorfeld entsprechend zu kon gurieren
und an künftige klimatische Gegebenheiten anzupassen.
Treten tatsächlich Verlagerungen auf, wenden die Forscher
selbstentwickelte Korrekturalgorithmen an, um die Produktionsgenauigkeit
zu beein ussen. Die Messwerte ießen in
die Korrekturmethode ein. „Wir berechnen die Korrekturwerte
direkt über einen Referenzpunkt am Werkzeug, den
sogenannten Tool Center Point, sodass thermisch bedingte
Verformungen während der Fertigung von der Steuerung
korrigiert werden können“, führt die technikaf ne Mathematikerin
aus. Darüber hinaus bestimmen die Forscher die
Abwärmemenge der Werkzeugmaschinen, um sie wieder
dem Kühlprozess zuzuführen und so Energie zu sparen. Die
Klimazelle ist Forschungsgegenstand des Sonderforschungsbereichs
Transregio 96 – „Thermo-energetische Gestaltung
von Werkzeugmaschinen“, dessen Ziel es ist, die Parameter
Energieeinsatz, Genauigkeit und Produktivität aufeinander
abzustimmen und eine optimale Lösung zu etablieren. MW