Logo der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt
Fertigungskette von Si-Kugeln und interferometrische Bestimmung des Kugelvolumens

Arbeiten im Kompetenzzentrum WIND nehmen Fahrt auf

20.12.2018

Im Rahmen des Forschungsprojektes „Aufbau eines Kompetenzzentrums „WIND“ zur Verbesserung der Metrologie für die Effizienzsteigerung von Windenergieanlagen (WIND)“ ist die geometrische Messtechnik ein wichtiges Thema. Ziel ist die nachhaltige Sicherstellung zuverlässiger und hochgenauer dimensioneller Messungen von Großbauteilen für Komponenten von Windenergieanlagen.

Hierzu wurde ein Groß-Koordinatenmessgerät (Groß-KMG) beschafft und in den Messraum des neu errichteten Euler-Bau I integriert (siehe Abb. 1). Das Messgerät PMM-G der Marke Leitz bietet mit einem Messvolumen von 5 m x 4 m x 2 m hinreichend Platz, um Großbauteile zu messen. Beispielsweise ist die Kalibrierung des weltweit größten Verzahnungsnormals mit einem Durchmesser von ca. 2 m möglich.

Bei den ersten Untersuchungen stand die Erfassung der Maschinencharakteristik und die Verbesserung der Maschinengenauigkeit im Fokus. Hierbei wurden sowohl taktile Messungen an verschiedenen großen Normalen als auch hochgenaue interferometrische Messungen mit selbstnachführenden Laserinterferometern, sog. Laser-Tracern, durchgeführt. Die Ergebnisse werden verwendet, um ein Korrekturfeld zu erstellen, das eine rechnerische Korrektur der Messpunkte ermöglicht, die sich aus den Führungsabweichungen der KMG-Achsen ergeben.

Weiterhin ist eine mobiles PTB-System zur Steigerung der Genauigkeit von taktilen Messungen, welche auf vier simultan messenden Laser-Tracern basiert, dauerhaft verfügbar. Anpassung und Optimierung dieses sogenannten M3D3-Systems für die charakteristischen Belange des Groß-KMGs haben begonnen und sind ebenfalls Bestandteil der angestrebten Forschungsziele.

In Zukunft sollen zwei Systeme zur Echtzeit-Überwachung der Linearachsen dauerhaft installiert werden. Mögliche Abweichungen aufgrund von variierenden Umgebungsbedingungen sollen somit direkt erfasst und korrigiert werden können. Dadurch wird eine weitere Genauigkeitssteigerung erwartet.

Weiterhin soll das virtuelle Koordinatenmessgerät, eine Software zur Berechnung der Messunsicherheiten, erweitert werden, um Genauigkeitsangaben des Messprozesses zu einer spezifischen Messaufgabe zu erhalten. Hierbei liegt der Fokus auf den charakteristischen Eigenschaften, welche durch die großen Dimensionen des Messgerätes und der Werkstücke von den Eigenschaften kleiner Messvolumen und Werkstücke abweichen können. Dafür müssen die wesentlichen Parameter erfasst und Modelle der dazugehörigen Abweichungsverteilungen entwickelt werden.

Die mit dem Einzug des Messgerätes erfolgte Erweiterung des Dienstleistungsangebotes der PTB um Kalibrierungen großer Werkstücke ist maßgeblich für die Steigerung der Zuverlässigkeit in den industriellen Fertigungsprozessen. Eine Optimierung des Angebotes der Dienstleistungen ist nach allen Untersuchungen angestrebt.

Messraum des großen Koordinatenmessgeräts mit dem großen Verzahnungsnormal platziert auf einem Palettenzuführsystem

Abb. 1: Groß-Koordinatenmessgerät PMM-G der Marke Leitz mit einem Messvolumen von 5 m x 4 m x 2 m. In der Mitte liegt das Großverzahnungsnormal der PTB mit einem Durchmesser von 2 m.

Kontakt

Anschrift

Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Bundesallee 100
38116 Braunschweig