Das Digital Laboratory stellt nach seinem Umzug auf den Campus der HS Kempten eine innovative Lehr – und Forschungseinrichtung dar, die bereits intensiv in Vorlesungen und Projektarbeiten im Bereich Maschinenbau und Informatik genutzt wird. In der Vorlesung Qualitätsmanagement liegt ein besonderer Schwerpunkt auf der modernen Messtechnik an Werkzeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen. Diese Messtechnik ist entscheidend, um die Präzision und Effizienz moderner Bearbeitungsprozesse sicherzustellen. Der Fokus liegt hierbei auf Messsystemen, die Genauigkeiten im Bereich von wenigen tausendstel Millimetern ermöglichen.
In der Lehrveranstaltung Qualitätsmanagement bei den Wirtschaftsingenieurwesen wird zunächst ein theoretischer Überblick über zentrale Messsysteme gegeben. Zu den zentralen Messsystemen an Fräsmaschinen gehören Linearmaßstäbe, Messtaster und Sensoren zur Prozessdatenerfassung:
- Linearmaßstäbe der Spindeln: Diese Systeme messen die Position der Spindeln mit hoher Genauigkeit. Sie arbeiten meist optisch oder magnetisch und können Bewegungen im Bereich von wenigen Mikrometern erfassen. Dies ist entscheidend für die präzise Steuerung der Werkzeugbewegungen entlang der Achsen.
- Messtaster: Messtaster werden verwendet, um die exakte Position von Werkstücken zu bestimmen oder Abweichungen von der Sollform zu erkennen. Sie arbeiten durch direkten Kontakt und ermöglichen eine sehr genaue Messung von Oberflächen und Kanten.
- Sensoren zur Prozessdatenerfassung: Diese Sensoren zeichnen während des Bearbeitungsprozesses Daten wie Kräfte, Temperaturen und Schwingungen auf. Sie liefern wertvolle Informationen über den Zustand des Werkzeugs und des Werkstücks sowie über die Qualität des Bearbeitungsprozesses.
In einer praktischen Demonstration und Live-Messung wurden diese Systeme an der neuen hochmodernen 5-Achs-Fräsmaschine demonstriert. Ein Highlight war die Anwendung des Tools “Control Spike”, das es ermöglicht, die Bearbeitungskräfte live während des Fräsprozesses zu visualisieren. Jede einzelne Schneide des Werkzeugs kann dabei individuell betrachtet werden, was eine detaillierte Analyse der Prozesskräfte und eine Optimierung des Bearbeitungsprozesses ermöglicht.