Das beliebte Sprichwort „Wenn es nicht kaputt ist, repariere es nicht“ wird oft als Ratschlag ausgegeben, ist jedoch möglicherweise weniger geeignet, wenn es auf den Kontext einer Fertigungsanlage angewendet wird. In der Welt der Massenproduktion werden Maschinen täglich mit wiederholten Aufgaben betraut, um große Mengen identischer Produkte zu erzeugen. Da das Produktionsvolumen entscheidend ist, ist es von wesentlicher Bedeutung, sicherzustellen, dass Maschinen regelmäßig auf Ausrichtung überprüft werden, damit der Fertigungsprozess niemals gestört wird.
Wenn der Fertigungsprozess aufgrund von Maschinenfehlstellungen gestoppt wird, riskieren Unternehmen, einen erheblichen Investitionsverlust in Form von Zeitverzögerungen und Ausschuss zu erleiden. Diese Kosten können jedoch vermieden werden, wenn Unternehmen präventive Wartung sorgfältig übernehmen und die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen oder Ausfallzeiten drastisch verringern.
Tatsächlich können durch den präventiven Wartungsansatz auch Qualitätsmanagementabteilungen besser sicherstellen, dass Produkte, die die Anlage verlassen, den Qualitätsstandards entsprechen, da gut gewartete Maschinen die Grundlage der Fertigungsprozesse sind. Darüber hinaus erhöht die Maschinenjustierung die Lebensdauer von Werkzeugen, die teuer zu ersetzen sein können. Aus diesen Gründen haben Unternehmen erkannt, dass es notwendig ist, Maschinen regelmäßig und effizient auszurichten.
Einzelgebrauchswerkzeuge vs. Multifunktionsgeräte
Früher verließen sich Unternehmen auf traditionelle Justiermethoden, bei denen Werkzeuge wie Maschinenbauer-Niveaus, Klavier- oder Spanndrähte und Optiken (z. B. Endoskope, Theodoliten usw.) verwendet wurden. Während diese Werkzeuge in den meisten Fällen gut funktionierten, dienten sie oft nur einer einzigen, speziellen Funktion. Bei der Verwendung dieser Methoden dauerten Kalibrierung und Ausrichtung in der Regel Tage oder sogar Wochen. Es war auch üblich, mehrere Instrumente einzusetzen, was zu höheren Kosten und mehr Zeit für die Einrichtung jedes Schritts führte.
Natürlich suchten Unternehmen nach besseren und schnelleren Möglichkeiten, die Maschinenjustierung durchzuführen. Anfang der neunziger Jahre wurde der Einsatz von Lasertrackern zur industriellen Messung weit verbreitet. Im Vergleich zu traditionellen Methoden ist der Lasertracker ein leistungsstarkes Gerät, das mehrere Messaufgaben in deutlich kürzerer Zeit durchführen kann. Durch das Erfassen der X-, Y-, Z-Koordinaten mit einem Klick auf eine Schaltfläche.
Dieses Gerät kombiniert die Fähigkeiten mehrerer traditioneller Werkzeuge in einem, darunter die Möglichkeit: Lotrecht, waagerecht, quadratisch und parallel zu prüfen; Positionsprüfungen von Rotationsachsen und Mehrfachachsenköpfen durchzuführen; ein Teil auf einem Tisch ohne Rotationsbett neu zu positionieren; Echtzeit-Anpassungen von Maschinenbetten, Schienen und Bahnen vorzunehmen; sowie Bohrungs- und Kupplungs- und Wellenjustierungen zu messen. Noch wichtiger ist, dass der Lasertracker Datenpunkte in einem dreidimensionalen (3D) Raum erfasst, was den Benutzern eine höhere Präzision und Vielseitigkeit bei der Nutzung der Daten ermöglicht.
Grundmechanik eines Lasertrackers
Der Lasertracker ist eine tragbare Koordinatenmessmaschine (KMM), die auf der 3D-Koordinatentechnologie basiert. Grundsätzlich bieten diese Geräte die Vorteile von KMMs mit der zusätzlichen Vielseitigkeit der Tragbarkeit, sodass der Benutzer sie überall dort einsetzen kann, wo es erforderlich ist. Lasertracker sind für größere Arbeitsvolumina ausgelegt und bieten äußerst präzise Messungen über große Entfernungen. Einfach ausgedrückt, ermittelt ein Lasertracker den genauen Standort eines Ziels im sphärischen Raum, indem er bei jeder Messung zwei Winkel und eine Entfernung misst. Dies geschieht, indem ein Laserstrahl auf ein retroreflektierendes Ziel gesendet wird, das gegen das zu messende Objekt gehalten werden muss. Der Rückstrahl tritt wieder in den Lasertracker ein, wo die Entfernung zum Ziel mithilfe von Interferometrie oder Phasenverschiebungsanalyse bestimmt werden kann.
Zusätzlich kann der Lasertracker der Zielsonde in Echtzeit folgen oder sie verfolgen. Diese einzigartige Funktion, zusammen mit der Fähigkeit des Lasertrackers, intern bis zu 16.000 Mal pro Sekunde zu messen, ermöglicht es dem Benutzer, Daten auf komplexen Oberflächen zu digitalisieren oder die Position von sich bewegenden Objekten zu messen.
Tatsächlich verfügen Lasertracker heute über beeindruckende Messbereiche und Genauigkeiten, die den Benutzern mehr Vielseitigkeit und bessere Ergebnisse bieten. Zum Beispiel hat der FARO® Laser Tracker Vantage einen Entfernungsbereich von 80 m in beide Richtungen (160 m Abdeckung), und in diesem Bereich erfasst er Daten mit typischen Genauigkeiten von bis zu 39 Mikron (0,039 mm / 0,001”). Der Vantage wiegt nur etwas weniger als 18 kg und bietet Portabilität und Flexibilität beim Messen großer Teile, unabhängig davon, wo sich die Produktion in der Anlage befindet. Hersteller können beispiellose Geschwindigkeit und Effizienz erreichen, indem sie mehr mit weniger Geräteeinsätzen und kürzeren Routinen erfassen.
Laser Tracker in Maschinen-Ausrichtungs-Szenarien
Die American Society of Mechanical Engineering hat einen Satz von Standards für die richtigen und anerkannten Methoden zur Überprüfung und Ausrichtung von Werkzeugmaschinen mit einem Lasertracker festgelegt. Hier sind einige dokumentierte Szenarien der Ausrichtung, die an verschiedenen Bearbeitungszentren, Maschinen und anderen Geräten durchgeführt werden.
American Society of Mechanical Engineering, ASME B5.54-2005 Methoden zur Leistungsbewertung von Computer Numerical Control Bearbeitungszentren, 2005.
Bearbeitungszentren
Horizontale/Vertikale Maschinen, Brücken-, Säulen- oder Portalmaschinen
Auf diesen Maschinen kann der Lasertracker verwendet werden, um die Oberflächenebene, Geradheit, Ebenheit und Quadratheit zu überprüfen. Das Ziel wird auf dem Maschinenbett platziert, um Messungen zu erfassen, und Benutzer können entweder Echtzeit-Anpassungen vornehmen oder eine vollständige Punktesammlung erhalten, bevor das Maschinenbett nachträglich angepasst wird.
Für die Werkzeugausrichtung kann das Ziel in die Spindel, das Spannfutter oder die Bohrspindel des Bearbeitungszentrums eingesetzt werden. Messungen können auch durch Platzieren des Ziels auf einem Pin-Nest erfolgen, das direkt in das Bohrloch der Maschine eingebaut wird. Alternativ kann es auch in einem „Puck“ oder Drift-Nest platziert werden, das auf einem beweglichen Bett geklebt werden kann. Während das Ziel an seinen jeweiligen Positionen sitzt, werden 3D-Datenpunkte gesammelt, während die Maschine eine Reihe von Bewegungen durchführt, um Ausrichtungsprobleme zu überprüfen. Abgesehen von der Überprüfung des Maschinenbettes kann der Lasertracker auch verwendet werden, um auf Lotrecht, Waagerecht oder Parallelität in den Schienen zu prüfen. Außerdem können 3D-volumetrische Genauigkeitsprüfungen durchgeführt und die Maschine neu vermessen werden.
Boring Mills, Bohrmaschinen, Portalbohrmaschinen, Router und Drehmaschinen
Die gleichen Überprüfungen wie bei der Nivellierung, Quadratheit, Ausrichtung und 3D-volumetrischen Genauigkeitsprüfungen können an diesen Maschinen durchgeführt werden. Für Drehmaschinen kann der Lasertracker die Ausrichtung des Drehzentrums durchführen, indem er ein Ziel verfolgt, das an der Kopfplatte mit einem Drift-Nest befestigt ist. Ähnlich wie bei der Messung von Maschinenbetten werden Datenpunkte erfasst, während sich die Kopfplatte dreht und schrittweise in einem kreisförmigen Muster zur Tailstock bewegt. Anpassungen werden dann vorgenommen, um die Tailstock entsprechend mit der Kopfplatte auszurichten.
Maschinen
Pressen – Platten-, Stanz- und Bremspressen
Bei Pressen sind Lasertracker nützlich, um die Senkrechtstellung und Parallelität von Stützen sowie die Parallelität der Platten zu überprüfen. Die Enden jeder Stütze auf beiden Seiten der Ebenen werden gemessen und verglichen, um sicherzustellen, dass sie quadratisch (zwischen Stütze und Ebene) und parallel (zwischen Ebenen) ausgerichtet sind. Abweichungen können basierend auf den gewonnenen Messwerten korrigiert werden.
Walzen
Lasertracker sind auch effektiv bei der Durchführung von Wellen-Ausrichtungsprüfungen in Walzenmaschinen. Wellen müssen in der richtigen Ausrichtung und Orientierung sein, um gut zu funktionieren, und der Lasertracker ermöglicht es, solche Prüfungen einfach auf einer Walze (oder einer Reihe von Walzen) durchzuführen. Echtzeit-Anpassungen können vorgenommen werden, während die Messungen erfasst werden. Datenpunkte an beiden Enden einer Welle werden erfasst, indem das Ziel auf den Zylinder gesetzt wird. Die von der Software gesammelten Informationen ermöglichen es dem Benutzer, die erforderliche Bewegung zu identifizieren, um jede Walze wieder auszurichten.
Weitere Ausstattungen
Kalibrierung von Robotern
In dieser Anwendung wird das Ziel vom Roboter „gehalten“, während Messungen durchgeführt werden. Der Lasertracker verfolgt das Ziel dynamisch, während sich der Roboter durch seinen programmierten Pfad bewegt. Durch die Analyse der Datenpunkte kann der Benutzer feststellen, wie viel der Roboter von seinem nominalen Pfad abgewichen ist, wodurch er auf Remapping-, Kalibrierungs- oder Fehlerkompensationsmaßnahmen hinweist, die es dem Roboter ermöglichen, sich ordnungsgemäß durch seinen Bewegungsbereich zu bewegen.
Drivetrain – einschließlich Getrieben, Wellen und Kupplungen
Bei der Montage von Stromerzeugungsanlagen wie einem Antriebsstrang kann der Lasertracker sicherstellen, dass die Komponenten gemäß dem Design korrekt ausgerichtet sind. Der Lasertracker wird mit einem Magneten am Seitenrand einer Maschine befestigt, sodass er eine direkte Sichtlinie zu allen relevanten Merkmalen hat. Auf diese Weise kann der Lasertracker Messungen des Antriebsstrangs durchführen, während er auf dem Maschinenwerkzeug bleibt. Während die Prüfungen direkt auf dem Werkstattboden durchgeführt werden, können Anpassungen vorgenommen werden, ohne dass das Setup auseinandergebaut werden muss, was Zeit spart und die Notwendigkeit von Nacharbeiten eliminiert.
Offensichtlich ist der Lasertracker ein effektives Ergänzungswerkzeug für die Praxis der präventiven Wartung, die Ausfallzeiten reduziert, Kosten spart und die Qualität der Produktion verbessert. Es ist ein robustes Gerät, das überall auf dem Werkstattboden eingesetzt werden kann, wobei die vielseitigen Funktionen des Lasertrackers eine Vielzahl von Handwerkzeugen geeignet ersetzen können. Bei Select Laser Alignment haben wir umfangreiche Erfahrung in der Nutzung von Lasertrackern und können alles ausrichten, überall und jederzeit. Rufen Sie uns an!