Auswirkungen der Fehler in den Positionen der by H. Tränkle

By H. Tränkle

Fur Fertigungsaufgaben aus der Luft- und Raumfahrt, aber auch fur Werkstucke aus dem Automobil-, Schiffs- und Turbinenbau wurde mit dem funfachsigen Frasen ein geeignetes Frasverfahren zur Verfugung gestellt. Es gestattet, die Werkzeugachsrichtung und die Lage der Werk zeugspitze relativ zum Werkstuck kontinuierlich und simultan zu steuern [ 1 J. Dieses Frasverfahren bedingt u. a. den Einsatz einer Funfachsen Frasmaschine, die neben translatorischen Maschinenachsen (T-Achsen) auch uber rotatorisehe Maschinenachsen (R-Achsen) verfugt. Bild 1/1 zeigt eine solche Maschine mit three T- (X', Y, Z) und 2 R-Achsen (B, C') in ihrem schematischen Aufbau [2] (Achsbezeichnung - auch im folgen den - nach ["3 ]). Obwohl sich die vorliegende Arbeit an Funfachsen Frasmaschinen orientiert, besitzt die Untersuchung auch Gultigkeit fur Funfachsen-Werkzeugmaschinen allgemein, es wird im folgenden ver einfachend von Funfachsen-Maschinen gesprochen. Bild 1/1: Funfachsen-Frasmaschine mit three T- und 2 R-Achsen am Insti tut fur Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Ferti gungseinrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart [23] -22 - Sofern Fertigungsalternativen vorhanden sind, entscheidet ausser der Fer tigungszeit und den Fertigungskosten insbesondere der auftretende endure beitungsfehler am Werkstuck uber den wirtschaftlichen Einsatz einer Funfachsen-Maschine L 4]. Dieser Bearbeitungsfehler wird durch un terschiedliche Faktoren bestimmt. Ein massgeblicher Anteil des endure beitungsfehlers des Werkstucks resultiert aus dem Fehler in den Posi tionen der Maschinenachsen innerhalb deren Verfahrbereich 1). Zus- males mit geometrischen Kenngrossen einer Funfachsen-Maschine ergibt sich daraus ein systematischer Fehler in Richtung und place des Werkzeugs, der als Abweichung [6 J des Werkzeugs betrachtet werden kann. Dies fuhrt u. a. zu Gestaltabweichungen am Werkstu

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Die AbweichWlgen am Werkstück (W -System) ergeben sich aus den AbweichWlgen des Werkzeugs (P-System), indem die Transformation (Translation Wld/oder Rotation) zwischen W- Wld P-System rückgängig gemacht wird. Stellt die Rücktransformation nur eine reine Translation dar, so bleiben die AbweichWlgsvektoren Wlverändert nach Betrag Wld Richtung. 9) --. 10) wobei in der Matrix -1 die Winkel der DrehbewegWlg(en) für den R;w Übergang vom W -System in das P-System enthalten sind (Bild 4/2). Sehr oft liegt jedoch keine Transformation zwischen W - Wld P-System vor, d.

Punkt a) die Kompo- -54- Vektor der T-Achsen allgemein: Abhlngig von der Kombination der R-Achsen ist zu setzen Kombination 1 Kombination 2 Kombination 3 KomDination 4 Wl • A-Achse W2· C-Achse Wl ·8-Achse W2. / K1=Y K2=Z '----" Bild 5/5: Zuordnung der Komponenten des Vektors der Kombination der R-Achsen (nach [2 Ni in Abhängigkeit J) nenten entsprechend Bild 5/5 vertauscht werden. Für eine FünfachsenMaschine mit der Kombination 4 ergibt sich somit ein Vertauschen der x- und Y-Werte der Maschine, die Z-Werte bleiben erhalten.

PRS _;I' .. ",,/ lIXp al Winkelabweichung "dyn der Werkzeugachsrichtung Bild 4/10: bl Positionsabweichung APdyn der Werkzeugspitze Dynamische Abweichung, Winkel- und Positionsabweichung des Werkzeugs sammen (Bild 4/10). Die Sollwerte ergeben sich bei Linearinterpolation im M-System aus der linearen Verbindung zweier aufeinanderfolgender Bahnstützpunkte. Dies führt im P-System zu einer Werkzeugbahn , welche in Bild 4/10 a und b gestrichelt eingezeichnet ist. Sie weicht von der gewünschten, strichpunktiert gezeichneten Bahn ab C23 J.

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