Vermessung der Z-Achse

Die Vermessung der Z-Achse bzw. der Höhenabweichung Tisch zu Werkzeug lässt sich mit einer Messuhr und Excel einfach bewerkstelligen.

Den GCODE für die Vermessung (100x100mm Raster) habe ich ebenfalls in Excel erstellt.

Wie wurde gemessen

Eine digitale Messuhr mit einer Auflösung von 0,005 mm und einem Messweg von 5 mm wurde mit einem Messstativ unter der Frässpindel montiert. Die Z Achse wurde dann bis auf 2,5 mm Messuhr-Ausschlag verfahren und genullt – dadurch lassen sich positive sowie negative Abweichungen messen.

Im nächsten Schritt wurden X und Y genullt und im Raster von 100 x 100 mm verfahren. Damit kein Fehler durch das Umkehrspiel / die Ungenauigkeit des Z-Antriebs unsere Messung stört wurde die Z-Achse nicht mehr bewegt. Ein wenig Öl sorgt für eine verbesserte Reibung zwischen Messtasterspitze und Maschinentisch.

Durch zeilenweises ausführen der Befehle wird nach für nach jeder Messpunkt angefahren.

Nun wird es spannend und bunt! Die gewonnenen Koordinaten werden in Excel in einem sogenanntes Flächendiagramm dargestellt. Zu einer X/Y Kombination gibt es immer einen Z Wert. Insgesamt wurden 130 Messwerte erfasst. Natürlich kann man das noch genauer machen, mangels Schnittstelle / Übertragungsmöglichkeit musste ich die Werte jedoch händisch ablesen. Die gesamte Erfassung hat ca. 1 Std. gedauert.

Und hier das Ergebnis.

Wie ist das Diagramm zu lesen.

• Vom roten Punkt ausgehend (X0Y0) bewegen sich X und Y jeweils in positiver Richtung im Raster von 100 x 100 mm
• Zur besseren Ansicht ist das Diagramm 180° um Z gedreht
• Jedes Quadrat auf X und Y entspricht 100×100 mm
• Gemessen wurde jeweils an den Kreuzpunkten von X und Y
• Jede Farbschicht in Z entspricht 0,05 mm (5 Hundertstel)

Was bedeutet das jetzt?

• Minimum bis Maximum liegen auf der gesamten Fläche von 1.700 x 700 mm 3/10 Abweichung vor
• Im vorderen Teil der Maschine gibt es ein Gefälle von Links nach Rechts
• Die Abweichung in dem „hellblauen Tal“ (X800 bis X500 sowie Y700 bis Y400) liegt unter 0,005 mm.

Der 2. Punkt sollte sich relativ gut beheben lassen indem wir die Seitenwangen etwas anheben. Bei den Peaks aus Punkt 1 sind wir noch etwas unschlüssig – eventuell handelt es sich hierbei um einen Messfehler aufgrund der doch recht groben Rasterung. Diese Bereiche werden wir nochmal mit einem feineren Raster auswerten.

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Endschalter

Da wir letztes Wochenende im Testbetrieb schon Bekanntschaft mit dem Ende der Führungen gemacht hatten war für uns klar, dass vor weiteren Einstellarbeiten und Testen der Antriebe zunächst die Endschalter montiert werden müssen.

Auf der X-Achse (Portal) kommen insgesamt drei induktive Sensoren zum Einsatz, wovon zwei als Endschalter und einer als Referenzschalter dient. Den Referenzschalter haben wir eingeplant, damit wir nach einer Referenzfahrt über die Wegbeschränkung via Softlimits erst gar nicht die Endschalter aktivieren, da diese immer manuell einzeln freigefahren werden müssen. Das funktioniert an der Achse auch wunderbar. Beeindruckend ist beim absichtlichen hineinfahren in einen Endschalter der Bremsweg. Gefühlt bleibt die Achse sofort stehen.

Auf Y gestaltete sich die Befestigung der Sensoren etwas komplizierter. Hierfür haben wir uns Halter gedruckt, welche an einer Seite an das Portal angeschraubt werden und als Auslösefläche für die Induktiven Sensoren die Mechanischen Endanschläge der Achse nutzen.

Für die Endschalter in Z haben wir noch ein Feingewinde eingeschnitten und nutzen den Hiwin-Führungswagen als Auslösefläche. Hier haben wir noch ein paar Probleme mit Mach3, da wir gerne den unteren Sensor als Endschalter sowie als Referenzschalter nutzen würden. Hier wird sich aber bestimmt noch eine Lösung finden.

Signalsäule

Auch unsere Signalsäule hat nun ihren Platz am Portal bekommen. Der Halter hierfür wurde auch einfach gedruckt, da die kaufbaren Halter zu teuer und nicht chic sind.

Hier noch ein kurzer Zeitraffer des Druckes:

Bedienpult

Da wir provisorisch zum Testbetrieb ein Bedienpult benötigten habe wir und schnell eins zusammengeschraubt. Ein leerstehender Werkzeugwagen dient als Unterkonstruktion, darauf wurden Bildschirm und Bedienelemente verschraubt. Der Schlauch eines ausrangierten Staubsaugers dient als Kabelschutz.  Zu beachten ist auch die von André liebevoll gefertigte Colaflaschenhalterung, damit er seiner Arbeit an der Steuerung stets voll konzentriert und wach nachgehen kann.

Abdeckungen:

Des weiteren haben wir uns allen Abdeckungen angenommen, die es zu montieren galt. Die Führungen der Y-Achse sind nun endlich vor Staub und dreck einigermaßen geschützt, die Seitlichen Spänewannen sind fixiert und die Z-Achse wirkt mit der Edelstahlverkleidung direkt ganz anders. Diese wird jedoch noch von innen gedämmt werden, da sie zu viel mitschwingt.