DD233334A1 - GUIDANCE AND MOVEMENT SYSTEM FOR RELATIVELY MOVING GROUPS TO EACH OTHER - Google Patents

GUIDANCE AND MOVEMENT SYSTEM FOR RELATIVELY MOVING GROUPS TO EACH OTHER Download PDF

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DD233334A1
DD233334A1 DD27207584A DD27207584A DD233334A1 DD 233334 A1 DD233334 A1 DD 233334A1 DD 27207584 A DD27207584 A DD 27207584A DD 27207584 A DD27207584 A DD 27207584A DD 233334 A1 DD233334 A1 DD 233334A1
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DD
German Democratic Republic
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movement system
reference axis
spindle
assembly
movement
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Application number
DD27207584A
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German (de)
Inventor
Reinhard Horn
Hans Gropp
Original Assignee
Univ Magdeburg Tech
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/01Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways
    • B23Q1/015Frames, beds, pillars

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fuehrungs- und Bewegungssystem fuer relativ zueinander bewegte Baugruppen von Werkzeugmaschinen, wobei sich die Lagerungen des bzw. der Wegmess- und Bewegungssysteme der auf Fuehrungen verschiebbaren Baugruppen sowie die Fuehrungen im Einflussbereich von Waermequellen, beispielsweise Spindelkaesten, befinden. Ziel ist es, eine hohe Genauigkeit des Fuehrungs- und Bewegungssystems bei gleichzeitiger Aufwandsminimierung zu ermoeglichen. Dabei sollen die zeit- und belastungsabhaengigen thermischen Bewegungen reduziert bzw. ihre Entstehung so weit wie moeglich verhindert werden. Erfindungsgemaess weist die sich auf einer feststehenden Baugruppe befindliche und die Genauigkeit der Werkstueckkontur bestimmende Fuehrung in Richtung der thermischen Verlagerung der parallel zu dieser Fuehrung verlaufenden Bezugsachse einen geringeren Abstand zu der Befestigung der diese Bezugsachse tragenden Baugruppe auf als die weitere bzw. weiteren Fuehrungen der gleichen Fuehrungsebene. Ebenso sind die Festlager der Spindeln ausgewaehlter Wegmess- und Bewegungssysteme in besonderer Weise angeordnet. Fig. 3The invention relates to a Fuehrungs- and movement system for relatively moving assemblies of machine tools, wherein the bearings of the or the distance measuring and movement systems of Fuehrungen movable assemblies and the guides are in the sphere of influence of heat sources, such as Spindelkaesten. The aim is to enable a high accuracy of the guidance and movement system with simultaneous effort minimization. The aim is to reduce the time and load-dependent thermal movements or to prevent their formation as far as possible. According to the invention, the guide, which is located on a fixed assembly and determines the accuracy of the workpiece contour in the direction of the thermal displacement of the reference axis extending parallel to this guide, has a smaller distance from the mounting of the assembly carrying this reference axis than the further or further guides of the same guide plane , Likewise, the fixed bearing of the spindles selected Wegmess- and movement systems are arranged in a special way. Fig. 3

Description

I die Große des Abstandes der Fuhrung bzw des Festlagers von der Befestigung der die zugehörigeI the size of the distance of the guide or the fixed bearing from the attachment of the associated

Bezugsachse tragenden Baugruppe in mm Vsezugsachse die thermische Verlagerung der Bezugsachse, bezogen auf die Befestigung der sie tragendenReference axis bearing assembly in mm Vsezugsachse the thermal displacement of the reference axis, based on the attachment of the bearing them

Baugruppe in mm Vgewegungsspindei die thermische Dehnung der parallel zur Richtung derthermischen Verlagerung der zugehörigenAssembly in mm Vewegungsspindei the thermal expansion of parallel to the direction of thermal displacement of the associated

Bezugsachse angeordneten Bewegungsspmdel, bezogen auf ihr Festlager in mm α den Ausdehnungskoeffizienten in mm/mm K undReference axis arranged Bewegungsspmdel, based on their fixed bearing in mm α the coefficient of expansion in mm / mm K and

Λ T die mittlere Temperaturerhöhung der nichtbeweghchen Baugruppe der Werkzeugmaschine zwischenZwischen T the mean temperature increase of the non-moving assembly of the machine tool

der die Bezugsachse tragenden Baugruppe urd der zu positionierenden Fuhrung bzw des zu positiothe assembly carrying the reference axis and the guide or position to be positioned

nierenden Festlagers in Hohe der Bewegungsspmdel bedeutenmean fixed bearing at the height of Bewegungsspmdel

Fuhrungs- und Bewegungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die in einer Fuhrungsebene gelegenen Führungsleisten des Bettschlittens (3) einer Drehmaschine untereinander vertauscht am Maschinenbett (1) angeordnet sindFuhrungs- and movement system according to claim 1, characterized in that arranged in a Fuhrungsebene guide rails of the bed carriage (3) of a lathe interchanged with each other on the machine bed (1) are arranged

Fuhrungs-und Bewegungssystem nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Festlager (16) der den Querschlitten (11) einer Drehmaschine bewegenden Spindel genau über der x-Fuhrungsbahn (6) des Bettschlittens (3) der Drehmaschine angeordnet istGuiding and moving system according to claim 1 and 3, characterized in that the fixed bearing (16) of the cross slide (11) of a lathe moving spindle is located just above the x-Fuhrungsbahn (6) of the bed carriage (3) of the lathe

Fuhrungs- und Bewegungssystem nach Anspruch 2 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß bei Drehmaschinen mit Reitstock (4) die Führungsbahn (8) des Reitstockes (4) in Richtung der Differenz der thermischen Verlagerung der die Bezugsachsen tragenden Baugruppe und des Reitstockes (4) in einem Abstand IR vom Befestigungspunkt der die Bezugsachsen tragenden Baugruppe angeordnet ist, wobei der Abstand IR sich aus der im Anspruch 2 genannten Beziehung ergibt Fuhrungs- und Bewegungssystem nach Anspruch 1 und 3 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß als Führungsbahn (8) des Reitstockes (4) und x-Fuhrungs eahn (6) des Bettschlittens (3) eine gemeinsame Führungsbahn angeordnet ist Fuhrungs-und Bewegungssystem nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorschubmotore (14,15) thermisch isoliert am Maschinenbett (1) bzw Bettschlitten (3) angeordnet sindFuhrungs- and movement system according to claim 2 to 4, characterized in that in lathes with tailstock (4) the guideway (8) of the tailstock (4) in the direction of the difference of the thermal displacement of the reference axes bearing assembly and the tailstock (4) in a distance I R from the attachment point of the reference axes bearing assembly is arranged, wherein the distance I R results from the relationship mentioned in claim 2 Fuhrungs- and movement system according to claim 1 and 3 to 4, characterized in that as a guideway (8) of the Tailstock (4) and x-Fuhrungs eahn (6) of the bed carriage (3) a common guideway is arranged Fuhrungs and movement system according to claim 1 to 6, characterized in that the feed motors (14,15) thermally insulated on the machine bed (1) or bed carriage (3) are arranged

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Fuhrungs- und Bewegungssystem fur relativ zueinander bewegte Baugruppen von Werkzeugmaschinen, von denen mindester- чпе Baugruppe eine oder mehrere Bezugsachsen der Werkzeugmaschine tragt und die andere bzw arideren Baugruppen auf Fuhrungen parallel verschiebbar zu der bzw zu den Bezugsachsen angeordnet und durch jeweils ein Wegmeß- und Bewegungssystem definiert positioniert sind, wobei sich die Lagerung des bzw der Wegmeß- und Bewegungssysteme sowie die Fuhrungen der verschiebbaren Baugruppen bzw Baugruppen im Einflußbereich von Wärmequellen wie Spindelkasten Antriebsmotoren, Getrieben und dergleichen befindenThe invention relates to a Fuhrungs- and movement system for relatively moving assemblies of machine tools, of which at least чпе assembly carries one or more reference axes of the machine tool and the other or arideren assemblies arranged on guides parallel to the or to the reference axes and arranged by a respective Position measuring and movement system are positioned in a defined manner, wherein the storage of the or the Wegmeß- and movement systems and the guides of the displaceable modules or assemblies are in the range of influence of heat sources such as spindle drive motors, gears and the like

Charakteristik der bekannten technischen LosungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekanntlich sind die Fuhrungen und Bewegungselemente sowie deren Lager von Werkzeugmaschinen den Einflüssen von Wärmequellen ausgesetzt Infolgedessen kommt es zu thermischen Deformationen dieser Teile, die sich erheblich auf die Genauigkeit der zu bearbeitenden Werkstucke auswirken Als Wärmequellen wirken insbesondere der Spindelkasten die Antriebsmotore, Getriebe, Lager, Kühl- und Schmiermittelbehälter aber auch die Raumtemperatur Aus diesem Grunde konzentrierten sich alle h ahengen Maßnahmen zur Reduzierung derthermischen Einflüsse auf eine Verminderung der Wärmemengen, auf die Behinderung der Warmeausbreitung oder auf die Kompensierung der Warme durch zielgerichtete Kühlung So wird z. B. in der DE-OS 2151 217 eine thermisch isolierte Befestigung des Sptndelkastens einer Drehmaschine aufAs is known, the guides and movement elements as well as their bearings of machine tools are exposed to the influences of heat sources. As a result, thermal deformations of these parts occur, which have a considerable effect on the accuracy of the workpieces to be processed. As heat sources, the spindle motors, in particular, act on the drive motors, gears, bearings, cooling - and lubricant container as well as the room temperature for this reason, focused all h ahengen measures to reduce derthermischen influences on a reduction in the amounts of heat to the obstruction of heat propagation or the compensation of heat through targeted cooling Thus, for. For example, in DE-OS 2151 217 a thermally insulated attachment of Sptndelkastens a lathe

-2- 720 75-2- 720 75

dem Bett vorgeschlagen Damit sind aber die thermischen Belastungen der Baugruppen durch die Reibung in den Lagern und Fuhrungen, die durch die Zerspanungskrafte noch erhöht wird, durch die Warme aus dem Zerspanungsprozeß, aus dem Kuhlmittel und dem Hydrauhkol sowie aus den Raumtemperaturschwankungen noch nicht beseitigt Diese thermischen Belastungen wirken auf alle Baugruppen in der Wirkkette zwischen Werkstuck und Werkzeug und fuhren zu erheblichen Maßabweichungen am Werkstuck, die ein Vielfaches der angestrebten Arbettsgenauigkeit ausmachen können Um den Warmedeformationen in ihrer Komplexität entgegenwirken zu können, hat man sehr aufwendige Einrichtungen zum Kompensieren thermisch bedingter Verformungen an Werkzeugmaschinen entwickelt Beispielsweise sind gemäß DD-PS 145047 zur Erfassung der Temperaturdifferenz zwischen Ober- und Unterseite eines Werkstückträger in den Fuhrungselementen und in der gegenüberliegenden Bauteilwand Temperaturmeßfuhler angeordnet Entsprechend der Meßwerte werden über Regeleinrichtungen Heiz- bzw Kuhlaggregate ein- bzw ausgeschaltet, die das auf die Aufspannflache des Tisches gesprühte Kühlschmiermittel erwarmen bzw kühlen Dadurch sollen Temperaturdifferenzen zwischen Tischaufspannflache und Fuhrungselementen ausgeglichen werdenbed proposed However, the thermal stresses on the assemblies by the friction in the bearings and Fuhrungen, which is still increased by the cutting forces, not yet eliminated by the heat from the machining process, the coolant and the Hydrauhkol and from the room temperature fluctuations Loads act on all assemblies in the chain of action between workpiece and tool and lead to significant deviations in the workpiece, which can make up many times the desired Arbettsgenauigkeit To counteract the heat deformations in their complexity, you have very complex facilities for compensating thermally induced deformations of machine tools For example, according to DD-PS 145047 for measuring the temperature difference between the top and bottom of a workpiece carrier in the guide elements and in the opposite component wall Temperaturmeßfuhler arranged accordingly The measured values are switched on or off via regulating devices heating or cooling units that heat or cool the cooling lubricant sprayed onto the clamping surface of the table. This is intended to compensate for temperature differences between the table mounting surface and the guide elements

Beim Einsatz hydrostatischer Fuhrungen sind zusätzlich zwischen den Fuhrungsbahnen und den Befestigungsflachen des Maschinenbettes in den Fuhrungsbahnen und in den gegenüberliegenden Bauteilzonen Temperaturmeßfuhler angeordnet (DD-PS 159410), deren Meßwerte über die Regeleinrichtungen Heizkörper bzw Kuhlaggregate steuern, die wiederum das zwischen die Tisch- und Bettfuhrungsbahn gebrachte Schmieröl der hydrostatischen Fuhrungen und/oder das auf die Aufspannflache des Werkstückträger gesprühte Kühlschmiermittel erwarmen oder kühlen In der DD-PS 205117 werden die Temperaturen jedes Sammelbehalters fur die in getrennten Kreisläufen geführten Flussikeiten fur die Funktion, Kühlung und Schmierung der Werkzeugmaschinen gemessen, jeweils mit der Raumtemperatur verglichen und jede Flüssigkeit nach Verlassen ihres Sammelbehalters entsprechend der ermittelten Differenz zur Raumtemperatur gekühlt bzw erwärmtWhen using hydrostatic guides Temperaturmeßfuhler are additionally arranged between the Fuhrungsbahnen and the mounting surfaces of the machine bed in the Fuhrungsbahnen and in the opposite component zones (DD-PS 159410), control the measured values on the control devices radiator or Kuhlaggregate, which in turn between the table and Bettfuhrungsbahn In DD-PS 205117, the temperatures of each storage tank are measured for the fluids in the separate circuits for the function, cooling and lubrication of the machine tools, each with The room temperature compared and cooled each liquid after leaving its Sammelbehalters according to the determined difference to room temperature or heated

Diese, auf die Rückführung des thermisch deformierten Korpers in seinen Ausgangszustand gerichteten Losungen zur Stabilisierung und Kompensation thermischer Einflüsse an der Werkzeugmaschine sind auf Grund der komplizierten Meßwerterfassung und -verarbeitung sehr aufwendig Meßwertaufnehmer, Regeleinrichtungen sowie die Heiz- bzw Kuhlaggregate sind verhältnismäßig teuer Erschwerend kommt hinzu, daß die Festlegung der Meßorte zur Erfassung möglichst vieler thermischer Einflüsse mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist Es hat sich gezeigt, daß die Ergebnisse der bekannten Losungen nicht immer zufriedenstellend sind, zumindest aber in keinem Verhältnis zum Aufwand der technischen Realisierung stehenThese, directed at the return of the thermally deformed body in its initial state solutions for stabilizing and compensating thermal influences on the machine tool are due to the complicated data acquisition and processing very expensive transducers, control devices and the heating or Kuhlaggregate are relatively expensive complicating added It has been found that the results of the known solutions are not always satisfactory, but are at least in no relation to the expense of the technical realization

Schließlich wurde, um der Asymmetrie der meisten Bauteile einer Werkzeugmaschine gerecht zu werden, vorgeschlagen, ahnlich wie bei mathematischen Berechnungsmethoden, die Maschine oder eine asymmetrisch gestaltete Baugruppe der Maschine in einzelne, räumlich begrenzte Elemente aufzuteilen und jedem Element Temperaturfühler und Heizelemente zuzuordnen (DD-WP B 23 Q/264490) Die Temperaturdifferenzen der einzelnen Elementenabschnitte werden untereinander oder zur Fuhrungsgroße wahrend der Bearbeitung aufrechterhalten Auch bei dieser technischen Losung ist fraglich, ob der gegenüber den vorher genannten Erfindungen nochmals erhöhte Aufwand gerechtfertigt ist, um die gewünschte Genauigkeit zu erreichen Die Anwendung dieser Losung wird voraussichtlich auf den Laborbereich beschrankt bleibenFinally, to accommodate the asymmetry of most machine tool components, it has been proposed, similar to mathematical calculation methods, to divide the machine or an asymmetrically designed assembly of the machine into discrete, spatially-limited elements and associate temperature sensors and heating elements with each element (DD-WP B 23 Q / 264490) The temperature differences of the individual element sections are maintained with each other or to the Fuhrungsgroße during processing. Also in this technical solution is questionable whether the compared to the aforementioned inventions again increased effort is justified in order to achieve the desired accuracy The solution is expected to be limited to the laboratory area

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Fuhrungs- und Lagersystem fur relativ zueinander bewegte Baugruppen, das bei einem gegenüber den bekannten technischen Losungen wesentlich verringerten Aufwand eine hohe Genauigkeit ermöglicht.The aim of the invention is a Fuhrungs- and storage system for relatively moving assemblies, which allows for a significantly lower compared to the known technical solutions effort high accuracy.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Im Rahmen sehr umfangreicher Untersuchungen wurde die Temperaturverteilung an einer Werkzeugmaschine ermittelt Als wesentliche Erkenntnis wurde dabei festgestellt, daß sich wahrend des Einsatzes der Werkzeugmaschine mehrere, teilweise entgegengenchtete und zeitlich zueinander verschobene thermische Bewegungen überlagern Die dadurch eintretenden großen zeit- und belastungsabhangigen Schwankungen der Arbeitsgenauigkeit sind durch regelungstechnische Maßnahmen, wie sie im Stand der Technik zum größten Teil vorgeschlagen wurden, nicht mehr oder nur noch durch einen unvertretbar hohen Aufwand zu kompensieren Daraus ergibt sich die Aufgabe, die bekannten Fuhrungs- und Lagersysteme derart zu verandern daß die zeit- und belastungsabhangigen thermischen Bewegungen reduziert bzw ihre Entstehung so weit wie möglich verhindert werden Dabei soll es ohne Bedeutung fur die Funktion der Erfindung sein, welche Baugruppen der Maschine bzw welche unabhängig von der Maschine auftretenden Bedingungen als Wärmequellen wirken Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß die Fuhrung, die sich auf einer nichtbeweglichen Baugruppe befindet und die Genauigkeit der Kontur des zu bearbeitenden Werkstucks bestimmt, in Richtung der thermischen Verlagerung der parallel zu dieser Fuhrung verlaufenden Bezugsachse einen geringeren Abstand zu der Befestigung der diese Bezugsachse tragenden Baugruppe aufweist als die weitere bzw weiteren Fuhrungen dergleichen FuhrungsebeneIn the context of very extensive investigations, the temperature distribution was determined on a machine tool As essential knowledge was found that overlap during the use of the machine tool several, partially entgegengtchtete and temporally shifted thermal movements The thus occurring large time and load-dependent fluctuations in working accuracy are Control measures, as proposed in the prior art for the most part, no longer or only by an unreasonable amount of effort to compensate Thus, the task of the known Fuhrungs- and storage systems to change such that the time and load-dependent thermal movements It is said to be of no significance for the function of the invention which assemblies of the machine or which conditions occur independently of the machine According to the invention, the object is achieved in that the guide, which is located on a non-movable assembly and determines the accuracy of the contour of the workpiece to be machined, in the direction of the thermal displacement of the parallel to this guide reference axis a smaller distance to the Attachment of this reference axis bearing assembly than the other or further Fuhrungen the same Fuhrungsebene

Das Festlager der Spindel des Wegmeß- und Bewegungssysstems dieser Fuhrungsebene ist in Richtung der thermischen Verlagerung der senkrecht zu dieser Spindel verlaufenden Bezugsachse in einem geringen Abstand zu der Befestigung der diese Bezugsachse tragenden Baugruppe angeordnetThe fixed bearing of the spindle of Wegmeß- and Bewegungssysstems this Fuhrungsebene is arranged in the direction of the thermal displacement of the axis perpendicular to this spindle reference axis at a small distance to the attachment of this reference axis bearing assembly

Schließlich ist das Fes lcaer der Spindel des Wegmeß- und Bewegungssysiems einer diese Fuhrungst-bene kreuzende und sich auf einer beweglichen Baugruppe befindlichen Fuhrung möglichst dicht an, vorzugsweise direkt über der sich auf der nichtbeweglichen Baugruppe befindlichen, die Genauigkeit der Kontur des Werkstucks bestimmenden Fuhrung angeordnet Die Abstande 1 der Fuhrungen bzw der Festlager von der Befestigung der die Bezugsachse tragenden Baugruppe können auch im Fall einer Neukonstruktion der Werkzeugmaschine aus zuvor ermittelten Meßwerten exakt berechnet werden Der Abstand I ergibt sich dabei, ausgehend von einer betriebswarmen Maschine in einem dem durchschnittlichen Einsatzbereich entsprechendem Regime als Differenz der minimalen und maximalen Werte zwischen zwei Pausen aus der BeziehungFinally, he Fes lc a he of the spindle of Wegmeß- and Bewegungssysiems this Fuhrungst-bene crossing and located on a moving assembly leadership as close as possible, preferably directly above the located on the non-movable assembly, the accuracy of the contour of the workpiece determining The distance 1 of the guides or the fixed bearing from the attachment of the assembly bearing the reference axis can also be calculated exactly in the case of a new design of the machine tool from previously determined measured values. The distance I results, starting from a warm operating machine in a the average range of application corresponding regime as the difference of the minimum and maximum values between two pauses in the relationship

V - VV - V

1 - Bezugaaciiae Bewegungsspindel ,.x1 - Referencing movement spindle, .x

ex . ΔΤex. ΔΤ

-з- 720 75-z- 720 75

Hierin bedeutenHerein mean

I die Große des Abstandes der Fuhrung bzw des Festlagers von der Befestigung der die zugehörigeI the size of the distance of the guide or the fixed bearing from the attachment of the associated

Bezugsachse tragenden Baugruppe in mm Veezugsachse die thermische Verlagerung der Bezugsachse, bezogen auf die Befestigung der sie tragendenReference axis bearing assembly in mm Veezugsachse the thermal displacement of the reference axis, based on the attachment of the bearing them

Baugruppe in mm Veewegungsspmdei die thermische Dehnung der parallel zur Richtung der thermischen Verlagerung der zugehörigenAssembly in mm Veewegungsspmdei the thermal expansion of the parallel to the direction of thermal displacement of the associated

Bezugsachse angeordneten Bewegungsspindel, bezogen auf ihr Festlager in mm α den Ausdehnungskoeffizienten in mm/mm K undMovement spindle arranged reference axis, based on their fixed bearing in mm α the coefficient of expansion in mm / mm K and

AT die mittlere Temperaturerhöhung der nichtbeweglichen Baugruppe der Werkzeugmaschine zwischenAT the average temperature increase of the non-movable assembly of the machine tool between

der Befestigung der die Bezugsachse tragenden Baugruppe und der zu positionierenden Fuhrung bzw.the attachment of the reference axis bearing assembly and the guide to be positioned or

des zu positionierenden Festlagers in Hohe der Bewegungsspindelof the fixed bearing to be positioned in height of the movement spindle

Im einfachsten Fall kann man die sich auf einer nichtbeweglichen Baugruppe befindliche und die Genauigkeit der Kontur eines Werkstuckes realisierende Fuhrung — im Fall einerDrehmaschinediex-Fuhrung — auch dadurch dichter an der Befestigung der die zugehörige Bezugsachse tragenden Baugruppe, d h bei Drehmaschinen an dem Befestigungspunkt ihres Spindelkastens, als die zur gleichen Fuhrungsebene gehörende weitere Führungsleiste anordnen, indem man beide Führungsleisten untereinander vertauscht am Maschinenbett anordnetIn the simplest case, the guide, which is located on a non-movable subassembly and realizes the accuracy of the contour of a work piece, can also be closer to the fixture of the subassembly bearing the associated reference axis, ie in the case of a lathe at the attachment point of its headstock, in the case of a lathe Arrange as the same management level belonging to another guide bar by arranging both guide bars interchanged with each other on the machine bed

Bei Drehmaschinen wird djeZusiellbewegung, d h die Bewegung des Werkzeugs von einem Querschnitten realisiert Die Fuhrungen und das Wegmeß- und Bewegungssystem dieses Querschlittens kreuzen die Fuhrungsebene des Bettschlittens Das Festlager der Spindel dieses Wegmeß- und Bewegungsystems kann in diesem Fall genau über der x-Fuhrungsleiste, die den Bettschlitten fuhrt, angeordnet sein, d h der Abstand zwischen Festlagerund x-Fuhrungsleiste in Richtung der thermischen Dehnung der Spindel ist gleich Null Dadurch ist eine thermische Verlagerung des Festlagers dieser Spindel gegenüber der x-Fuhrungsleiste bei Erwärmung des Bettschlittens ausgeschaltet Die thermische Dehnung der Spindel wurde bereits in der Abstandsminimierung der x-Fuhrungsleiste des Bettschlittens berücksichtigt Sollten durch die Berechnung der Abstande I die Bewegungslangen der beweglichen Baugruppen zu gering werden, kann die thermische Verlagerung der Bezugsachsen durch an sich bekannte konstruktive Maßnahmen bewußt verkleinert werden Um thermisch bedingte Zylindnzitatsabweichungen bei Spitzenteiien, die durch unterschiedliche thermische Verlagerungen des Spmdelkastens und des Reitstockes einer Drehmaschine entstehen, zu vermeiden, darf die Führungsbahn des Reitstockes fur die x-Richtung nicht wie bisher üblich in Flucht mit dem Befestigungspunkt des Spmdelkastens auf dem Bett angeordnet werden, sondern muß in einem Abstand von diesem Befestigungspunkt in Richtung der Differenz der thermischen Verlagerung des Spmdelkastens und des Reitstockes auf dem Bett angeordnet werdenThe guides and the Wegmeß- and movement system of this cross slide cross the Fuhrungsebene the bed carriage The fixed bearing of the spindle of this Wegmeß- and movement system in this case, just above the x-Fuhrungsleiste, the the bed carriage leads, be arranged, ie the distance between the bearing and x-Fuhrungsleiste in the direction of the thermal expansion of the spindle is zero Thus, a thermal displacement of the fixed bearing of this spindle against the x-Fuhrungsleiste is switched off when heating the bed carriage The thermal expansion of the spindle was already considered in the distance minimization of the x-Fuhrungsleiste the bed carriage If the movement lengths of the moving assemblies are too low by calculating the distances I, the thermal displacement of the reference axes by known per se constructive measures aware In order to avoid thermally induced Zylindnzitatsabweichungen at Spitzenenteiien caused by different thermal displacements of Spleelkasten and the tailstock of a lathe, the guideway of the tailstock for the x-direction must not as usual in alignment with the attachment point of Spmdelkastens on the Bed must be arranged, but must be arranged at a distance from this attachment point in the direction of the difference of the thermal displacement of Spmdelkastens and the tailstock on the bed

Die Große dieses Abstandes ist so zu wählen, daß bei den durchschnittlich zu erwartenden Temperaturerhöhungen dieses Betteilstuckes thermische Verlagerungen derx-Fuhrungsbahn entstehen die die Differenz der thermischen Verlagerungen des Spmdelkastens und des Reitstockes kompensieren Die Berechnung des Abstandes ist ebenfalls nach о a Gleichung (1) und den bekannnten Bedingungen möglichThe size of this distance is to be chosen so that the average expected temperature increases this Betteilstuckes thermal displacements derx-Fuhrungsbahn arise compensate for the difference of the thermal displacements of the Spmdelkastens and the tailstock The calculation of the distance is also according to о a equation (1) and the known conditions possible

Auf Grund der kleineren Lagerabmessungen und der geringeren Schnittkraftbelastung — die Vorschubkraft ist in der Regel auf denSpindelkasten gerichtet — entstehen überwiegend geringere thermische Verlagsrungen am Reitstock als am Spindelkasten, so daß in der Regel die x-Fuhrungsbahn des Reitstockes in Verformungsrichtung des Spmdelkastens verschoben werden muß Auf Grund dieses Sachverhaltes bietet sich die Gestaltung einer gemeinsamen Führungsbahn fur die x-Richtung des Bettschlittens und des Reitstockes an, die so gestaltet sein muß, daß ein ungehindertes Vorbeifahren beider Baugruppen möglich istDue to the smaller bearing dimensions and the lower cutting force load - the feed force is usually directed to the spindle box - arise predominantly lower thermal Verlagsrungen on tailstock than the headstock, so that usually the x-Fuhrungsbahn the tailstock must be moved in the direction of deformation of Spmdelkastens The reason for this situation is the design of a common guideway for the x-direction of the bed carriage and the tailstock, which must be designed so that unimpeded passage of both assemblies is possible

Zusätzlich können die thermischen Dehnungen des Bettes und des Bettschlittens, die durch die Warme der Vorschubmotore entstehen verringert werden, wenn die Vorschubmotore thermisch isoliert an der Werkzeugmaschine befestigt sind Das ist beispielsweise durch einen Luftspalt oder eine thermische Isolierschicht zwischen Motor und Bett bzw Bettschlitten erreichbarIn addition, the thermal expansions of the bed and the bed carriage caused by the heat of the feed motors can be reduced if the feed motors are thermally insulated attached to the machine tool that can be achieved for example by an air gap or a thermal insulating layer between the motor and bed or bed carriage

Die erfindungsgemaße Losung berücksichtigt bereits im Stadium der Konstruktion der Werkzeugmaschine sich wahrend der Bearbeitung auf deren Arbeitsgenauigkeit auswirkende thermische Einflüsse Durch verhältnismäßig einfache konstruktive Maßnahmen ist es gelungen, daß sich die thermischen Dehnungen der Spindel der Wegmeß- und Bewegungssysteme und die thermischen Verlagerungen der senkrecht zur jeweiligen Spindel verlaufenden Bezugsachse bezogen auf den Befestigungspunkt der die Bezugsachse tragenden Baugruppe gegenseitig nahezu aufheben und somit zwischen Bezugsachse und Bewegungsbahn nahezu keine thermisch bedingten Werkstuckabweichungen entstehen So wird diejenige Führungsbahn, die fur die Genauigkeit der Kontur des Werkstucks verantwortlich ist, d h beispielsweise bei Drehmaschinen die x-Fuhrung des Bettschlittens, in möglichst geringem Abstand von der Befestigung der die Bezugsachse zur x-Fuhrung tragenden Baugruppe, d h bei Drehmaschinen von der Befestigung des Spmdelkastens auf dem Bett, angeordnet Dieser Abstand kann nach der о a Gleichung (Dm Richtung der Verlagerung dieser Bezugsachse so ausgelegt werden, daß bei den durchschnittlich zu erwarten»"1 -> Temperaturerhöhungen dieses Betteilstuckes und unter Berücksichtigung derthermischen Dehnung d«r in x-Richtung verlaufenden Vorschubspindel des Querschlittens der Drehmaschine im . ei gleich zur Verlagerung der Hauptspmdelachse des Spmdelkastens bezogen auf den Spindelkastenbefestigungspunkt auf dem Bett gleichgroße und gleichgerichtete Verlagerungen der x-Fuhrungsleiste entstehenThe solution according to the invention already takes into account in the stage of construction of the machine tool during working on the working accuracy affecting thermal influences By relatively simple design measures, it is possible that the thermal expansions of the spindle Wegmeß- and movement systems and the thermal displacements perpendicular to the respective Spindle extending reference axis relative to the attachment point of the reference axis bearing assembly cancel each other almost and thus almost no thermally induced workpiece deviations occur between the reference axis and trajectory Thus, that guideway, which is responsible for the accuracy of the contour of the workpiece, ie, for example, in lathes the x- Guide the bed carriage, as close as possible to the attachment of the reference axis to the x-guide bearing assembly, ie in lathes of the attachment of Spmdelkastens disposed on the bed, this distance may direction of displacement of the reference axis be designed so after о a equation (Dm that to be expected for the average of "" 1 -> temperature increases this Betteilstuckes and derthermischen considering elongation d 'r in the x-direction running feed screw of the cross slide of the lathe in. ei equal to the displacement of the Hauppmdelachse of Spmdelkastens based on the headstock attachment point on the bed equal and rectified displacements of the x-Fuhrungsleiste arise

Da diese thermische Bewegungen bei unterschiedlicher Große und Richtung zu direkten Werkstuckabweichungen fuhren, tragt ihre Minimierung zu einer wesentlichen Erhöhung der Genauigkeit beiSince these thermal movements lead to direct workpiece deviations in different sizes and directions, their minimization contributes to a significant increase in accuracy

Die weiteren wesentlichen Merkmale der Erfindung betreffen die Anordnung der Festlager der Vorschubspindel Durch die erfindungsgemaße Anordnung wurde erreicht, daß die Summe aus der thermischen Dehnung der jeweiligen Spindel und der thermischen Verlagerung des Festlagers der Spindel in Betrag und Richtung etwa derthermischen Verlagerung der zugehörigen Bezugsachse entspricht Auch diese thermischen Dehnungen fuhren bei unterschiedlicher Große und Richtung zu direicten Werkstuckabweichungen, so daß ihre Minimierung eine deutliche Genauigkeitserhohung gewährleistetThe other essential features of the invention relate to the arrangement of the fixed bearing of the feed screw by the inventive arrangement has been achieved that the sum of the thermal expansion of the respective spindle and the thermal displacement of the fixed bearing of the spindle in amount and direction corresponds approximately derthermischen displacement of the associated reference axis Auch These thermal expansions lead to different workpiece deviations at different sizes and directions, so that their minimization ensures a significant increase in accuracy

-4- 720 75-4- 720 75

Ausfuhrungsbeispielexemplary

Nachfolgend soll die Erfindung am Beispiel einer numerisch gesteuerten Futter- und Spitzenteildrehmaschine naher erläutert werden In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail below using the example of a numerically controlled forage and center piece turning machine. In the accompanying drawings

Fig 1 eine räumliche Gesamtansicht einer mit dem erfingungsgemaßen Fuhrungs- und Bewegungssystem ausgerüstetenFigure 1 is an overall view of a equipped with the erfingungsgemaßen Fuhrungs- and movement system

Futter- und Spitzenteildrehmaschine, Fig 2 die Vorderansicht der Drehmaschine mit eingezeichneten Verformungsrichtungen und Abstanden im bisherigenFutter- and Spitzenenteildrehmaschine, Figure 2 shows the front view of the lathe with indicated deformation directions and distances in the previous

Zustand, Fig 3 die Vorderansicht der Drehmaschine mit eingezeichneten Verformungsrichtungen und Abstanden entsprechend derState, Figure 3 shows the front view of the lathe with indicated deformation directions and distances corresponding to

erfindungsgemaßen Losung, Fig 4 die thermische Verlagerung zwischen Werkstuck und Werkzeug in x-Richtung, die nach dem bisherigen Zustand gemäßAccording to the invention solution, Figure 4 shows the thermal displacement between workpiece and tool in the x-direction, according to the previous state according to

Fig 2 eintritt, Fig 5 die thermische Verlagerung zwischen Werkstuck und Werkzeug in z-Richtung, die nach dem bisherigen Zustand gemäßFig 2 enters, Fig 5, the thermal displacement between the workpiece and tool in the z-direction, according to the previous state according to

Fig 2 eintritt, Fig 6 die thermische Verlagerung zwischen Werkstuck und Werkzeug in x-Richtung, die mit der erfindungsgemaßen LosungFigure 2 enters, Figure 6 shows the thermal displacement between the workpiece and tool in the x-direction, with the inventive solution

gemäß Fig 3 eintritt und Fig 7 die thermische Verlagerung zwischen Werkstuck und Werkzeug in z-Richtung, die mit der erfindungsgemaßen Losung gemäß Fig 3 eintritt3 and Fig. 7 shows the thermal displacement between workpiece and tool in the z-direction, which occurs with the inventive solution according to FIG

Bei der vorliegenden Drehmaschine handelt es sich um eine numerisch gesteuerte Futter- und Spitzendrehmaschine moderner Bauart Sie besteht im wesentlichen aus einem Maschinenbett 1, an dem ein Spindelkasten 2 sowie Fuhrungsbahnen fur einen Bettschlitten 3 und einen Reitstock 4 angebracht sind Der Befestigungspunkt des Spindelkastens 2 am Maschinenbett 1 wurde mit 5 gekennzeichnetIt consists essentially of a machine bed 1, to which a headstock 2 and Fuhrungsbahnen for a bed carriage 3 and a tailstock 4 are attached The attachment point of the headstock 2 on the machine bed 1 was marked with 5

Der Bettschlitten 3 ist auf einer x-Fuhrungsbahn 6, die bei dieser Drehmaschine die Genauigkeit der Kontur des zu bearbeitenden Werkstuckes realisiert, gefuhrt Der Abstand einer zur gleichen Fuhrungsebene gehörenden und parallel zur x-Fuhrungsbahn 6 verlaufenden Führungsleiste 7 zum Befestigungspunkt 5 des Spindelkastens 2 ist großer als der mit I3 bezeichnete Abstand der χ Führungsbahn 6The bed carriage 3 is on an x-Fuhrungsbahn 6, which realizes the accuracy of the contour of the workpiece to be machined in this lathe, the distance of belonging to the same Fuhrungsebene and parallel to the x-Fuhrungsbahn 6 extending guide bar 7 to the attachment point 5 of the headstock 2 greater than the distance of the χ guideway 6 denoted by I 3

Der Reitstock 4 ist auf einer Führungsbahn 8 und einer Führungsleiste 9 gefuhrt, wobei die Führungsbahn 8 fur die Genauigkeit der Fuhrung des Reitstockes 4 verantwortlich ist Im vorliegenden Beispiel tragt der Bettschiitten3, der von einer Kugelrollspindel 10 bewegt wird, einen Querschlitten 11 Die Kugelrollspindel 10 ist in einem Festlager 12 und einem Loslager 13 gelagert und wird von einem Vorschubmotor 14 angetrieben DerQuerschhtten 11 wird von einer durch einen Vorschubmotor 15 angetrieben und in einem Festlager 16 sowie einem Loslager 17 gelagerten Kugelrollspindel 18 bewegt In den Figuren 1-3 wurden die Richtungen der Bewegungsachsen durch ein Koordinatensystem χ, ζ gekennzeichnet Die thermische Verlagerungsnchtung des Spindelkastens 2 wurde in den Fig 2,3,4 und 6 sowie die Verlagerungsrichtung des Reitstockes 4 in Fig 3 mit Vx bezeichnet Aus Fig 3 sind auch der Abstand I der x-Fuhrungsbahn 6 des Bettschlittens 3 sowie der Abstand Ir der Führungsbahn 8 des Reitstockes 4 und der Abstand I des Festlagers 12 vom Befestigungspunkt 5 des Spindelkastens 2 zu erkennen Im vorliegenden Beispiel wurde die Bestimmung des Abstandes Is nach entsprechender Modifizierung der im Wesen der Erfindung angegebenen Gleichung (1) nach folgender Beziehung ermitteltThe tailstock 4 is guided on a guideway 8 and a guide rail 9, wherein the guideway 8 is responsible for the accuracy of the leadership of the tailstock 4. In the present example, the Bettschiitten3, which is moved by a ball screw 10 carries a cross slide 11 The ball screw 10 is mounted in a fixed bearing 12 and a floating bearing 13 and is driven by a feed motor 14 The Quschschhtten 11 is driven by a feed motor 15 and in a fixed bearing 16 and a floating bearing 17 mounted ball screw 18 moves in Figures 1-3 were the directions of the axes of movement The thermal displacement of the headstock 2 has been designated V x in FIGS. 2, 3, 4 and 6 as well as the direction of displacement of the tailstock 4 in FIG. 3. The distance I of the x-guide track 6 is also shown in FIG the bed carriage 3 and the distance Ir of the guideway 8 of the tailstock 4 u nd the distance I of the fixed bearing 12 from the attachment point 5 of the headstock 2 to recognize In the present example, the determination of the distance Is has been determined by appropriate modification of the given in the essence of the invention equation (1) according to the following relationship

ι Spika 'ICugelrolla-pindel /P\ι Spika 'ICugelrolla-pindel / P \

Die Genauigkeit ist in diesem Fall in x-Richtung zu realisieren Die fur diex-Richtung maßgebliche Bezugsachse ist in diesem Fall die Hauptspindelachse Demzufolge ist gemäß Gleichung (1) deren thermische Verlagerung, d h die Verlagerung VXsokl der Hauptspmdelachse des Spindelkastens 2, bezogen auf seinen Befestigungspunkt 5 in x-Richtung, in die Gleichung (1) einzusetzen Die zugehörige Bewegungsspindel ist die parallel zur Richtung der thermischen Verlagerung der Hauptspmdelachse verlaufende Kugelrollspindel 18 Demzufolge ist die thermische Dehnung ѴХкиаеІго іолаяІ der Kugelrollspindel 18 bezogen auf ihr Festlager 16 in Gleichung (1) einzusetzenThe accuracy in this case is to be realized in the x-direction. The reference axis relevant for the x-direction is in this case the main spindle axis. Accordingly, according to equation (1), its thermal displacement, ie the displacement V Xsokl, of the main axis of the headstock 2, relative to its Fixing point 5 in the x-direction to be inserted into the equation (1) The associated movement spindle is the ball screw 18 running parallel to the direction of the thermal displacement of the main axis. As a result, the thermal expansion Ѵ ХкиаеІго іолаяІ of the ball screw 18 with respect to its fixed bearing 16 in equation (1 )

Ebenso kann die Gleichung (1) zur Ermittlung des Abstandes Ir verwendet werden Aus beiden Figuren ist zu erkennen, daß die x-Fuhrungsbahn 6 des Bettschlittens 3 wesentlich dichter am Spindelkasten 2 angeordnet ist als es bisher üblich war Das wurde in diesem Fall durch den Austausch der beiden Fuhrungen des Bettschlittens 3 erreichtEqually, equation (1) can be used to determine the distance Ir. It can be seen from both figures that the x-guide track 6 of the bed carriage 3 is arranged substantially closer to the headstock 2 than has heretofore been the case reached the two guides the bed carriage 3

Ferner ist die Führungsbahn 8 des Reitstocks 4 nicht wie bisher in Flucht mit dem Befestigungspunkt 5 des Spindelkastens 2 sondern in einem Abstand IR von diesem angeordnetFurthermore, the guideway 8 of the tailstock 4 is not as previously aligned with the attachment point 5 of the headstock 2 but at a distance I R of this

Es ist auch zu erkennen, daß das Festlager 12 der den Bettschlitten 3 bewegenden Kugelrollspindel 10 verhältnismäßig dicht am Befestigungspunkt 5 des Spindelkastens 2 angeordnet ist Das Festlager 16 der den QuerscMitten 11 bewegenden Kugelrollspindel 1С 'im vorliegenden Beispiel direkt über der x-Fuhrungsbahn 6 des Bettschlittens 3 angeordnet Die Auswirkungen dieser konstruktiven Veränderungen auf die Werkstuckgenauigkeit wire im folgendem beschrieben 1 Werkstuckgenauigkeit in x-Richtung It Fig 4 und 6It can also be seen that the fixed bearing 12 of the bed carriage 3 moving ball screw 10 is relatively close to the attachment point 5 of the headstock 2 The fixed bearing 16 of the QuerscMitten 11 moving ball screw 1С 'in the present example, directly above the x-Fuhrungsbahn 6 of the bed carriage 3 The effects of these constructive changes on the workpiece sturdiness are described below in the following text: 1 workpiece accuracy in the x-direction It FIGS. 4 and 6

1 1 Bisherige konstruktive Losung It Fig 2 und 41 1 Previous Design Solution It FIGS. 2 and 4

Durch die thermische Verlagerung in x-Richtung Vx der HauptsDindelachse des Spindelkastens 2 in Fig 2 wird das zu bearbeitende Werkstuck 19 das in Fig 4 dargestellt ist, um den gleichen Betrag Vx verlagert und nimmt die gestrichelt gezeichnete Position einAs a result of the thermal displacement in the x-direction V x of the main spindle axis of the headstock 2 in FIG. 2, the workpiece 19 to be processed, which is shown in FIG. 4, is displaced by the same amount V x and assumes the dashed line position

Das zur Bearbeitung des Werkstuckes 19 eingesetzte und ebenfalls in Fig 4 dargestellte Werkzeug 20 verlagert sich um die Summe aus der thermischen Verlagerung der x-Fuhrungsbahn 6V6, die durch die Erwärmung des Maschinenbettes 1 entsteht und der thermischen Verlagerung des Festlagers 16 der Kugelrollspindel 18 in x-Richtung V16, die durch die Erwärmung des Bettschlittens 3 entsteht, vermindert um die thermische Dehnung der Kugelrollspindel 18 V18 und erreicht so die gestrichelte gezeichnete PositionThe tool used for processing the workpiece 19 and also shown in Figure 4 shifts to the sum of the thermal displacement of the x-Fuhrungsbahn 6V 6 , which is caused by the heating of the machine bed 1 and the thermal displacement of the fixed bearing 16 of the ball screw 18 in x direction V 16 , which results from the heating of the bed carriage 3, reduced by the thermal expansion of the ball screw 18 V 18 and thus reaches the dashed line position

Die Differenz zwischen den gestrichelt gezeichneten Positionen des Werkstuckes 19 und des Werkzeuges 20 ergibt die halbe thermisch bedingte Durchmesserabweichung des Werkstuckes 19 Δ χThe difference between the dashed lines positions of the workpiece 19 and the tool 20 results in half the thermally induced diameter deviation of the workpiece 19 Δ χ

1 2 Erfmdungsgemaße konstruktive Losung It Fig 3 und 61 2 Constructive design solution It Fig 3 and 6

-5- 720 75-5- 720 75

Durch die thermische Verlagerung in x-Richtung Vxder Hauptspindelachse des Spindelkastens 2 wird das Werkstuck 19 um den Betrag Vx verlagert und nimmt die gestrichelt gezeichnete Position einDue to the thermal displacement in the x-direction V x of the main spindle axis of the headstock 2, the workpiece 19 is displaced by the amount V x and takes the dashed line position

Das Werkzeug 20 verlagert sich in gleicher Richtung nur um die Summe aus der thermischen Verlagerung der x-Fuhrungsbahn 6 V6, die durch die Erwärmung des Maschinenbettes 1 entsteht, und derthermischen Dehnung der Kugelrollspmdel 18 V18, da das Festlager 16 der Kugelrollspmdel 18 genau über der x-Fuhrungsbahn 6 angeordnet ist und so die thermische Verlagerung des Festlagers 16 der Kugelrollspmdel 18 in x-Richtung Vi6, die durch die Erwärmung des Bettschlittens 3 entsteht, gleich Null wird Das Werkzeug 20 erreicht die gestrichelt gezeichnete Position, die mit der gestrichelt gezeichneten Position des Werkstucks 19 übereinstimmtThe tool 20 shifts in the same direction only by the sum of the thermal displacement of the x-Fuhrungsbahn 6 V 6 , resulting from the heating of the machine bed 1, and the thermal expansion of Kugelrollspmdel 18 V 18 , since the fixed bearing 16 of the Kugelrollspmdel 18 exactly is arranged over the x-guide track 6 and so the thermal displacement of the fixed bearing 16 of the ball roller 18 in the x-direction Vi 6 , which is caused by the heating of the bed carriage 3, equal to zero The tool 20 reaches the dashed line position, with the dashed line position of the workpiece 19 matches

Es entsteht somit keine halbe thermisch bedingte Durchmesserabweichung Δ χ 2 Werkstuckgenauigkeit in z-Richtung It Fig 5 und 7Thus, there is no half thermally induced diameter deviation Δ χ 2 workpiece accuracy in the z-direction It Fig 5 and 7

2 1 Bisherige konstruktive Losung It Fig 2 und 52 1 Previous Design Solution It FIGS. 2 and 5

Durch die thermische Verlagerung in z-Richtung V2 des Futters, das an der Hauptspindel des Spmdelkastens 2 befestigt ist, wird das Werkstuck 19 um den gleichen Betrag Vz verlagert und nimmt die gestrichelt gezeichnete Position ein Das Werkzeug 20 verlagert sich entgegengesetzt zur Verlagerung Vz des Werkstucks 19 um die Differenz aus derthermischen Verlagerung des Festlagers 12 der Kugelrollspmdel 10 in z-Richtung V12, die durch die Erwärmung des Maschinenbettes 1 entsteht, und derthermischen Dehnung der Kugelrollspmdel 10 in z-Richtung ViOund nimmt so die gestrichelt gezeichnete Position ein Damit addieren sich die Werkstuck- und Werkzeugverlagerung und es entsteht eine große thermisch bedingte Langenabweichung des Werkstuckes 19 Δ ζDue to the thermal displacement in the z-direction V 2 of the chuck, which is attached to the main spindle of Spmdelkastens 2, the workpiece 19 is displaced by the same amount V z and takes the dashed line position The tool 20 moves opposite to the displacement V z of the workpiece 19 to the difference from the thermal displacement of the fixed bearing 12 of the ball roller 10 in the z-direction V 12 , which is caused by the heating of the machine bed 1, and the thermal expansion of Kugelrollspmdel 10 in the z direction Vi O and takes the dashed lines Position on Adds up the workpiece and tool displacement and there is a large thermally induced long deviation of the workpiece 19 Δ ζ

2 2 Erfindungsgemaße konstruktive Losung It Ftg 3 und 72 2 constructive solution according to the invention It Ftg 3 and 7

Durch die thermische Verlagerung in z-Richtung V2 des Futters, das an der Hauptspindel des Spmdelkastens 2 befestigt ist, wird das Werkstuck 19 um den gleichen Betrag V2 verlagert und nimmt so die gestrichelt gezeichnete Position ein Das Werkzeug 20 verlagert sich in gle'cher Richtung der Verlagerung V2 des Werkstuckes 19 um die Summe aus derthermischen Verlagerung des Festlagers 12 der Kugelrollspmdel 10 in z-Richtung V12, die durch die Erwärmung des Maschinenbettes 1 entsteht, und derthermischen Dehnung der Kugelrollspmdel 10 in z-Richtung V10 und nimmt so die gestrichelt gezeichnete Position einDue to the thermal displacement in the z-direction V 2 of the chuck, which is attached to the main spindle of Spmdelkastens 2, the workpiece 19 is displaced by the same amount V 2 and so takes the dashed line position The tool 20 shifts into gle ' cher direction of the displacement V 2 of the workpiece 19 to the sum of the thermal displacement of the fixed bearing 12 of the ball roller 10 in the z-direction V 12 , which is caused by the heating of the machine bed 1, and the thermal expansion of Kugelrollspmdel 10 in the z-direction V 10 and takes the dashed line position

Das Werkzeug 20 erreicht somit auch in z-Richtung die gleiche Position des Werkstuckes 19, die gestrichelt gezeichnet ist Damit entsteht auch in z-Richtung am Werkstuck 19 keine thermisch bedingte Langenabweichung Δ ζThe tool 20 thus reaches the same position of the workpiece 19 in the z-direction, which is drawn by dashed lines. Thus, even in the z-direction on the workpiece 19, no thermally induced long deviation Δ ζ occurs

Claims (1)

-1 - 720 75-1 - 720 75 Patentansprüche:claims: Fuhrungs- und Bewegungssystem fur relativ zueinander bewegte Baugruppen von Werkzeugmaschinen, von denen mindestens eine Baugruppe eine oder mehrere Bezugsachsen der Werkzeugmaschine tragt und die andere bzw anderen Baugruppen auf Fuhrungen parallel verschiebbar zu der bzw den Bezugsachsen angeordnet und durch ein Wegmeß- und Bewegungssystem definiert positioniert sind, wobei sich die Lagerungen des bzw der Wegmeß- und Bewegungssysteme sowie die Fuhrungen der verschiebbaren Baugruppe bzw Baugruppen im Einflußbereich von Wärmequellen wie Spmdelkasten, Antriebsmotoren, Getrieben und dergleichen befinden, gekennzeichnet dadurch, daß die Fuhrung, die sich auf einer nichtbeweghchen Baugruppe befindet und die Genauigkeit der Kontur des zu bearbeitenden Werkstuckes bestimmt in Richtung derthermischen Verlagerung der parallel zu dieser Fuhrung verlaufenden Bezugsachse einen geringeren Abstand zu der Befestigung der diese Bezugsachse tragenden Baugruppe aufweist als die weitere bzw weiteren Fuhrungen der gleichen Fuhrungsebene, daß das Festlager der Spindel des Wegmeß- und Bewegungssystems dieser Fuhrungsebene in Richtung derthermischen Verlagerung der senkrecht zu dieser Spindel verlaufenden Bezugsachse in einem geringen Abstand zu der Befestigung der diese Bezugsachse tragenden Baugruppe angeordnet ist und daß das Festlager der Spindel des Wegmeß- und Bewegungssystems einer diese Fuhrungsebene kreuzenden und sich auf einer beweglichen Baugruppe befindlichen Fuhrung möglichst dicht, vorzugsweise direkt über der sich auf der nichtbeweghchen Baugruppe befindlichen und die Kontur des Werkstuckes bestimmenden Fuhrung angeordnet istFuhrungs- and movement system for relatively moving assemblies of machine tools, of which at least one module carries one or more reference axes of the machine tool and the other or other modules arranged on guides parallel to the or the reference axes and positioned defined by a Wegmeß- and movement system , wherein the bearings of the or the Wegmeß- and movement systems and the guides of the displaceable module or assemblies are in the sphere of influence of heat sources such Spmdelkasten, drive motors, gearboxes and the like, characterized in that the leadership, which is located on a nichtbeweghchen assembly and the Accuracy of the contour of the workpiece to be machined determined in the direction of the thermal displacement of the reference axis extending parallel to this guide has a smaller distance from the attachment of this reference axis bearing assembly than the other or further n Fuhrungen the same Fuhrungsebene that the fixed bearing of the spindle of Wegmeß- and movement system of this Fuhrungsebene in the direction of the thermal displacement of the axis perpendicular to this spindle reference axis is located at a small distance to the attachment of this reference axis bearing assembly and that the fixed bearing of the spindle of the Position measuring and movement system of this leadership level crossing and located on a moving assembly leadership as close as possible, preferably located directly above the located on the nichtbeweghchen assembly and the contour of the workpiece determining leadership is arranged Fuhrungs- und Bewegungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Abstande der Fuhrungen bzw Festlager (12,16) zu der Befestigung der die Bezugsachsen tragenden Baugruppen, ausgehend von einer betnebswarmen Maschine in einem dem durchschnittlichen Einsatzbereich entsprechenden Regime als Differenz der minimalen und maximalen Werte zwischen zwei Pausen aus der Beziehung ergeben, wobei hierinFuhrungs- and movement system according to claim 1, characterized in that the distances of the guides or fixed bearings (12,16) to the attachment of the reference axes bearing assemblies, starting from a betnebswarm machine in a region corresponding to the average application range as the difference of the minimum and give maximum values between two pauses from the relationship, wherein herein TT mm V DD mm V I - I - Bezugaachae "" BewegungaapindelBezugaachae "" movement spindle ,* \, *
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