PT + AUT - Werkzeugmaschienen-Teil2

Beim Durchlichtverfahren liegt der Photoempfänger hinter dem Massstab, d.h. das Licht von der Lichtquelle geht durch den Massstab hindurch. Beim Auflichtverahren wird der Lichtstrahl vom Massstab reflektiert und vom Photoempfänger empfangen. (Winkeldifferenz)

Vom Prinzip her ist er gleich aufgebaut wie die inkrementellen linearen Wegmesssysteme. Anstelle eines Glasmassstabes wird eine Impulsscheibe mit radialem Gitter eingebaut. Es wird das Durchlichtverfahren angewendet. (Gitterteilung: 20‘000)

Die gebräuchlichsten sind: Dual- und Graycode. Vorteil vom Graycode: Einschrittiger Code

-      Codierung des Massstabes mit Gray-Code (Einschrittiger Code)

-           Abtastung des Massstabes mit zwei Abtastköpfen nach dem Prinzip der V-Abtastung

Beim Lesen des Wertes „0“ in der niederwertigen Spur hat der vorauseilende Abtaster in der nächst höherwertigen Spur Gültigkeit. Wegen der Anordnung der Ableseköpfe bezeichnet man diesen Vorgang als V-Abtastung.

Genau gleich wie die linearen Messsysteme, jedoch wird der codierte Massstab durch eine codierte Scheibe ersetzt.

-      Ohmische Aufnehmer (Potentiometer)

-      elektromagnetische Aufnehmer (Induktosyn und Resolver)

Die Messung von Weg- oder Winkeländerungen basiert auf dem linearen Zusammenhang zwischen elektrischem Widerstand und dem Weg oder Winkel.

Verschmutzungen führen zu einem höheren Übergangswiderstand und somit zu Messfehlern.

Sie basieren auf dem Induktionsprinzip. Die Stärke der induzierten Spannung hängt von der Position des beweglichen Leiters ab. Somit ist die Spannung umgekehrt proportional zum Weg

Die Linealwicklung wird mit einer Wechselspannung gespeist (10kHz). Diese verursacht ein magnetisches Wechselfeld, das in den beweglichen Reiterwicklungen induziert wird.

Ein elektromagnetischer, indirekter Wegaufnehmer. Er ähnelt in seinem Aufbau einem Elektromotor.

Ist das Nervenzentrum der NC-Werkzeugmaschine. Sie umfasst die eigentliche numerische Steuerung (Tastenfeld, Bildschirm, Schnittstelle)

• Eingabemöglichkeit der Werkstückprogramme mittels Tastatur oder Datenschnittstelle.
• Decodierung der Werkstückprogramme
• Übermittlung der Bewegungsbefehle an die gesteuerten Achsen
• Anzeige der Teilprogramme
• Ausgabe von Teileprogrammen über eine Schnittstelle

• Funktionsprogramme oder Maschinenprogramme (fix; im Festwertspeicher abgelegt)
• Teileprogramme, abgelegt in einem löschbaren Schreib-Lesespeicher (änderbar)

Wie ein handelsüblicher PC (einfach robuster)

• Form SOLL " gut annähern
• Wichtige Kurven als Kurzbefehle enthalten
• Eckpunkte bei der Programmierung müssen exakt erreicht werden.
• Bahngeschwindigkeit muss weitgehend vorgebbar sein (technologische Gründe)

Der Daten- und Adressbuss ermöglicht den Austausch oder die Zuordnung der Daten zwischen dem Eingang, den Speichern und dem Ausgang der NC.

Interpolatoren für Werkzeugmaschinen arbeiten aufgrund der geforderten hohen Auflösung ausschliesslich digital.

• Verbindungsprogrammierte Interpolatoren (Hardwareinterpolatoren)
• Speicherprogrammierte Inerpolatoren (Softwareinterpolatoren)
• Mischformen (zweistufige Interpolatoren)

Der Grobinterpolator berechnet aus den Vorgabewerten die Stützwerte, der nachgeschaltete Feininterplolator interpoliert linear zwischen den ermittelten Zwischenwerten.

Eines der bekanntesten einstufigen Interpolationensverfahren (Digital Differential Analyzer). Ein Werkzeug soll zwischen Start- und Endpunkt auf einer Geraden mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit bewegt werden. Dazu wird die Zeit t in hinreichend kleine Intervalle eingeteilt, dadurch lässt sich die Integration durch digitale Addition ersetzen.

Gleich wie der Linearinterpolator nur anstatt einer Strecke wird ein Winkel aufgeteilt.

Hierbei werden die achsspezifischen Lagestützwerte durch direkte Berechnung der Funktionsgleichung an der Stelle x, y bestimmt. Da dieses Verfahren nicht auf einen iterativen Lösungsansatz zurückgeht, ist ein leistungsfähiger Geometrierechner nötig.

Meist für Berechnungen komplexer Kurven als Grobinterpolatonsverfahren. Die Feininterpolation übernimmt ein einfacher DDA-Linieninterpolator.

• Systematische Fehler
• Zufällige Fehler

• Statische Verformung bei konst. Belastung
• Geometrie der Maschine
• Systematische Positionierfehler
• Hysterese = Umkehrspanne

• Streuung der Positionierung
• Statische Verformung bei variabler Belastung
• Dynamische Verformung (Schwingungen)
• Thermische Verformung

• Systematische Positionierfehler
• Hysterese = Umkehrspanne
• Streuung der Positionierung

Mit ihm werden NC-Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren getestet. So ist es möglich die Qualität einer NC-Maschine aus allen Herren Ländern zu vergleichen.

Durch 4 um 45° verschobene Seitenflächen eines Vierecks, sowie eine schwach geneigte Fläche.

Durch das Fräsen eines Kreises.

Mit einem Laser-Interferometer. Das Laser-Interferometer enthält eine monochromatische Lichtquelle (Helium-Neon-Laser), welche einen Lichtstrahl mit zwei nahe beieinanderliegenden Frequenzen ausstrahlt. Es wird die Differenz der beiden Lichtstrahlen gemessen und dies ergibt den Weg des Schlittens. Dank der Auflösung von 0.16μm handel es sich um eine sehr genaue Längenmessung.

Hysterese

• Max. Positionierungsstreubreite
• Mittelwert der Positionierungsstreubreite
• Maximale Hysterese
• Max. Abweichung der Mittelwerte der Positionierung
• Max. Positionierungsunsicherheit