DE10164404A1 - Einrichtung zum Temperieren von Längenmeßsystemen - Google Patents

Einrichtung zum Temperieren von Längenmeßsystemen

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für gekapselte als auch ungekapselte Längenmeßsysteme an Werkzeugmaschinen. Um zu erreichen, dass an Längenmesssystemen durch Temperaturschwankungen einströmender Sperrluft Messfehler auftreten, werden die Messsysteme mit einem Kühlmedium durchflossen, dass an die Kühlsysteme der Werkzeugmaschine angeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Meßsysteme an Werkzeugmaschinen. Als Meßsysteme werden jede Art von gekapselten linearen Längenmeßsystemen verstan­ den.
Gekapselte als auch ungekapselte Längenmeßsysteme unterliegen äußeren Tempe­ raturschwankungen durch Umgebung und die vorhandene Sperrluft. Damit ändert sich proportional die Maßverkörperung.
Der Temperaturfehler äußert sich im bekannten Wert der Positionsunsicherheit P, welche durch z. B. Laserkompensation quasi beseitigt werden kann. Äußere Tempe­ ratureinflüsse aus der Umgebungsluft, Wärmedurchgang von den Anbauteilen oder auch Temperaturschwankungen der meist verwendeten Sperrluft bringen jedoch zu­ sätzliche Fehler, die schlecht kompensiert werden können. Dies ist insbesondere von Wichtigkeit, je höher die Genauigkeitsansprüche sind.
Wie zum Stand der Technik dargestellt, lassen sich trotz temperaturbezogener Län­ genkompensation nicht alle thermischen Störgrößen unwirksam machen. Vor allem lange Maßstäbe sind durch Schwankungen der einströmenden Sperrluft fehlerbehaftet. Weiterhin treten Fehler auf, da in der Praxis die Werkstücktemperatur in der Regel nicht mit der Maßstabstemperatur übereinstimmt.
Der in den Hauptansprüchen angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde eine konstante Temperierung von gekapselten Meßsystemen zu erreichen.
Als Lösung wird eine gezielte Temperierung der ohnehin für die Sauberhaltung der Maßstäbe meist erforderlichen Sperrluft vorgeschlagen. Damit werden Fehler durch Temperaturschwankungen der Sperrluft selbst als auch durch die Umgebung wesent­ lich gemindert. Weiterhin kann durch ein gemeinsames Temperaturniveau mit anderen Kühlmittelmedien (Kühlmittelkühlung, Spindelkühlung, Linearmotorkühlung) die Maß­ verkörperung an das Werkstück der Gesamtfehler reduziert werden.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ohne elek­ tronischen Aufwand für Regelsysteme, die sinnvollerweise ohnehin an der Maschine vorhandene Sperrluft für die Temperierung verwendet werden kann. Besonders kann der Fehler minimiert werden, der durch die unterschiedlichen Anbringungsorte der ge­ kapselten Meßsysteme ensteht, wie z. B. unter Teleskopen, oder im freien Raum weit oberhalb oder unterhalb des Bettes, indem vor allem an die Referenztemperatur ange­ nähert wird.
Vorteilhaft wird weiterhin der Nutzen in der Stabilisierung der Kompensationswerte der Achsgenerierung gesehen. Dieser Vorteil wird bei der Erst-Inbetriebnahme beim Ma­ schinenhersteller und bei der Zweit-Inbetriebnahme beim Kunden wirksam.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigt Fig. 1 Einrichtungsaufbau.
Es werden folgende Bezugszeichen gewählt: 1 Wärmetauscher
2 Längenmeßsystem
3 Sperrluft
3.1 Sperrluft, temperiert
4 Zweites Kühl- oder Heizmedium
5 Kühlmedium-Austritt
Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Einrichtung. Das Längenmeßsystem 2 befindet sich in einer Maschine und wird von einem Kühlmedium 3.1 temperiert, daß vorher über einen Wärmetauscher 1 der von Sperrluft eines externen Systems wie z. B. von einem Kompressor und von einem weiteren Kühlmedium 4 durchflossen wird. Dieser Wärmetauscher 1 ist beispielsweise an ein oder mehrere Kühlsysteme der Werkzeug­ maschine gekoppelt. Der Austritt des Kühlmediums 5 kann variabel gestaltet werden.

Claims (8)

1. Einrichtung zum Temperieren von gekapselten Längenmeßsystemen an Werkzeug­ maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsystem (2) durch ein geregeltes Kühlmedium (3.1) durchflossen wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Längenmeß­ system (2) von einem Kühlmedium (3.1) durchflossen wird, welches über einen Wär­ metauscher (1), der an einem oder weitere andere Kühlsysteme (4) der Werkzeugma­ schine angekoppelt ist und somit dessen Temperaturniveau besitzt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmedium (3) Sperrluft verwendet wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (1) vom thermisch geregelten Kühlmittel (3.1), entweder vom Kühlwasser der Baugruppen der Werkzeugmaschine (Spindel, Linearmotore, Hydraulik), oder von thermisch gere­ gelter Umgebungsluft durchflossen wird (z. B. Klimakammer),
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (1) auch als Heizgerät ausgebildet ist, um gezielt andere thermische Referenzen zu erzeugen.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium (3.1) von beiden Enden des Längenmeßsystemes (2) zugeführt wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperierung ein Temperaturregler und kein Wärmetauscher verwendet wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Maschine Senso­ rik zur Überwachung der Temperaturen, der Verformung und geeignete Regelungsein­ richtungen angebracht sind.
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