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Sicherer Betrieb von Werkzeugmaschinen

Innovative Positionsmessgeräte und Steuerungen aus einer Hand
Sicherer Betrieb von Werkzeugmaschinen

Messgeräte für sicherheitsgerichtete Anwendungen bilden einen der Schwerpunkte des EMO-Auftritts von Heidenhain
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Für sicherheitsgerichtete Maschinen werden von den eingesetzten Positionsmessgeräten sichere redundante Positionswerte gefordert, die über eine schnelle serielle Schnittstelle zu einer zweikanalig aufgebauten Steuerung übertragen werden. Dieses Thema ist einer der Schwerpunkte des Traunreuter Messgeräte- und Steuerungsspezialisten Heidenhain auf der EMO 2009 in Mailand.

Ziel der funktionalen Sicherheit ist die Minimierung oder Beseitigung von Gefahren, die sowohl im ungestörten als auch im gestörten Betrieb von Maschinen oder Anlagen entstehen können. Dies wird in erster Linie durch redundante Systeme erreicht. So benötigen bewegte Achsen in sicherheitsgerichteten Anwendungen redundante Positionsinformationen und zweikanalig aufgebaute Sicherheits- bzw. Steuerungssysteme, um die entsprechende Funktionalität erfüllen zu können.

Bei den neuen absoluten Längen- und Winkelmessgeräten LC und RCN steht die funktionale Sicherheit denn auch im Mittelpunkt: Sicherheitsgerichtete Positionsmessgeräte sind Ein-Geber-Systeme, die über die schnelle serielle Schnittstelle En-Dat zwei unabhängig voneinander gebildete redundante Positionswerte ausgeben. In Verbindung mit einer sicheren Steuerung, wie der Heidenhain iTNC 530, kann ein sicherheitsbezogenes Positionsmesssystem als Ein-Geber-System in Anwendungen mit Steuerungskategorie SIL-2 (nach DIN EN IEC 61 508) bzw. Performance Level „d“ (nach DIN EN ISO 13 849) eingesetzt werden.
Zum ersten Mal zeigt Heidenhain mit dem LC 811 auch ein absolutes gekapseltes Längenmessgerät für lange Messwege bis 28 Meter. Dieses Gerät ist das lang erwartete Pendant zur inkrementalen Ausführung LB. Herzstück des Geräts ist ein genaues Metallur-Band, das eine PRC-Teilung trägt. Auch das neue LC 811 erfüllt die Anforderungen der funktionalen Sicherheit. Bei den Winkelmessgeräten präsentieren die Traunreuter mit den neuen RCN ein verbessertes Dichtungskonzept der Hohlwelle. Eine Premiere feiert hier die Baureihe RCN 5000 mit Außendurchmesser von 110 mm und Hohlwellendurchmesser von 35 mm.
Positioniergenauigkeit gesteigert
Einen weiteren Schwerpunkt setzt Heidenhain nach eigenen Angaben auf die anwendungsbezogene Präsentation seiner Steuerungen. So gibt es zur EMO wieder viele neue Funktionen und Verbesserungen der TNC-Steuerungen. Hervorzuheben sind laut Heidenhain die dynamische Kollisionsüberwachung beim Einrichten und im Fräsbetrieb sowie die Funktionen Kinematics Opt und Kinematics Comp, mit deren Hilfe die Positioniergenauigkeit einer Werkzeugmaschine gesteigert werden kann.
Die Funktion Kinematics Opt vermisst bei eingewechseltem Heidenhain-Tastsystem vollautomatisch die an der Maschine vorhandenen Drehachsen. Die Messung ist unabhängig davon, ob es sich bei der Drehachse um einen Rund- oder Schwenktisch oder um einen Schwenkkopf handelt. Aus den gemessenen Werten ermittelt die TNC die statische Schwenkgenauigkeit. Dabei minimiert die Software den durch die Schwenkbewegungen entstehenden Raumfehler und speichert die Maschinengeometrie am Ende des Messvorgangs automatisch in den jeweiligen Maschinenkonstanten der Kinematiktabelle ab.
Mit Kinematics Comp kann die Steuerung geometrische Lage- und Komponentenfehler der Achsen einer Werkzeugmaschine kompensieren. Es wird dabei nur die Position des Tool Center Points korrigiert, die Werkzeugorientierung bleibt unbeeinflusst. Das vermeidet unerwünschte Bewegungen bei der Simultanbearbeitung und hilft, die Präzision und Genauigkeit einer mit der TNC ausgerüsteten Maschine zu steigern.
Auch bei den Tastsystemen präsentiert Heidenhain ein neues Gerät: Mit dem TT 449 gibt es jetzt ein Tastsystem zur Werkzeugvermessung, das die Schaltsignale wie bei den bekannten Werkstück-Tastsystemen TS per Infrarot-Signal überträgt. Kabel im Bearbeitungsraum der Maschine sind damit passé.
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