Projekt
Chameleon

 

Production-dependent Adaptive Machine Tool

Werkzeugmaschinen stellen eine Schlüsselkomponente im industriellen Produktionsprozess dar, weil sie stark zur Wertschöpfung durch hergestellte Produkte beitragen. Sie basieren auf optimierten mechanischen Strukturen, zur Erreichung der notwendigen Eigenschaften für einen einzelnen Produktionsprozess. Das erst relativ kürzlich erfolgte Vordringen mechatronischer Konzepte, welche aktive Komponenten vorteilhaft nutzen und eine gewisse Intelligenz in die mechanische Struktur bringen, ermöglichte das Durchbrechen bestehender Grenzen und somit die Verbesserung der gesamten Werkzeugmaschine.

Das Projektkonsortium setzt sich aus elf Partnern zusammen, die aus fünf verschiedenen Nationen stammen. Neben den Werkzeugmaschinenherstellern Ideko, Soraluce und DST, den Anwendern SEEB und Kale Aero sowie den Komponentenherstellern Dr. Matztat & Co., Micromega Dynamics und Cedrat, sind in Form von Fagor Aotek, Tekniker und dem WZL auch mehrere Forschungsinstitute involviert.

Einen der größten Arbeitsanteile innerhalb von Chameleon stellt das WZL, welches insgesamt drei verschiedene Tasks bearbeitet und als Koordinationsleiter für Work Package 2 fungiert. In der Gruppe „Auslegung und Untersuchung von Maschinenkomponenten“ wird im Rahmen von Task 2.2 an der Entwicklung eines schnellen Fehlerkorrektursystems gearbeitet

Das „Rapid Calibration“ genannte System soll die Rekalibrierung der Maschine ohne aufwendige Messaufbauten und langwierige Unterbrechungen des Produktionsablaufs ermöglichen. Kurz vor der Präzisionsbearbeitung wird die Maschine in den Kalibriermodus geschaltet und die Abweichung zwischen gemessener und tatsächlicher Position wird automatisch erfasst. Dazu werden auf Basis eines optischen Messsystems, welches direkt in die Maschine integriert ist, die Abweichungen des Werkzeugmittelpunktes (TCP) aufgrund quasistationärer Veränderungen in allen drei Raumkoordinaten erfasst. Nach einer entsprechenden Aufbereitung der Signale kann die Steuerung auf Basis dieser Informationen eine Korrektur des internen Koordinatensystems vornehmen und so die Veränderungen kompensieren. Da die Steuerung keine aufwendigen Berechnungen durchführen muss, ist das System prinzipiell an jeder Maschine nachrüstbar.

Das geplante Messsystem nutzt das Prinzip der Beugungsinterferometrie an zwei oder vier Punkten. In der Minimalkonfiguration wird dabei das Licht eines Helium-Neon-Lasers mittels eines Faserkopplers auf zwei Sendeköpfe geleitet. Von diesen Köpfen breiten sich sphärische Wellenfronten aus, die im Raum miteinander interferieren. Ein Teil des mathematisch bekannten und damit berechenbaren räumlichen Interferenzmusters lässt sich dann unter Verwendung eines CCD-Arrays aufzeichnen. Über geeignete mathematische Algorithmen kann die Position des Empfängers relativ zum Sender bestimmt werden, da das flächige Intensitätsmuster für jeden beliebigen Satz Raumkoordinaten einmalig ist. Aus dem gleichen Grund ist dieser interferometrische Aufbau absolutmessend, so dass die Notwendigkeit einer dauerhaften Messung ausgehend von einer Referenzposition entfallen kann.


Weitere Informationen finden sie auf der Projekthomepage.



 

Haben Sie Fragen zu diesem Projekt?

Ansprechpartner(in):