Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek
Nieuwe software compenseert fouten in machines
6 juni 2002
Machines voor het maken van nauwkeurige onderdelen worden vaak onnauwkeurig doordat assen warm worden, doorbuigen, speling vertonen of krom zijn. STW-onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven hebben nu software ontwikkeld die in combinatie met een nieuwe meetmethode de fouten compenseert. De Technologiestichting STW heeft op de vinding octrooi aangevraagd.
Werktuigbouwkundige Guido Florussen ontwikkelde een meetmethode en een programma die de onnauwkeurigheden te niet doen die in de nauwkeurigste machines voorkomen. Fouten in industriële machines met meerdere assen, zoals freesmachines, komen alom voor. Ze ontstaan doordat assen van machines niet precies recht zijn, niet loodrecht op elkaar staan, uitzetten door warmteontwikkeling of kromtrekken door een ongelijkmatige warmteverdeling. De afwijkingen door speling, doorbuiging en dergelijke bedragen enkele tientallen micrometer. De vervormingen door warmte-effecten kunnen wel honderd micrometer bedragen.
Die afwijkingen zijn zo groot omdat de specificaties uitgaan van een homogene temperatuur van de machine van twintig graden, terwijl de temperatuur van een machine in werking plaatselijk snel en ongelijkmatig stijgt tot bijvoorbeeld zestig graden.
Door de fouten ontstaan ongemerkt producten die niet voldoen aan de geplande specificaties. Hierdoor passen onderdelen niet of slijten ze sneller. Voorheen corrigeerde een getraind technicus de machine in twee dagen. Met het nieuwe softwarepakket en meetmethode kan dat in drie uur.
Met de software kan de machine direct na aflevering worden vergeleken met de specificatie van de fabrikant. Ook kunnen bijvoorbeeld in enkele minuten maandelijkse controles worden uitgevoerd. Voorheen kostte zo'n routinecontrole een aantal uren. De nieuwe controle brengt systematische en toevallige afwijkingen sneller aan het licht. Ook is de bron van de afwijking gemakkelijker op te sporen.
Voordat de nieuwe software wordt geïnstalleerd, moet worden vastgesteld hoe scheef en krom de bewerkingsmachine is. Dat gebeurt met een zogenaamde kogelstaaf die de exacte afstand meet tussen het gereedschap en de tafel met het vastgeklemde werkstuk. De kogelstaaf meet zowel als de machine draait als in rust. Het computerprogramma berekent vervolgens hoeveel micrometer aan welke as en in welke richting moet worden gecompenseerd. De software werkt op alle gangbare (numeric control) machines.
De introductie van compensatiesoftware maakt het overbodig veel energie en middelen te investeren in veel nauwkeuriger metaal- en kunststofbewerkingsmachines. Dit is van economisch belang omdat het perfectioneren van instrumenten tijdrovend en duur is, dezelfde machineafwijkingen frequent voorkomen en de vraag naar precisietechniek toeneemt.
Nadere informatie bij
* dr. ir. Guido Florussen (TUE, Werktuigbouwkunde)
* tel. 040 2472877
* fax 040 2465330
* e-mail g.florussen@tue.nl.
Een demonstratiefilmpje is beschikbaar. Promotie 4 juni 2002, promotor prof. dr. ir. P.H.J. Schellekens