Kritische vergelijking van meetsystemen voor machines

Kritische vergelijking van meetsystemen voor machines

Kritische vergelijking van meetsystemen voor machines

De nauwkeurigheid van producten, en bijgevolg ook van machines en machineonderdelen, wordt steeds hoger. Om zeker te zijn van deze hogere precisie, moet er beroep gedaan worden op meetinstrumenten en –methoden. Maar wat is er op de markt en wat zijn de eigenschappen, voor- en nadelen van de systemen? Sirris onderzocht de state of the art in machinenauwkeurigheid en maakte een vergelijking van enkele momenteel beschikbare, directe en indirecte meetmethoden.

Een algemene trend binnen de industrie is het streven naar producten met hogere precisie en engere toleranties. Als gevolg hiervan moeten productiemachines preciezer, efficiënter en energiezuiniger worden, meer functionaliteiten bevatten, enzovoort. Om dit te realiseren zullen ook de componenten, waaruit die machines zijn opgebouwd, aan steeds hogere nauwkeurigheidseisen moeten voldoen. Afnemende of verspanende technieken zoals frezen blijven een prominente rol spelen in de totstandkoming van veel producten. Het samenspel van procesparameters, machinenauwkeurigheid, opspanning, snijgereedschappen en omgeving bepalen bij dit proces de finale nauwkeurigheid van een onderdeel.

Gewaarborgde precisie...

De nauwkeurigheid van een machine wordt al van bij haar constructie onder de loep genomen in de fabriek, om zeker te zijn dat de te leveren machine zal voldoen aan de nauwkeurigheidsspecificaties van de klant. De eindgebruikers willen dan weer zeker zijn dat de machine stukken volgens zijn vereisten zal kunnen produceren.

Na receptie en installatie van de machine bij de klant ter plaatse, volgt een tweede afnamecontrole. Tijdens het transport wordt de machine immers blootgesteld aan factoren die nadelig zijn voor de machinenauwkeurigheid. Ten slotte wil de eindgebruiker er ook over waken dat de kwaliteit van zijn productiemachine gehandhaafd blijft tijdens de producerende fase en ook na een collisie op de machine.

... geen sinecure

Een bewerkingsmachine is opgebouwd uit verschillende mechanische componenten, waarbij de geometrische nauwkeurigheid wordt beïnvloed door de nauwkeurigheid van de afzonderlijke componenten (bijv. de vlakheid) en door de nauwkeurigheid van de onderlinge samenbouw (bijv. haaksheid). Verder stellen we ook vast dat meer en meer vijfassige freesmachines een vaste waarde vormen in productiehallen en mechanische ateliers. Ondanks de toegenomen flexibiliteit van een vijfassige freesmachine en de reductie in manuele tussenkomsten, zorgt de aanwezigheid van twee additionele rotatieassen bovenop de lineaire assen voor extra potentiële geometriefouten, wat de haalbare productnauwkeurigheid negatief in de hand zal werken.

Volgens ISO230-1 en ISO230-7 kan elke lineaire as negen fouten en elke rotatieas elf fouten bevatten, wat resulteert in ongeveer vijftig geometriefouten. Typisch bij een lineaire as stoot men op positioneerfouten, rechtheidsfouten en haaksheidsfouten en verder ook op effecten, zoals stampen, gieren en rollen. Bij een rotatieas gaat het over hoekpositioneerfouten, radiale en axiale asverschuivingen en ook haaksheidsfouten. Men spreekt ook wel van kinematische fouten. Kinematische fouten worden daarom, naast de invloed van temperatuur, beschouwd als de belangrijkste oorzaken van machine(on)nauwkeurigheid en dus ook product(on)nauwkeurigheid. De identificatie ervan is een belangrijk onderdeel in het streven naar precieze producten.

Rapport rond machinenauwkeurigheid

Om de machinebouwers en vooral de eindgebruikers meer inzicht te geven, onderzocht Sirris in het kader van het Precision Manufacturing de state of the art in machinenauwkeurigheid en maakte op basis van dit onderzoek een vergelijking van enkele momenteel beschikbare, directe en indirecte meetmethoden. In dit rapport wordt een overzicht geschetst van een aantal directe en indirecte meetprincipes die momenteel op de markt beschikbaar zijn. De belangrijkste mogelijkheden, beperkingen en toepassingen worden toegelicht, evenals de voor- en nadelen van elk systeem.

Interesse in dit rapport? Stuur een e-mail naar krist.mielnik@sirris.be en u krijgt het volledige document toegestuurd!

Deel dit artikel