Bedeutung der Positioniergenauigkeit
Die Positioniergenauigkeit von CNC-Maschinen beeinflusst direkt die Qualität, Passgenauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit der produzierten Bauteile. Schon minimale Abweichungen können zu Ausschuss oder aufwendiger Nachbearbeitung führen. In vielen Industriebereichen, etwa der Luft- und Raumfahrt oder der Medizintechnik, sind höchste Präzision und normgerechte Kalibrierung unerlässlich.
Eine Kernaufgabe ist die genaue Positionierung des Werkzeugs und des Werkstücks, um eine hohe Maßgenauigkeit sicherzustellen. Um diese Genauigkeit zu prüfen und zu garantieren, sind die ISO-Normen 230-2 und 230-6 entwickelt worden. Beide Normen dienen als Referenz für die Überprüfung der geometrischen und positionellen Genauigkeit von CNC-Maschinen.
Die internationale Norm ISO 230-2 definiert Verfahren zur Überprüfung der Positioniergenauigkeit von Werkzeugmaschinen mit numerischer Steuerung (CNC). Gemessen werden unter anderem systematische und zufällige Positionsabweichungen, die durch mechanische Toleranzen, Steuerungsfehler oder thermische Einflüsse entstehen. Die Prüfverfahren umfassen unter anderem:
- Direkte Messung mittels Laserinterferometer
- Vergleichsmessung mit Referenzmaßen
- Wiederholbarkeitsprüfung über mehrere Testzyklen.
Dabei wird die Präzision der Maschinenbewegungen entlang der x-, y- und z-Achsen gemessen. Diese Norm ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Achsenbewegungen exakt den Sollwerten entsprechen und somit die Toleranzen eingehalten werden. Eine solche Überprüfung ist wichtig für die Gesamtqualität, da Positionsfehler bei der Bearbeitung zu gravierenden Abweichungen führen können.
Während ISO 230-2 sich auf lineare Achsen konzentriert, erweitert ISO 230-6 die Messverfahren auf die gesamte volumetrische Genauigkeit einer Maschine. Hierbei kommen diagonale Messungen zum Einsatz, um komplexe Abweichungen in allen Freiheitsgraden der Maschine zu erfassen. Dies ist insbesondere in der hochpräzisen Fertigung wichtig, wo Abweichungen in mehreren Achsen kombiniert auftreten können.
Hier werden nicht nur die linearen Achsen, sondern auch diagonale Bewegungen und Wechselwirkungen zwischen den Achsen geprüft. Das bedeutet, dass ISO 230-6 eine volumetrische Analyse der Maschinenleistung bietet und dabei sämtliche Fehler erfasst, die in einem dreidimensionalen Arbeitsraum auftreten können. Dies ist besonders relevant bei Maschinen mit mehreren Achsen und komplexen Bewegungsabläufen.
Messen mit LaserTRACER-Messsysteme
Ein wichtiger Bestandteil der Umsetzung dieser Normen ist die Messtechnik. Der LaserTRACER ist ein innovatives Messsystem zur Kalibrierung von CNC-Maschinen. Durch den Einsatz hochpräziser Laserinterferometrie kann er Positionierfehler in Echtzeit erfassen und auswerten.
Im Vergleich zu konventionellen Messmethoden bietet LaserTRACER folgende Vorteile:
✔️ Hohe Messgenauigkeit im Mikrometerbereich
✔️ Schnelle Erfassung von Positionsabweichungen in allen Achsen
✔️ Automatisierte Fehlerkompensation durch Steuerungssoftware
Der Vorteil der LaserTRACER-Systeme liegt in ihrer Fähigkeit, sowohl lineare als auch diagonale Bewegungen präzise zu messen, was für die Erfüllung der Anforderungen von ISO 230-2 und ISO 230-6 unerlässlich ist. Durch die genaue Analyse aller Achsen und Bewegungen können die Fehler in der Positioniergenauigkeit detailliert erfasst und korrigiert werden.
Beziehung zwischen ISO 230-2/-6 Tests und Positioniergenauigkeit
Die Einhaltung der Normen ISO 230-2 und ISO 230-6 ist von zentraler Bedeutung für die Präzision von CNC-Maschinen. Die Norm ISO 230-2 legt spezifische Verfahren fest, um die lineare Positionsabweichung jeder Achse einzeln zu prüfen. Dabei werden alle Bewegungen der Maschine entlang ihrer Hauptachsen gemessen und auf Fehler überprüft, was die Gesamtgenauigkeit der Maschine verbessert. Diese Messungen sind entscheidend für Maschinen, die hohe Anforderungen an die Maßgenauigkeit stellen, insbesondere bei der Fertigung kritischer Bauteile.
Die ISO 230-6 hingegen erweitert die Prüfungen auf alle Freiheitsgrade und kombiniert die Ergebnisse aus mehreren Achsenmessungen zu einer volumetrischen Analyse. Durch diese umfassende Betrachtung wird nicht nur die lineare Positionsabweichung betrachtet, sondern auch die Wechselwirkungen zwischen den Achsen und diagonalen Bewegungen, die sich auf die gesamte Maschinenleistung auswirken können. Die Testergebnisse gemäß dieser Norm zeigen die dreidimensionale Präzision der Maschine, was besonders für Mehr-Achs-Maschinen und komplexe Fertigungsprozesse von Bedeutung ist.
FAZIT
Die Einhaltung der ISO-Normen 230-2 und 230-6 ist ein wichtiger Schritt, um die Präzision und Effizienz von CNC-Maschinen sicherzustellen. Mithilfe von Messsystemen wie LaserTRACER können Maschinen gezielt überprüft und kalibriert werden, sodass die Genauigkeit sowohl bei linearen Bewegungen als auch im gesamten Arbeitsvolumen gewährleistet wird. Dies führt zu einer verbesserten Produktqualität, reduzierten Fehlerquoten und effizienteren Produktionsprozessen.
