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13.12.2018

Messsystem Toolinspect zur Werkzeugverschleißanalyse von Confovis

Verschleißmessung an Zerspanungswerkzeugen

Mit der Kombination konfokal gemessener Daten mit der Fokusvariation lässt sich der Verschleiß an Zerspanungswerkzeugen erfassen. Die erhaltenen Daten ermöglichen es, Initialverschleiß sowohl an glänzenden Schneidkanten als auch an Flanken messbar zu machen.

Hersteller von Zerspanungswerkzeugen haben in den letzten Jahren die Verschleißschichten kontinuierlich weiterentwickelt, was erheblich zur Steigerung der Standzeiten beigetragen hat. Untersuchungen über den Initialverschleiß waren dabei sehr zeitaufwendig und teuer, weil oftmals nur Rasterelektronenmikroskope eine ausreichende Auflösung gewährleisten konnten. Konfokale Messtechnik konnte zwar Schneidkanten selbst auf Schartigkeit bewerten, ein geometrischer Bezug zu den Schneiden war jedoch meist nur eingeschränkt möglich, da die Akzeptanzwinkel bei der Messung verfahrensbedingt nicht ausreichten. Mit Fokusvariation hingegen konnten zwar Flanken von Werkzeugen gut erfasst werden, aber glänzende Schneidkanten und der sich ergebende Initialverschleiß einer "sich öffnenden Schneidkante" überstiegen die Auflösung der Fokusvariation in vertikaler und lateraler Richtung.

Mit dem Messsystem Toolinspect, das mit der patentierten konfokalen Messtechnologie auf Basis der Structured Illumination Microscopy (SIM) ausgestattet ist, hat Confovis aus Jena ein Gerät entwickelt, das in der Lage ist, beide Messverfahren in einem Strahlengang zu nutzen. Dadurch kann die Geometrie z. B. mit einem geringer auflösenden Objektiv mit Fokusvariation erfasst werden. Gleichzeitig können Schneidkanten und die sich ergebenden Verschleißformen konfokal mit einem hochauflösenden Objektiv erfasst werden. Wechselwirkungen zwischen Geometrie und Verschleißschutzschichten können analysiert und verbessert werden. Eine Neupositionierung ist nicht erforderlich – was für eine mechanisch hohe Grundgenauigkeit sorgt. Zur Fusionierung der beiden Punktewolken werden Merkmale aus beiden Messungen miteinander verglichen, und es erfolgt eine Ausrichtung der Punktewolken, die weit über die Genauigkeit der mechanischen Koordinaten hinausgeht, erklärt der Hersteller.

In Zerspanungsversuchen hat sich gezeigt, dass es eine erhebliche Wechselwirkung zwischen der Schneidkantengeometrie und der Beschichtung gibt. Diese äußert sich oft darin, dass die Werkzeugbeschichtung an der Stelle, wo sie am meisten wirken soll, schon nach wenigen Zentimetern Zerspanungsweg nicht mehr vollständig vorhanden ist. Die Schneidkante öffnet sich, und fortan ist das Grundsubstrat dem Zerspanungsprozess ausgesetzt. Genau in diesem Stadium bringt Data Fusion als Teil des Messgeräts einen Erkenntnisgewinn über den Initialverschleiß, da ein Soll-Ist-Vergleich mit dem neuen Werkzeug über einen automatisierten Mess- und Auswerteablauf mittels GOM-Software erfolgen kann.

Neben der Messung von Verschleißschutzschichten können selbstverständlich auch Diamantwerkzeuge vermessen werden. Sowohl MKD als auch PKD sind messbar.

Das Messsystem wird je nach Anwendung und Messaufgabe mit XY-Tisch oder zusätzlich mit einer motorisierten Schwenk-/Drehvorrichtung angeboten. Somit können auch rotierende Werkzeuge sowie Bohrer oder Fräser gemessen werden. Dank dem kombinierten Messverfahren lassen sich steile Flanken mit der Fokusvariation erfassen; zur Ermittlung der Rauheit wird dagegen ausschließlich die hochpräzise Konfokal-Messtechnik genutzt. Rauheitsmessungen auch unter Rz  = 1 sind rückführbar auf Normen und liefern somit vergleichbare Werte zu taktilen Messungen. Die Daten werden mittels Data Fusion in einem Messergebnis zusammengefasst. Eine beliebige 3D-Auswertesoftware hilft diese zu exportieren und anhand eines internen Rasters automatisch im Koordinatensystem fein auszurichten.

© xxxxxx

Confovis GmbH
www.confovis.com

Unternehmensinformation

Confovis GmbH

Ernst-Ruska-Ring 11
DE 07745 Jena
Tel.: 03641 27410-00
Fax: 03641 27410-99

Internet:www.confovis.com
E-Mail: info <AT> confovis.com



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