3D-Laserscannen: Eine neue Methode zur Ausrichtung von Rohlingen für präzise Bearbeitung

Die Maschinenbauindustrie entwickelt sich ständig weiter, ebenso die Bauteile, die sie herstellt. Heutzutage gibt es Bauteile in verschiedenen Formen und Strukturen, die hohe Präzision und Genauigkeit erfordern.

Ein Rohling ist ein Werkstück, das bereit ist, zu einem Endprodukt bearbeitet zu werden. Die korrekte Ausrichtung des Rohlings auf der Werkzeugmaschine ist entscheidend, um die Genauigkeit und Effizienz des Bearbeitungsprozesses zu gewährleisten. Manuelle Ausrichtung und traditionelle Methoden können jedoch zeitaufwendig und fehleranfällig sein.

Um diese Fehler zu vermeiden und präzise zu bearbeiten, müssen Ingenieure sicherstellen, dass das Teil an der richtigen Position zur Werkzeugmaschine und zum Schneidwerkzeug liegt. In diesem Blog zeigen wir, wie die tragbaren 3D-Laserscanner von SCANOLOGY dabei helfen können, indem sie die Position und Ausrichtung des Rohlings auf der Maschine erfassen und den Bearbeitungspfad vor der Bearbeitung korrigieren. Wir stellen zwei Fälle der Ausrichtung vor, einen unregelmäßig geformten Rohling und einen geschmiedeten Achsrohling, und zeigen die Vorteile unserer 3D-SCANOLOGYnologie.

Was ist Ausrichten für die Bearbeitung

Ausrichten für die Bearbeitung ist der Prozess, die Position des Rohlings relativ zur Werkzeugmaschine und zum Schneidwerkzeug anzupassen, um die Qualität und Genauigkeit der Bearbeitung sicherzustellen.

Zum Beispiel: Angenommen, wir haben eine Werkzeugmaschine (schwarzer Bereich), einen Rohling (grauer Bereich) und ein CAD-Bearbeitungsmodell (oranger Bereich). Idealerweise möchten wir diese vertikal ausrichten, so:

In der Realität können jedoch viele Faktoren die Ausrichtung beeinflussen, wie Bearbeitungsfehler und Oberflächenrauheit. Wenn wir die Position des Rohlings nicht anhand des CAD-Modells anpassen, kann es passieren, dass in einigen Bereichen nicht genügend Bearbeitungszugabe vorhanden ist. Das kann das gesamte Werkstück ruinieren:

Um dieses Problem zu vermeiden, müssen wir die Position des Rohlings mit Bezug zum CAD-Modell messen und korrigieren. So können wir den Bearbeitungspfad entsprechend anpassen. Das stellt sicher, dass die Bearbeitungszugabe gleichmäßig und ausreichend ist, wie hier:

Ausrichten eines unregelmäßig geformten Rohlings
Der Fall betrifft einen unregelmäßig geformten Rohling aus Aluminiumgusslegierung. Da es schwierig ist, eine zuverlässige Referenz zu positionieren, ändert sich die Lage des Rohlings zur Bearbeitungsmaschine jedes Mal beim Einspannen, was die weitere Bearbeitung beeinflusst.

Um dieses Problem zu lösen, müssen wir die Geometrie des Rohlings schnell und präzise scannen und auch die Koordinaten des Rohlings und der Maschine messen, um die Lagebeziehungen zu bestimmen. Dann können wir die Bearbeitungskoordinaten entsprechend anpassen, um sicherzustellen, dass auf der gesamten Oberfläche des Produkts genügend Bearbeitungszugabe vorhanden ist. Schließlich können wir die zu bearbeitene Referenzebene genau lokalisieren, um die folgenden Bearbeitungsschritte zu leiten.

Traditionelle Methoden der Ausrichtung
Die traditionelle Methode zum Ausrichten ist das manuelle Anreißen. Dies erfordert mehrere Anpassungen und hängt von der Erfahrung des Arbeiters ab, was zeitaufwendig, mühsam und ineffizient ist.

Es ist schwer, unregelmäßige Werkstücke präzise zu positionieren, was viele Versuche und Tests erfordert. Daher ist es schwierig, die Bearbeitungsqualität zu gewährleisten, was leicht zu fehlerhaften Produkten führt.

Lösung: AXE Global 3D-Scanner
Um den Guss zu vermessen, gingen wir wie folgt vor:

Der Ingenieur scannte die vollständigen 3D-Daten des Gussteils und richtete die gescannten Datenkoordinaten am CAD-Modell aus.

Nach der ersten Ausrichtung analysierte der Ingenieur die Bearbeitungszugabe und passte die Koordinaten an, um sicherzustellen, dass die Zugabe gleichmäßig verteilt ist.

the engineer analyzed the machining allowance

Verglich die gescannten Daten mit dem CAD-Modell und erstellte einen Farbabweichungsbericht.

Transferred the adjusted coordinate system

Übertrug das angepasste Koordinatensystem auf die Werkzeugmaschine für die Bearbeitung.

Ausrichten eines geschmiedeten Achsrohlings
Der Fall betrifft einen großen geschmiedeten Achsrohling, der bearbeitet werden muss. Um eine präzise Welle herzustellen, berührt das Schneidwerkzeug den Achsrohling während er rotiert und entfernt Material. Der Kunde muss für die Bearbeitung ausrichten und die Rotationsachse finden.

Lösung: TrackScan+T-Probe

Messschritte
Um den geschmiedeten Achsrohling zu vermessen, folgte der Ingenieur diesen Schritten:

Verwendete das optische Trackingsystem TrackScan, um den gesamten geschmiedeten Achsrohling zu scannen. Dann richtete er das gemessene Koordinatensystem des Rohlings am Bearbeitungs-CAD-Koordinatensystem aus. Feinjustierte die Koordinaten des Rohlings, um sicherzustellen, dass die Bearbeitungszugabe gleichmäßig verteilt ist.

Der Ingenieur bewegte die T-Probe um das Teil, bis ihre Koordinaten mit den im Programm angezeigten Mittelpunktkoordinaten übereinstimmten. Auf diese Weise bestimmte der Ingenieur die Mittelpunkte der beiden Enden des Rohlings und fand die Rotationsachse.
Die durch die T-Probe ermittelten Punkte dienten auch als Referenzpunkte zum Einspannen.

Vorteile
3D-Scannen stellt ausreichende Bearbeitungszugabe sicher
Mit einem 3D-Scanner erhalten Sie schnell und einfach vollständige 3D-Daten verschiedener Teile, ohne sie zu berühren. Auch schwer zugängliche Kanten und Ecken können vollständig erfasst werden. So können Sie die Bearbeitungszugabe umfassend messen und sicherstellen, dass sie für die Bearbeitung ausreicht – Abfall oder Fehler werden vermieden.

Bearbeitungsreferenz mit professioneller Software positionieren
Mit professioneller Software können Sie die Zugabenverteilung feinjustieren und die Bearbeitungsreferenz schnell und präzise festlegen. So können Sie die Rohteile im nächsten Schritt bearbeiten, ohne auf manuelle Erfahrung angewiesen zu sein. Auf diese Weise senken Sie das Bearbeitungsrisiko und steigern die Bearbeitungseffizienz.

Stabiler und bequemer Betrieb vor Ort
Der Scanner ist einfach von Hand zu bedienen und kann in die Werkstatt mitgenommen werden. Er meistert komplexe Umgebungsbedingungen (wie Vibration, Temperatur, Feuchtigkeit, Licht etc.) zuverlässig. Er kann mühelos 3D-Daten verschiedenster Materialien und Objekte erfassen und spart so Zeit und Geld.

Genaue und anschauliche Berichte in Echtzeit erstellen
Sie können die 3D-Daten mit dem CAD-Modell vergleichen und einen automatischen Abweichungsbericht in Echtzeit erhalten. Das liefert Ihnen detaillierte und anschauliche Daten zur Bestimmung der Bearbeitungszugabe und zur Positionsausrichtung in den nächsten Schritten.