Laserbasierte Werkstückmessung in Drehmaschinen

Werkstück- und Werkzeugmesssysteme werden an Werkzeugmaschinen eingesetzt, um die Fertigung, bei gleichzeitiger Sicherung der Fertigungsqualität, zu automatisieren. Ziel ist die Integration eines Lasermesssystems in eine Drehmaschine vorzugsweise zur Wellenbearbeitung. Die interne Werkstückmessung in Drehmaschinen ist besonders problematisch. Lösungskonzept:
Auf Grund der Baugröße der Lasermessbrücke ist es unzweckmäßig diese ständig im Werkzeugträger (Scheibenrevolver) zu belassen.
Zwar gibt es hierzu ebenfalls Lösungsansätze. Es zeigte sich allerdings, dass die Lasermesseinrichtung mindestens drei Werkzeugplätze blockiert, dass sich die Kollisionsgefahr drastisch erhöht und dass insbesondere die Medienzufuhr (Druckluft) aufwändig ist. Eine bessere Lösung ergibt sich durch die Integration einer Ablagestation (Dockingstation) für das Lasersystem. Das Lasersystem verbleibt während der Bearbeitung in der Dockingstation und wird nur zur Werkstückmessung vom Werkzeugsystem abgeholt und zur Messstelle bewegt. Der Ablagebereich wird durch eine Klappe oder Automatiktür vom übrigen Arbeitsbereich abgetrennt. Die Kopplung zwischen Werkzeugträger und Lasersystem erfolgt mittels modifizierter Standardschnittstelle. Geeignet ist eine modifizierte CAPTO-Schnittstelle, wobei die Spannkraft oder Haltekraft magnetisch aufgebracht wird, um die Auf- und die Ablage des Messmittels zu automatisieren. Eine weitere Lösung bietet ein modifizierter, mechanischer Greifer, der auch zum Be- und Entladen der Werkstücke benutzt wird. Es bleibt noch das Problem der Energie-, Medien- und Datenübertragung.
Während die Datenübertragung berührungslos erfolgen könnte, sieht es für die Energie- und Medienübertragung schon schwieriger aus. Im einfachsten Fall wird eine Energiekette verwendet, derart dass eine permanente Kopplung zur Maschine verbleibt. Eine flexiblere, aber technisch aufwändigere Lösung sieht Energie- und Datenspeicher direkt im Lasersystem vor, derart dass die Übertragung lediglich an der Ablagestation erfolgt. Auf die permanente Druckluftversorgung für die Zeitdauer der Messung kann ggf. verzichtet werden. Die Abbildung 1 zeigt das hier beschriebene Lösungskonzept am Beispiel einer Vertikalwellendrehmaschine. Eine Patentanmeldung beschreibt eine allgemeingültige Lösung zur internen Wellenmessung an Drehmaschinen unter Verwendung einer Lasermessbrücke.