Meetfouten door spindelwarmte voorkomen
De Thermo-Lock voorkomt dat de warmte uit de spindelneus aan de taster wordt doorgegeven.
Temperatuur heeft een grote invloed op de nauwkeurigheid, zeker als het om de laatste µ gaat. De Duitse tasterfabrikant M&H, onderdeel van de Hexagon Metrology groep, heeft naast een temperatuurprobe om de werkstuktemperatuur te meten nu ook het Thermo-Locksysteem. Dat blokkeert de doorgifte van de spindelwarmte aan de meettaster.
Machinebouwers doen veel om temperatuursinvloeden te beperken, maar de Z-as compensatie blijft vaak onvoldoende, zeker als het om precisiebewerken gaat, vindt Roel Raeven van CNC Technology Raeven, dat M&H in de Benelux vertegenwoordigt. In de praktijk komt hij met name bij HSC-machines, waar de spindel met hoge toerentallen draait, vaak problemen met de spindelwarmte tegen. Metingen indiceren al snel een temperatuur aan de spindelneus van 40 tot 45 graden, terwijl in het gereedschapmagazijn een temperatuur gemeten wordt van rond de 20 graden.
20 graden verschil tussen temperatuur spindel en toolmagazijn: 0,012 mm uitzetting van taster
Het gevolg is dat de tasterschacht uitzet zodra deze in de spindel wordt geplaatst. Dit kan bij een temperatuurverschil van 25 graden al een uitzetting opleveren van 0,012 mm, die ontstaat binnen de eerste twee minuten nadat de probe in de spindel is geplaatst. “Machinebouwers doen wel veel om uitzetting te compenseren, maar de warmte die onderin de spindel ontstaat, wordt nergens gecompenseerd. Als je in het µm-bereik verspaant, zorgt deze warmte al voor een afwijking.”
Geen warmtedoorgifte
Om deze fout in de werkstukmeting in de machine te voorkomen, biedt M&H het Thermo-Lock systeem aan voor meettasters. In deze speciale opname zit een thermisch inert materiaal, dat voor een extreme isolatie zorgt. De K-waarde van staal, de waarde die de relatie tussen de temperatuur en uitzetting weergeeft, bedraagt doorgaans 81; het materiaal dat M&H gebruikt, heeft slechts een waarde van 1,5. Hierdoor bedraagt de uitzetting in de machine geen 12 µm zoals bij gewone meettasters, maar slechts 1 µm in de eerste drie minuten. In deze Thermo-Lock houder passen meerdere meettasters van M&H, ook de tasters die met infrarood of radiosignalen werken. Roel Raeven: “Door Thermo-Lock te gebruiken, is de meettaster een fractie duurder, maar uiteindelijk komt het de terugverdientijd ten goede doordat je proceszekerheid toeneemt.” Hij heeft al ervaringen bij precisieverspaners die ondanks hun hoog nauwkeurige machines en het meten terwijl het werkstuk opgespannen was toch afkeur bij hun producten hadden omdat de meetresultaten in de meetkamer een afwijking lieten zien. “We weten nu waar de fout zit. Hiermee zorg je dat direct het goede product van de machine komt.”
Temperatuur werkstuk
Een andere foutoorzaak die met name bij het hogesnelheidsverspanen van aluminium voorkomt, is dat het werkstuk nog een te hoge temperatuur heeft als je gaat meten. In dat geval kun je beter even wachten totdat het is afgekoeld, zodat de meting nauwkeuriger is. Daarvoor heeft M&H nu een meettaster die de temperatuur van het werkstuk opmeet. Volgens Roel Raeven kun je deze techniek op veel manieren inzetten. “Je kunt het ter controle inzetten na de bewerking, maar ook tijdens de bewerking. Of je gebruikt de taster samen met een palletwisselaar zodat je werkstukken kunt laten afkoelen voor de volgende bewerking.” Het meten van werkstukken wordt volgens Roel Raeven zwaar onderschat. Hij is overtuigd dat veel verspaners hiermee doorlooptijden kunnen verkorten en de proceszekerheid verhogen, als je maar op de juiste manier in de machine meet.
Franc Coenen
Meer informatie
