Klimasimulationskammer für Werkzeugmaschinen

Werkzeugmaschinen können nicht nur fertigen, sondern auch messen. Doch in Werkhallen sind sie häufig sehr wechselhaften Temperaturen zwischen 15 und 45 Grad Celsius ausgesetzt, was sich auf die Geometrien von Maschine und Werkstück auswirkt und damit die Fertigungs- und Messgenauigkeit stark beeinflusst.

Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hat nun zusammen mit Projektpartnern eine mobile Klimasimulationskammer konzipiert, um das Temperaturverhalten von Werkzeugmaschinen zu untersuchen und temperaturabhängige Messunsicherheiten zu ermitteln. Vom 26. bis 29. April 2016 stellt die PTB Ergebnisse der Untersuchungen auf der Control, der internationalen Fachmesse für Qualitätssicherung, in Stuttgart vor.

Wie präzise eine Werkzeugmaschine fertigen und messen kann, hängt unter anderem stark davon ab, wie sie sich unter verschiedenen Temperaturbedingungen verformt. Durch temperaturbedingte Änderungen der Maschinengeometrie können gravierende Fertigungsfehler − also Abweichungen von den spezifizierten Maß-, Form- und Lagetoleranzen − entstehen.

Die hochgenaue Qualitätssicherung von Werkstücken findet deshalb außerhalb des Fertigungsprozesses in separaten, klimatisierten Messräumen statt.

Um temperaturbedingte Effekte zu erfassen, eventuell zu kompensieren und Messunsicherheiten zu bestimmen, hat die PTB im Rahmen eines internationalen Forschungsprogramms eine mobile Klimasimulationskammer für experimentelle Untersuchungen an Werkzeugmaschinen konzipiert, mit der sich kontrollierte Temperaturbedingungen herstellen lassen.

Ziel ist es, mit diesem Know-how in Zukunft Werkstücke im Anschluss an ihre Fertigung direkt auf der Werkzeugmaschine zuverlässig und gegebenenfalls genauer messen zu können.

Innerhalb der Klimasimulationskammer lassen sich Veränderungen der Maschinengeometrie bei wechselnden Umweltbedingungen relativ zu einer Ausgangssituation untersuchen. Dafür nutzen die PTB-Wissenschaftler ein selbstnachführendes Laserinterferometer, das durch eine Kompensation selbst weitgehend unbeeinflusst von Temperatureinflüssen arbeitet. Die ermittelten Geometrieabweichungen lassen sich durch die Steuerung der Werkzeugmaschine kompensieren. Auf diese Weise gelangen sowohl Fertigung als auch Messung genauer.

Interessierte Institutionen und Unternehmen können die mobile Klimasimulationskammer der PTB in Zukunft für eigene Tests nutzen. if/ptb

Ansprechpartner in der PTB
Dr. Klaus Wendt, PTB-Arbeitsgruppe 5.32 Koordinatenmessgeräte, Telefon: (0531) 592-5323, E-Mail klaus.wendt@ptb.de

Weitere Informationen
Die Klimakammer für Werkzeugmaschinen ist ein Ergebnis des europäischen Forschungsprojektes „Traceable in-process dimensional measurement (TIM)“. www.ptb.de/emrp/tim.html