DE102005060104A1

DE102005060104A1 - Kompensationssystem und -verfahren für eine CNC-Bearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE102005060104A1
Application number: DE200510060104
Authority: DE
Inventors: Norbert Groß-Onnebrink
Original assignee: FORMA MASCHB ZERSPANUNGSTECHNO; Forma Maschinenbau Zerspanungstechnologie & Co KG GmbH
Current assignee: FORMA MASCHB ZERSPANUNGSTECHNO; Forma Maschinenbau Zerspanungstechnologie & Co KG GmbH
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2025-12-17
Also published as: DE102005060104B4

Abstract

Bei bekannten Systemen für CNC-Bearbeitungsmaschinen ist die Kompensation eines geometrischen bzw. kinematischen Versatzes sehr aufwenig durchführbar. Mit der Erfindung sollen ein einfacheres und licht überprüfbares System und Verfahren zur Kompensation eines geometrischen Versatzes zur Verfügung gestellt werden. DOLLAR A Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Anfahrwerkzeug (3) mit einem in seiner Grundform zylindrischen, mit dem Meßtaster (2) zusammenwirkenden Tastabschnitt (8) ausgestaltet ist, wobei der Tastabschnitt (8) insbesondere als über einen Teil seiner axialen Länge im wesentlichen halb aufgeschnittener Hohlzylinder ausgeführt ist. DOLLAR A Mit einem Meßtaster, der lediglich einen einzigen 3-D-Tastkopf aufweist, ist die Kompensation bzw. Korrektur leicht ermittelbar und für einen Bediener optisch überprüfbar. Dabei ist durch verschiedene Anfahrwerkzeuglängen und Meßtaster-Befestigungspositionen unabhängig davon, wie genau die vorhandene Maschinengeometrie ist, im Betrieb der Maschine ein exaktes Wiederfinden einer Werkzeugspitzenposition aus verchiedenen kinematisch-geometrischen Einstellungen möglich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kompensationssystem für eine CNC-Bearbeitungsmaschine, wobei das Kompensationssystem zumindest einen Meßtaster und zumindest ein Anfahrwerkzeug aufweist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Kompensation eines geometrischen Versatzes mit dem Kompensationssystem.
Derartige Kompensationssysteme und -verfahren werden zum Ermitteln von Korrekturwerten für CNC-gesteuerten Bearbeitungsmaschinen eingesetzt bzw. angewendet. Die ermittelten Werte können als Nullpunktverschiebung, Werkzeugkorrektur, Maschinennullpunkte, Fräskopfkompensationen oder Drehtischversätze abgespeichert werden.
Bei der Bearbeitung von Bauteilen wird zunehmend eine immer größere Genauigkeit gefordert. Insbesondere werden hierbei unterschiedliche Werkzeuglängen mit unterschiedlichen Werkzeugorientierungen im Raum verwendet. Bei nur einer Werkzeuglänge und nur einer Werkzeugorientierung im Raum können alle Bearbeitungsaufgaben mit hoher Genauigkeit gefertigt werden. Doch schon die Veränderung der Werkzeuglängen kann bei höchsten Ansprüchen zu Abweichungen beim Erreichen der Zielposition führen. Dies kann durch Herstellungs- und Einstelltoleranzen beispielsweise eines Fräskopfes entstehen, wodurch z.B. die Spindellage nicht exakt zur Maschinenachse (bzw. Raumachse) fluchtet. Ein Fräskopf muß deswegen nach jedem Abbau zur Wartung und nach jeder möglichen Kollision überprüft werden. Der Fräskopf sollte daher am besten regelmäßig oder mindestens vor jeder genaueren Bearbeitung kompensiert werden, um einen Ausschuß von Bauteilen durch geometrischen bzw. kinematischen Versatz zu vermeiden.
Des weiteren führen unterschiedliche Positionen im Arbeitsraum der Maschine zu Abweichungen. Ausschlaggebend dafür sind geometrische Ungenauigkeiten in den Achsstellungen zueinander und Fluchtfehler der Achsen durch Ausrichtungenauigkeiten sowie beispielsweise Fundamentbewegungen. Muß zum Beispiel eine Bohrung von zwei Bearbeitungsrichtungen eingebracht werden, muß der Versatz, der sich durch die geometrischen Abweichungen der Bearbeitungsmaschine an verschiedenen Bearbeitungspositionen ergibt, für die Fluchtgenauigkeit aufwendig ermittelt werden.
Weiter führen die Ungenauigkeiten z.B. bei Rundtischarbeiten durch einen Geometriefehler der Drehtischplanfläche zu den Bewegungsachsen zu Umschlagfehlern, die ebenfalls kompensiert werden müssen.

Die DE 199 44 429 C2 offenbart eine Vorrichtung zum Ermitteln von Korrekturparametern für die Werkzeug-Koordinaten von CNC-gesteuerten Bearbeitungsmaschinen mit einem in die Werkzeugaufnahme der Maschine einsetzbaren Meßkopf mit einer Meßkugel und mit einer an dem Maschinentisch bzw. -bett festlegbaren Meßeinrichtung. Die Meßeinrichtung weist drei Meßtaster zur Anlage an der Meßkugel auf, welche in jeweils unterschiedlichen Raumrichtungen orientiert sind und gegen rückstellende Federkräfte aus ihrer Nullposition auslenkbar sind. Die Meßrichtungen wenigstens zweier Meßtaster schließen einen spitzen Winkel untereinander ein.

Nach dem Ermitteln der Korrekturwerte sollen sich die einzelnen verlängerten Achsen der drei Meßtaster im Mittelpunkt der Meßkugel schneiden. Als ein Hauptnachteil der in der DE 199 44 429 C2 offenbarten Vorrichtung ist dabei anzusehen, daß der Schnittpunkt der verlängerten Meßachsen der Meßtaster im imaginären Mittelpunkt der Meßkugel lediglich geschätzt werden kann, so daß der Maschinenbediener keine eigene optische Kontrolle der ermittelten, korrekten Position durchführen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kompensationssystem und ein Verfahren zur Kompensation eines geometrischen Versatzes mit einfachen Mitteln dahin gehend zu verbessern, daß die Bedienung bei der Durchführung der Kompensation für den Maschinenbediener erleichtert ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Anfahrwerkzeug mit einem in seiner Grundform zylindrischen, mit dem Meßtaster zusammenwirkenden Tastabschnitt ausgestaltet ist.

Hierbei kann der Tastabschnitt als Vollzylinder oder als Hohlzylinder ausgeführt sein, wobei bevorzugt vorgesehen ist, daß der Tastabschnitt als über einen Teil seiner axialen Länge im wesentlichen halb aufgeschnittener Hohlzylinder ausgeführt ist. Hierbei weist der Tastabschnitt des Anfahrwerkzeugs günstigerweise eine zylindrische Bohrung auf, die sich von der Stirnseite des Anfahrwerkzeugs in Richtung zu einer dazu gegenüberliegenden Befestigungsseite erstreckt. Dabei ist die zylindrische Bohrung kurz oberhalb einer Mittelachse aufgeschnitten, so daß sich der im wesentlichen halb aufgeschnittene Hohlzylinder ergibt.

Bevorzugt ist weiterhin das Anfahrwerkzeug mit einer Werkzeugspindel der Bearbeitungsmaschine und der Meßtaster mit einem Werkzeugtisch der Bearbeitungsmaschine verbindbar.

Zweckmäßig im Sinne der Erfindung ist, wenn das Anfahrwerkzeug außer dem Tastabschnitt einen Befestigungsabschnitt und einen Führungsabschnitt aufweist, wobei das Anfahrwerkzeug im Querschnitt gesehen stufenförmig ausgestaltet ist, wobei der Befestigungsabschnitt einen bezogen auf den Führungsabschnitt und den Tastabschnitt geringeren Außendurchmesser aufweist und wobei der Führungsabschnitt einen größeren Außendurchmesser aufweist als der Tastabschnitt mit seinem Außendurchmesser. Das Anfahrwerkzeug ist somit in seiner bevorzugten Ausgestaltung an seinem Außenumfang stufenförmig ausgeführt.

Zur Befestigung des Anfahrwerkzeugs in einem Kupplungselement ist es günstig im Sinne der Erfindung, wenn das Anfahrwerkzeug in einer Stirnwand seines Befestigungsabschnittes eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme eines Befestigungselementes aufweist, an dem ein Kraftspeicherelement gehalten ist, wobei das Anfahrwerkzeug mit seinem Befestigungsabschnitt in einem Kupplungselement gehalten ist, in dem das Befestigungselement befestigbar ist, und wobei an dem Kupplungselement Einstellelemente für eine Rundlaufausrichtung des Tastabschnitts vorgesehen sind. Mittels des Kupplungselementes kann das Anfahrwerkzeug in eine Spindel der Bearbeitungsmaschine gespannt werden, wobei ein Rundlauf des Anfahrwerkzeugs zum Kupplungselement mittels der Einstellelemente, die bevorzugt als über den Umfang verteilte Schrauben ausgeführt sind, einstell bar ist. Hierzu sind in dem Kupplungselement selbstverständlich entsprechende Bohrungen bzw. Gewindebohrungen zur Aufnahme der Einstellelemente bzw. Schrauben eingebracht. Günstig im Sinne der Erfindung ist ebenfalls, wenn das Befestigungselement zur Befestigung des Anfahrwerkzeugs in dem Kupplungselement als Schraube ausgeführt ist, wobei hier in dem Kupplungselement eine zu der eingesetzten Schraube korrespondierende Gewindebohrung eingebracht ist. Zwischen dem Schraubenkopf und einer Innenseite der Stirnwand des Befestigungsabschnittes ist das Kraftspeicherelement angeordnet, welches bevorzugt als Tellerfederpaket ausgeführt ist. Das Kraftspeicherelement liegt somit zum einen an dem Schraubenkopf und zum anderen an der Innenseite der Stirnwand an und positioniert das Anfahrwerkzeug und das Kupplungselement ausreichend sicher relativ zueinander, wobei die Rundlaufkorrektur über die dafür vorgesehenen Einstellelemente möglich bleibt. Alternativ kann durch das Befestigungselement, z.B. in Form einer oder mehrerer Schrauben, eine feste Verbindung erstellt werden. Dabei wird erst leicht angezogen, dann auf Rundlauf ausgerichtet und danach fest verschraubt.

Um Beschädigungen des Anfahrwerkzeugs bzw. Beeinträchtigungen seiner Meßoberflächen zu vermeiden, ist es günstig im Sinne der Erfindung, wenn das Anfahrwerkzeug zumindest an seiner Oberfläche gehärtet ist, wobei die Oberfläche zweckmäßigerweise geschliffen ist, um Meßabweichungen zu vermeiden.

Hierbei ist das Anfahrwerkzeug günstigerweise zumindest an seinem Tastabschnitt sowohl an dessen Stirnseite als auch an seinem Außen- und Innenumfang hinreichend glatt geschliffen, da im Betrieb der Meßtaster diese Flächen (Stirnseite, Außen- und Innenumfang) des Tastabschnittes kontaktiert.

Das Anfahrwerkzeug kann aus geeigneten Werkstoffen hergestellt sein, wobei bevorzugt der Stahl-Werkstoff 16MnCr5 gewählt wird.

Zweckmäßig im Sinne der Erfindung ist, wenn der Meßtaster als federndes Meßmittel ausgeführt ist, wobei dem Meßtaster ein einziger 3D-Tastkopf zugeordnet ist. Dabei ist der einzige Tastkopf bevorzugt als Tastkugel ausgestaltet.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß der Meßtaster als manueller Meßtaster ausgeführt ist. Der Meßtaster ist hier relativ einfach und kostengünstig, jedoch muß dann ein Maschinenbediener Meßwerte ablesen und aufzeichnen oder in eine Maschinensteuerung eingeben. Der manuelle Taster kann ein Taster mit analoger Ablesung (Skala und Zeiger) oder digitaler Ablesung (z.B. LCD-Display) sein.

Alternativ kann der Meßtaster als schaltender Funkmeßtaster oder Infrarottaster oder über Kabel verbundener Taster ausgeführt sein, wodurch der Meßtaster zwar teurer wird, jedoch für höheren Bedienungskomfort sorgt.

Der zweite Teil der Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Kompensation eines geometrischen Versatzes, insbesondere mit einem Kompensationssystem für eine CNC-Bearbeitungsmaschine, gelöst, wobei das Kompensationssystem einen Meßtaster und ein Anfahrwerkzeug aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem in seiner Grundform zylindrischen Tastabschnitt ausgestaltete Anfahrwerkzeug in eine Spindel der Bearbeitungsmaschine eingesetzt wird, daß ein mit dem Tastab schnitt zusammenwirkender Meßtaster auf einem Werkstücktisch der Bearbeitungsmaschine angebracht wird und daß das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfaßt:

a) Anfahren des Meßtasters mit dem Anfahrwerkzeug in Richtung einer ersten Maschinenachse, vorzugsweise Werkzeuglängsachse, und Ablegen der aufgenommenen Meßwerte,
b1) Anfahren des Meßtasters mit dem Anfahrwerkzeug in positiver oder negativer Richtung einer zweiten Maschinenachse und Ablegen der aufgenommenen Meßwerte,
b2) Anfahren des Meßtasters mit dem Anfahrwerkzeug in zum Schritt b1) entgegengesetzter Richtung der zweiten Maschinenachse und Ablegen der aufgenommenen Meßwerte oder alternativ Verrechnen der Hälfte des zylindrischen Anfahrwerkzeugdurchmessers,
c) Anfahren des Meßtasters mit dem Anfahrwerkzeug in Richtung einer dritten Maschinenachse und Ablegen der aufgenommenen Meßwerte unter Berücksichtigung der Hälfte des zylindrischen Anfahrwerkzeugdurchmessers und
d) automatisches Generieren eines Programmnullpunkts aus den aufgenommenen Meßwerten aus den Schritten a) bis c).

Hierbei verfährt der Bediener die Maschine jeweils in einer der drei Koordinatenachsen bis zum Schaltpunkt des Meßtasters. Dies ist einfach und logisch und durch jeden Facharbeiter nachvollziehbar.

Die Reihenfolge der Verfahrensschritte kann je nach Maschinenkonfiguration und Software beliebig sein und es können je nach Bedarf einzelne Schritte entfallen.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Schritte a) bis c) für verschiedene Kopfstellun gen des Anfahrwerkzeugs wiederholt werden und daß jeweils aus den aufgenommenen Meßwerten aus den Schritten a) bis c) Kompensationsdaten ermittelt werden.

Außerdem ist vorgesehen, daß die Schritte a) bis c) für verschiedene Positionen des Meßtasters auf dem Werkstücktisch wiederholt werden und daß jeweils aus den aufgenommenen Meßwerten aus den Schritten a) bis c) Kompensationsdaten ermittelt werden.

Beispielsweise wird eine Bearbeitungs- bzw. Ursprungsposition der CNC-Bearbeitungsmaschine angefahren. Dann wird die Kinematik der Bearbeitungsmaschine durch Schwenken oder Verfahren von so genannten Nebenachsen verändert. Die in ihrer Raumlage veränderte Werkzeugspitze soll die gleiche Position am Werkstück (Ursprungsposition) erreichen, nur aus einer anderen räumlichen Orientierung. Dazu müssen die Versatzwerte ermittelt werden. Mittels mathematischer Formeln kann der Versatz berechnet werden. Aber durch Gewicht, Ausladung, Fertigungstoleranzen u.s.w. wird der tatsächliche Versatz eben nicht exakt mit dem berechneten Versatz übereinstimmen. Dazu muß für die veränderte Kinematik der genaue Versatz bestimmt werden, damit die veränderte Kinematik oder Geometrie die exakt gleiche Position erreicht. Hierzu sind das erfindungsgemäße Kompensationssystem und -verfahren besonders geeignet.

Insgesamt wird somit ein vorteilhaftes Kompensationssystem und verbessertes Verfahren zur Kompensation eines geometrischen Versatzes zur Verfügung gestellt. Für das Erreichen aller Raumstellungen sind vorteilhaft bevorzugt maximal drei Befestigungspositionen des Meßtasters bzw. des federnden Meßmittels erforderlich, wobei vorteilhafterweise alle bekannten Standardkompensationen aus nur ei ner Befestigungsposition erreicht werden können, da ohne Einschränkung alle Orientierungen eines Halbkugelbereiches vermessen werden können.

Das Anfahrwerkzeug besteht günstigerweise aus einem Zylinder mit einer kurz oberhalb der Mittelachse aufgeschnittenen zylindrischen Bohrung, wobei der Zylinder bzw. das Anfahrwerkzeug, bevorzugt unter Zwischenschaltung des Kupplungselementes, in die Spindel der Bearbeitungsmaschine gespannt werden kann. Vorteilhaft wird der Rundlauf über vier über den Umfang des Kupplungselementes verteilt angeordneten Schrauben eingestellt, wobei die Länge bis zur Stirnseite des Anfahrwerkzeugs und der Durchmesser bzw. Innendurchmesser der zylindrischen Bohrung in eine Werkzeugkorrektur der Bearbeitungsmaschine eingegeben werden kann.

Durch Orientieren der Werkzeugspindel kann die Öffnung des Anfahrwerkzeugs bzw. seines Tastbereichs in die erforderliche Position gebracht werden, um mit dem Anfahrwerkzeug den Meßtaster bzw. das federnde Meßmittel anzufahren. Hierbei werden vorzugsweise vier Positionen angefahren. Durch Abspeichern der ermittelten Werte und nochmaliges Anfahren der Positionen werden die Stirnseite und die Mitte der zylindrischen Bohrung zum Koordinatenursprung ermittelt, wobei durch den möglichen zweiten Meßvorgang die Genauigkeit des ermittelten Versatzes noch erheblich gesteigert werden kann.

Alternativ kann der Koordinatenursprung über einen Zylinder ermittelt werden, indem die Stirnseite angefahren wird und der Kreismittelpunkt mittels dreier anzufahrender Positionen auf der Mantelfläche des Anfahrwerkzeugs berechnet wird. Danach kann die Kinematik der Maschine verändert werden.

Des weiteren wird das Anfahrwerkzeug lediglich in eine dafür erforderliche Öffnungsposition gedreht. Anschließend werden im Werkzeug-Koordinatensystem das Anfahrwerkzeug und der Meßtaster angefahren (ein bis drei Achsen). Durch die Differenz der vorher und nachher ermittelten Achsdaten ist der kinematische Versatz bzw. der geometrische Versatz berechnet bzw. bestimmt. Die ermittelten Werte können dann als Nullpunktverschiebung, Werkzeugkorrektur, Maschinennullpunkte, Fräskopfkompensationen oder Drehtischversätze abgespeichert werden.

Möglich ist, dies mit geeigneten Software-Programmen durchzuführen, die als teilautomatisches Programm mit Meldungsanzeigen für den Bediener oder als vollautomatisches Programm mit schaltendem Taster ausgeführt sein können. Somit wird insgesamt eine sehr große Genauigkeit erreicht, wobei die größte Genauigkeit erreicht wird, wenn das Anfahrwerkzeug zumindest in seiner Länge an ein später verwendetes Werkzeug mit seiner Werkzeuglänge angeglichen bzw. angepaßt ist.

Vorteilhaft werden somit ein Kompensationssystem und ein Verfahren zur Kompensation eines geometrischen Versatzes zur Verfügung gestellt, bei denen lediglich ein einziger 3D-Meßtaster mit einem einzigen Tastkopf verwendet wird, wobei das Anfahrwerkzeug vorteilhafterweise eine derartige Form hat, daß der Meßtaster mit seinem Tastkopf im Nullpunkt des Anfahrwerkzeugs, d. h. in dessen zylindrischer Bohrung, stehen kann, wobei der Mittelpunkt des einzigen Tastkopfes vorteilhaft deckungsgleich zur Mittelachse des Anfahrwerkzeugs ist. Dies erlaubt dem Maschinenbediener eine eigene optische Kontrolle der richtigen Position und erleichtert ihm die Bedienung bei der Durchführung der Kompensation.

Das Kompensationssystem kann zum einen in einem teilautomatischen Betrieb eingesetzt werden, wobei das Anfahrwerkzeug automatisch bis kurz vor den Meßpunkt bewegt wird. Dann wird der Bediener aufgefordert, im Handbetrieb bis zur Nullanzeige des Meßtasters fortzufahren, wobei dann automatisch als letztes die Kompensationswerte ermittelt und in der Maschinensteuerung abgespeichert werden. Hierfür kann ein kostengünstiger 3D-Taster mit analoger oder digitaler Anzeige verwendet werden. Alternativ ist aber auch ein vollautomatischer Betrieb möglich, wobei ein automatisch schaltender Funkmeßtaster oder Infrarottaster oder kabelgebundener Taster verwendet wird.

Vorteilhaft können alle bestehenden CNC-Bearbeitungsmaschinen mit dem erfindungsgemäßen Kompensationssystem ausgerüstet werden, wobei die Bearbeitungsmaschine für eine vollautomatische Kompensation eine gesteuerte Spindelorientierung benötigt.

Weiter führen die Ungenauigkeiten beispielsweise bei Rundtischarbeiten durch einen Geometriefehler der Drehtischplanfläche zu den Bewegungsachsen zu Umschlagfehlern, die ebenfalls kompensiert werden müssen. Durch das erfindungsgemäße Kompensationssystem bzw. -verfahren können Ungenauigkeiten auch bei Rundtischarbeiten oder dergleichen kompensiert werden, indem die Rundtischmitte oder allgemein die Tischmitte ermittelt wird. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei Maschinen, die mit ihrer Spindel die Tischmitte nicht erreichen können, oder wenn bei vorhandenem Geometriefehler die Drehtischmitte zum Spindelnullpunkt in einem für die Bearbeitung eines Werkstücks benötigten Abstand von der Tischoberfläche ermittelt werden muß.

Neben dauerhaften Geometriefehlern treten bei Werkzeugmaschinen auch thermisch verursachte, variable Geometriefehler auf, wenn sich die Temperatur der Maschine während ihrer Betriebszeit ändert, was z.B. durch tageszeitliche Schwankungen der Umgebungstemperatur geschehen kann. Auch solche durch thermische Einflüsse verursachte Fehler können durch eine vorzugsweise zeitlich möglichst kurz vor der Werkstückbearbeitung erfolgende Kompensation mittels des erfindungsgemäßen Kompensationssystems und -verfahrens wirksam korrigiert und kompensiert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:

1 ein Anfahrwerkzeug, das in einem Kupplungselement aufgenommen ist, im Querschnitt und in Frontansicht,

2 das Anfahrwerkzeug aus 1 als Einzelheit im Querschnitt und in einer Frontansicht,

3 das Kupplungselement aus 1 als Einzelheit im Querschnitt und in einer Frontansicht,

4 und 5 eine erste Darstellung zur Ermittlung der Korrektur des geometrischen Versatzes mittels des Anfahrwerkzeugs aus zwei Raumorientierungen,

6–10 eine zweite Darstellung zur Ermittlung der Korrektur des geometrischen Versatzes mittels des Anfahrwerkzeugs,

11–16 eine Darstellung zur Ermittlung der Korrektur des geometrischen Versatzes eines Drehtisches, und

17–22 eine Darstellung zur Ermittelung der Korrektur eines geometrischen Versatzes bei zwei oder vier parallelen Bearbeitungspositionen.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
Die 6 bis 22 zeigen ein Kompensationssystem 1 für eine CNC-Bearbeitungsmaschine. Das Kompensationssystem 1 weist zumindest einen werkstücktischseitigen Meßtaster 2 und zumindest ein maschinenseitiges Anfahrwerkzeug 3 auf.
Der 1 ist zu entnehmen, daß das Anfahrwerkzeug 3 in einem Kupplungselement 4 mit einer standardisierten, von verschiedenen Herstellern vertriebenen Verbindungsstelle zur Spindel oder Spindeladapterschnittstelle befestigt ist. Der Adapter ermöglicht vorteilhaft eine einfache Längenvariation. Das Anfahrwerkzeug 3 ist in seiner äußeren Grundform zylinderförmig ausgestaltet (1 und 2).
Das Anfahrwerkzeug 3 ist hier konkret als Hohlzylinder ausgeführt, wobei der Hohlzylinder im wesentlichen halb aufgeschnitten ausgeführt ist, worauf weiter unten näher eingegangen wird.
Das Anfahrwerkzeug 3 weist einen Befestigungsabschnitt 6, einen Führungsabschnitt 7 und einen Tastabschnitt 8 auf (2). Im Inneren des Anfahrwerkzeugs 3 ist eine stirnseitig geöffnete zylindrische Bohrung 9 angebracht, die sich von einer Stirnseite 11 des Anfahrwerkzeugs 3 in Richtung zum Befestigungsabschnitt 6 bzw. zu dessen Stirnwand 12 hin erstreckt, wobei die Stirnwand 12 axial gegenüberliegend zur Stirnseite 11 angeordnet ist. In die Stirnwand 12 ist eine Durchgangsbohrung 13 eingebracht, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen kleineren Innendurchmesser als die zylindrische Bohrung 9 aufweist.
Der Befestigungsabschnitt 6 erstreckt sich von der Stirnwand 12 in Richtung zum Führungsabschnitt 7 und geht in diesen mittels einer bezogen auf eine Mittelachse X senkrecht ausgeführte Anlagefläche 14 über. Die Verbindungsschnittstellen, z.B. die Anlagefläche 14, können alternativ ballig oder kugelig ausgeführt werden. Der Führungsabschnitt 7 erstreckt sich von der Anlagefläche 14 in Richtung zum Tastabschnitt 8 und geht in diesen über eine in Richtung zur Stirnseite 11 und zur Mittelachse X geneigte Übergangsfläche 16 über. Der Neigungswinkel der Übergangsfläche 16 beträgt bevorzugt 45°. Der Tastabschnitt 8 erstreckt sich vom Beginn der Übergangsfläche 16, also mit dieser, bis zur Stirnseite 11.
Wie bereits oben beschrieben, ist das Anfahrwerkzeug 3 in seiner hohlzylinderförmigen Ausgestaltung im wesentlichen halb aufgeschnitten. Wie der 1 zu entnehmen ist, bedeutet dies, daß der in der Zeichnungsebene oberhalb der Mittelachse X angeordnete Tastabschnitt 8 in seiner vollständigen Länge ausgeführt ist, während der dazu gegenüber liegende, im Querschnitt gesehen untere Tastabschnitt bevorzugt um etwa 55 % der Gesamtlänge des Tastabschnittes 8 weggeschnitten ist. Selbstverständlich sind diese und folgende Maßangaben lediglich beispielhaft zu verstehen und natürlich anpaßbar bzw. veränderbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Tastabschnitt 8 von seiner Stirnseite 11 bis zum Beginn der Übergangsfläche 16 eine Länge L1 von beispielsweise 45 mm auf. Der zu dem in der Zeichnungsebene obere Tastabschnitt 8 gegenüberliegende untere Tastabschnitt ist von seiner Stirnseite 11 in Richtung zur Übergangsfläche 16 mit einer Länge L2 von beispielsweise 25 mm weggeschnitten, wobei der untere Tastabschnitt bzw. sein verbleibender Resttastabschnitt von einem entstandenen freien Ende 17 von dem freien Ende 17 wegorientiert in Richtung zum Resttastabschnitt geneigt in den übrigen Resttastabschnitt übergeht. Der Neigungswinkel beträgt bevorzugt 45° bezogen auf die Mittelachse X. Somit ist vorteilhaft eine stirnseitige, in Richtung zum Befestigungsabschnitt 6 orientierte Längsöffnung in dem Anfahrwerkzeug 3 gebildet.
Das Anfahrwerkzeug 3 weist an seinem Tastabschnitt 8 einen Außendurchmesser D1 von beispielsweise 50 mm auf, wobei die Gesamtmantelfläche des Tastabschnittes 8 bezogen auf die Mittelachse X bis kurz oberhalb der Mittelachse X, von der unteren Zeichnungsebene aus gesehen, bevorzugt um 45 % weggeschnitten ist. Somit erstreckt sich der obere Tastabschnitt 8 im Querschnitt gesehen in Richtung zur unteren Zeichnungsebene und überragt die Mittelachse X etwas. Somit weist das Anfahrwerkzeug 3 quasi eine etwas größere Halbschale auf, welche die Mittelachse X mit ihren freien Enden in Richtung zur unteren Zeichnungsebene etwas überragt.
Der Befestigungsabschnitt 6 weist einen, bezogen auf den Führungsabschnitt 7 und den Tastabschnitt 8, geringeren Außendurchmesser D2 von beispielsweise 40 mm auf, wobei der Führungsabschnitt 7 einen größeren Außendurchmesser D3 aufweist als der Tastabschnitt 8 mit seinem Außen durchmesser D1. Der Außendurchmesser D3 des Führungsabschnitts 7 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Betrag von 63 mm auf. Natürlich sind die angegebenen Maße des dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels veränderlich, je nachdem, welche Abmessungen das Anfahrwerkzeug aufweisen soll, denn zweckmäßig wird ein Anfahrwerkzeug 3 eingesetzt, welches insbesondere in seiner Länge der später im Produktionsbetrieb der Maschine einzusetzenden Werkzeuglänge entspricht. Dabei kann alternativ die Länge auch über Art und Maße der Kupplungsstelle 21 in Verbindung mit dem zwischen Maschinenspindel und Stelle 21 verwendeten Werkzeugadapter eingestellt werden. Hierbei kommt man mit nur einem Anfahrwerkzeug aus.
Sowohl die Stirnseite 11 als auch der Außen- bzw. Innenumfang des Tastabschnitts 8 sind hinreichend fein geschliffen. Günstig ist hierbei, daß lediglich die Oberflächen der etwas größeren Halbschale exakt geschliffen werden müssen, da bevorzugt nur hier der Meßtaster 2 mit seinem Tastkopf 28 kontaktiert.
Selbstverständlich ist es möglich, auch den Außenumfang des Führungsabschnitts 7, der Übergangsfläche 16, der Anlagefläche 14 und/oder des Befestigungsabschnitts 6 entsprechend zu schleifen, damit für Rundlaufeinstellungen jeder zylindrische Ansatz verwendet werden kann.
In 3 ist das Kupplungselement 4 als Einzelheit im Querschnitt und in einer Frontansicht dargestellt. Das Kupplungselement 4 weist an seiner linken Zeichnungsebene im Querschnitt gesehen einen gabelförmigen Aufnahmebereich 18 auf, der in einen Befestigungsbereich 19 übergeht. Der Befestigungsbereich 19 geht stufenförmig in einen zylinderförmigen Bereich 21 über. Mit dem zylinder förmigen Bereich 21 ist das Kupplungselement 4 maschinenseitig befestigbar, wobei alle Maschinenschnittstellen ausführbar sind oder alle bekannten Kupplungsadapter noch als Zwischenkupplung eingesetzt werden können.
Der Aufnahmebereich 18 weist im Querschnitt gesehen zwei sich gegenüber liegende Gabelschenkel 22 auf, in denen jeweils etwa mittig eine Gewindebohrung 23 eingebracht ist. Der Frontansicht zur 3 ist entnehmbar, daß vier über den Umfang des Aufnahmebereichs 18 gleich verteilte Gewindebohrungen 23 vorgesehen sind, die in einem Viertelkreisabschnitt zueinander beabstandet sind.
Der Aufnahmebereich 18 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Innendurchmesser D4 von 46 mm auf und ist somit etwas größer als der Außendurchmesser D2 des Befestigungsabschnitts 6 des Anfahrwerkzeugs 3 ausgeführt. In dem Befestigungsbereich 19 ist eine Gewindebohrung 24 eingebracht, deren Mittellinie deckungsgleich zur Mittelachse X ist.
Das Kupplungselement 4 weist beispielhaft eine Gesamtlänge L3 von 100 mm auf, wobei der zylinderförmige Bereich 21 bevorzugt mit einer Länge L31 von 40 mm und der Befestigungsbereich 19 bzw. der Aufnahmebereich 18 mit einer Länge L32 bzw. L33 von bevorzugt jeweils 30 mm ausgeführt ist. Der Aufnahmebereich 18 geht stufenlos in den Befestigungsbereich 19 über und weist einen Außendurchmesser D5 von bevorzugt 63 mm auf. Der Außendurchmesser D5 ist also gleich dem Außendurchmesser D3 des Führungsabschnitts 7.
Auch die Oberfläche des Kupplungselementes 4 kann geschliffen sein.
Wie der 1 zu entnehmen ist, ist das Anfahrwerkzeug 3 mit dem Kupplungselement 4 verschraubt. Hierzu wird das Anfahrwerkzeug 3 mit seinem Befestigungsabschnitt 6 in den gabelförmigen Aufnahmebereich 18 des Kupplungselementes 4 eingeführt, wobei durch die Durchgangsbohrung 13 des Befestigungsabschnittes 6 ein Befestigungselement 26, bevorzugt eine Bolzenschraube, geführt wird, das an seinem Schaft ein Kraftspeicherelement 27, vorzugsweise ein Tellerfederpaket, trägt. Das Tellerfederpaket bzw. das Kraftspeicherelement 27 ist hierbei zwischen dem Schraubenbolzenkopf und der Innenseite der Stirnwand 12 angeordnet. Die Bolzenschraube bzw. das Befestigungselement 26 wird in die dazu korrespondierende Gewindebohrung 24 des Kupplungselementes 4 eingeschraubt, so daß das Anfahrwerkzeug hinreichend fest mit dem Kupplungselement 4 verbunden ist. Hierbei liegt die Stirnseite des Aufnahmebereiches 18, bzw. der im Querschnitt gesehen einander gegenüberliegenden Gabelschenkel 22 an der Anlagefläche 14 des Anfahrwerkzeugs 3 an. Zur Einstellung eines Rundlaufs des Anfahrwerkzeugs 3 in dem Kupplungselement 4 sind die in den Gabelschenkeln 22 angeordneten Gewindebohrungen 23 vorgesehen, in die entsprechende Einstellelemente 5, z.B. Madenschrauben, eingeschraubt sind.
Durch die kraftformschlüssige Verbindung des Anfahrwerkzeugs 3 mit dem Kupplungselement 4 ergibt sich ein weiterer Vorteil: Bevorzugt ist das Anfahrwerkzeug 3 mit seinen Abmessungen, zumindest mit seiner Länge, gleich zu der Länge des später verwendeten Bearbeitungswerkzeugs ausgeführt. Steht demnach eine neue Einrichtaufgabe an, braucht der Bediener lediglich ein entsprechend angepasstes Anfahrwerkzeug 3 in das Kupplungselement 4 einzuschrauben. Das Kupplungselement 4 muß hierbei vorteilhaft nicht verändert werden. Dies wirkt sich auch vorteilhaft auf Lagerhaltungskosten und auf die Logistik aus, da nur noch ein Kupplungselement 4 vorgehalten werden muß, wobei das Kupplungselement 4 quasi als Universaladapter ausführbar ist.
Diese derart zusammengesetzte Baugruppe kann nun in geeigneter Weise über das Kupplungselement 4 maschinenseitig, d.h. in der Maschinenspindel, befestigt werden. Noch günstiger ist es meist, wenn eine in einem Betrieb vorhandene Schnittstelle 21 verwendet wird und das Anfahrwerkzeug 3 und das Kupplungselement 4 immer gemeinsam an der vorhandenen Werkzeugaufnahme mit Schnittstelle 21 befestigt werden.
Das Anfahrwerkzeug 3 ist zumindest an seiner Oberfläche gehärtet, wobei das Anfahrwerkzeug 3 bevorzugt aus dem Stahl-Werkstoff 16MnCr5 hergestellt ist. Vorzugsweise weist das Anfahrwerkzeug einen Härtewert von 60 HRC (Härte Rockwell C) auf. Selbstverständlich kann auch das Kupplungselement 4 aus dem Werkstoff 16MnCr5 bestehen, und den gleichen Härtewert aufweisen.
Werkstücktischseitig ist der Meßtaster 2 vorgesehen, der als federndes Meßmittel ausgeführt ist, wobei vorteilhaft lediglich ein einziger Meßtaster 2 erforderlich ist. Der Meßtaster 2 weist einen einzigen 3D-Tastkopf 28 auf, der bevorzugt als Tastkugel ausgeführt ist. Der Meßtaster 2 kann als manueller 3D-Taster oder als 3D-Funktaster oder 3D-Infrarottaster oder kabelgebundener 3D-Taster ausgeführt sein.
Mittels des erfindungsgemäßen Kompensationssystems 1 ist ein kinematischer Versatz bzw. ein geometrischer Versatz von CNC-Bearbeitungsmaschinen korrigierbar. Wie den 4 und 5 zu entnehmen ist, sind hierbei vorteilhaft alle möglichen Koordinatendrehungen der Bearbeitungsma schine in einem Halbkugelbereich vor dem Meßtaster 2 vermeßbar, da in der jeweiligen Koordinatendrehung der Werkzeugachse Y+, X+ und Z– (4) bzw. Y+, X+ und Z+ (5) alle drei Achsen geometrisch einwandfrei angefahren werden können. Hierbei kann durch Anfahren von drei Punkten (5: X1, X2, X3) der Mittelpunkt bestimmt werden, wobei der vierte Punkt (Z) die Länge bestimmt.
In den 6 bis 10 ist eine Ermittlung der Korrektur des geometrischen bzw. kinematischen Versatzes dargestellt. Die Position 29 bezeichnet die Ursprungsposition ohne Kompensation. Für Koordinatendrehungen über einen vorderen Halbkugelbereich kann der Meßtaster 2 um 90° nach links (6) oder rechts (8) neu befestigt werden, wobei dann beginnend mit Koordinatendrehung Position 29 wiederum alle Koordinatendrehungen dieses Halbkugelbereiches ausgemessen werden können. Über der 6 sind beispielhaft die jeweiligen Hauptmaschinenachse Z+, Y+ und X+ dargestellt.
Die 9 und 10 entsprechen in etwa den 4 und 5, wobei auch hier alle möglichen Koordinatendrehungen der Bearbeitungsmaschine im Halbkugelbereich vor dem Meßtaster 2 vermessen werden können, da in der jeweiligen Koordinatendrehung der Werkzeugachse alle drei Achsen geometrisch einwandfrei angefahren werden können. Durch Rotation der Maschinenspindel kann die Öffnung bzw. die Längsöffnung des Anfahrwerkzeugs 3 immer optimal zum Meßtaster 2 gedreht werden.
In den 11 bis 16 ist die Ermittlung der Korrektur des kinematischen bzw. geometrischen Versatzes eines beispielhaften Drehtisches 31 dargestellt. In den 11 bis 13 wird der Meßtaster 2 von dem Anfahrwerkzeug 3 angefahren, wobei in den 14 bis 16 das Anfahrwerk zeug 3 von dem Meßtaster 2 angefahren wird. Ob die Bewegung vom Taster oder vom Anfahrwerkzeug ausgeht, hängt von der Art der Maschine ab.
In den 17 bis 22 ist eine Ermittlung der Korrektur des kinematischen bzw. geometrischen Versatzes für zwei oder vier parallele Bearbeitungspositionen dargestellt. Obwohl hier zwei Meßtaster 2 dargestellt sind, ist die Aufgabe auch mit lediglich einem einzigen Meßtaster 2 durchführbar, der dann allerdings an die jeweilige Position versetzbar ist, die in den 17 bis 22 nicht gestrichelt sondern durchgezogen dargestellt sind. Allerdings weisen die beiden Meßtaster 2 wiederum lediglich einen einzigen Tastkopf 28 auf.
Wie insbesondere der 18 zu entnehmen ist, wird ein Einrichtlineal 32 mit Anschlagkante mit der Maschinenachse ausgerichtet und der Meßtasterabstand eingerichtet. Somit kann für jede Position der kinematische bzw. geometrische Versatz ermittelt werden, was sich insbesondere für ein Werkstück eignet, in dem beispielsweise vier Bohrungen eingebracht werden müssen, die fluchten müssen.
In den 20 bis 22 ist eine Einstellmöglichkeit zu den Maschinenachsen mittels Feinjustierung dargestellt, wobei das Einrichtlineal 32 mit Anschlagkante mit der Maschinenachse ausgerichtet wird oder der Meßtasterabstand in gewünschter Raumkoordinate ausgerichtet wird, wobei dies insbesondere der 21 zu entnehmen ist. Somit kann für jede Position der kinematische bzw. geometrische Versatz ermittelt werden.
Insgesamt werden somit ein Kompensationssystem 1 und ein Verfahren zur Kompensation des kinematischen bzw. geometrischen Versatzes von CNC-Bearbeitungsmaschinen zur Ver fügung gestellt, bei denen mit dem relativ einfachen Kompensationssystem 1 eine erhebliche Zeitersparnis erreichbar ist. Dabei ist auch eine optische Kontrolle durch den Einrichtbediener möglich, da der Meßtaster 2 in der korrigierten Position mit seiner relevanten Mittelachse bzw. mit dem Mittelpunkt der relativ klein ausgeführten Tastkugel kongruent zur Mittelachse X des Anfahrwerkzeugs 3 ist bzw. im Mittelpunkt des Anfahrwerkzeugs 3 steht, wobei dies optisch sehr leicht von dem Einrichtbediener überprüfbar ist. Der zeitliche Aufwand des Verfahrens beträgt ca. 15 bis 30 Minuten. Durch die Arbeitsfolgestruktur ist es möglich bzw. einfach, auch nur eine Teilvermessung durchzuführen. Des weiteren ist es möglich, jede beliebige kinematische bzw. geometrische Winkelkombination zu verrechnen. Anzumerken bleibt, daß, je genauer die Werkzeugmaschine in ihrer Grundgenauigkeit ist, der Positionsfehler desto kleiner ist, wenn von der vermessenen Werkzeuglänge und Maschinenposition abgewichen bzw. weg verfahren wird.
Zur Ermittlung der Korrektur wird bevorzugt wie folgt vorgegangen:
Bei Bedarf wird als erstes die Maschinengeometrie überprüft und ggf. nachgerichtet, z.B. über Spannschrauben. Dann werden zunächst die Länge des Anfahrwerkzeugs 3 bis zu seiner Stirn und der Durchmesser der zylindrischen Bohrung 9 in eine Werkzeugkorrektur der Bearbeitungsmaschine eingegeben. Durch Orientieren der Werkzeugspindel kann die Öffnung des Anfahrwerkzeugs 3 in die erforderliche Position gebracht werden, wobei das Anfahrwerkzeug 3 an den Meßtaster 2 herangefahren wird. Hierbei werden bevorzugt vier Positionen (4 und 5) angefahren. Durch Abspeichern der ermittelten Meßwerte und nochmaliges Anfahren der Positionen wird die Stirnseite 11 und die Mitte der zylindrischen Halbbohrung zum Koordinaten ursprung ermittelt. Alternativ kann über ein zylindrisches Anfahrwerkzeug 3, auf dem durch drei angefahrene Positionen auf der Mantelfläche des Anfahrwerkzeugs der Kreismittelpunkt berechnet wird, und dem Anfahren der Stirnseite 11, der Koordinatenursprung ermittelt werden. Danach kann die Kinematik der Bearbeitungsmaschine verändert werden. Hierzu wird das Anfahrwerkzeug 3 in eine dafür erforderliche Öffnungsposition gedreht. Dann wird im Werkzeug-Koordinatensystem das Anfahrwerkzeug 3 an den Meßtaster bzw. an das federnde Meßmittel herangefahren (ein bis drei Achsen). Durch die Differenz der vorher und nachher ermittelten Achsdaten ist der kinematische bzw. geometrische Versatz berechnet.
Das erfindungsgemäße Kompensationssystem 1 ist sehr einfach ohne aufwendige Hilfsmittel aufbaubar, da das Anfahrwerkzeug nur in die Maschinenspindel eingesetzt zu werden braucht und sich der Meßtaster an der gewünschten Maschinenposition mittels einer Schraube oder eines Magneten an jedem beliebigen Hilfsmittel befestigen läßt. Hierdurch ist der Freiraum im Vergleich zu bekannten Systemen vergrößert. Weiter kann die Kompensation in kürzester Zeit erfolgen, was sich besonders vorteilhaft auf verringerte Herstellungskosten der Werkstücke durch die erhebliche verringerte Einrichtzeit auswirkt. Insbesondere sind alle kinematischen bzw. geometrischen Varianten bei einfachster Handhabung möglich.

1: Kompensationssystem
2: Meßtaster
3: Anfahrwerkzeug
4: Kupplungselement
5: Einstellelemente
6: Befestigungsabschnitt
7: Führungsabschnitt
8: Tastabschnitt
9: zylindrische Bohrung
10
11: Stirnseite
12: Stirnwand
13: Durchgangsbohrung
14: Anlagefläche
15
16: Übergangsfläche
17: freies Ende
18: Aufnahmebereich
19: Befestigungsbereich
20
21: zylinderförmige Bereich
22: Gabelschenkel
23: Gewindebohrung in 22 bzw. 18
24: Gewindebohrung in 19
25
26: Befestigungselement
27: Kraftspeicherelement
28: Tastkopf
29: Urspurungsposition
30
31: Drehtisch
32: Einrichtlineal
D1: Außendurchmesser v. 8
D2: Außendurchmesser v. 6
D3: Außendurchmesser v. 7
D4: Innendurchmesser v. 18
D5: Außendurchmesser v. 19 und 18
L1: Länge v. 8 + 16
L2: Länge v. 11 bis 17
L3: Länge v. 4
L31: Länge v. 21
L32: Länge v. 19
L33: Länge v. 18
X: Mittelachse

Claims

Kompensationssystem für eine CNC-Bearbeitungsmaschine, wobei das Kompensationssystem (1) zumindest einen Meßtaster (2) und zumindest ein Anfahrwerkzeug (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrwerkzeug (3) mit einem in seiner Grundform zylindrischen, mit dem Meßtaster (2) zusammenwirkenden Tastabschnitt (8) ausgestaltet ist.
Kompensationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastabschnitt (8) als Hohlzylinder ausgeführt ist.
Kompensationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch. gekennzeichnet, daß der Tastabschnitt (8) als über einen Teil seiner axialen Länge im wesentlichen halb aufgeschnittener Hohlzylinder ausgeführt ist.
Kompensationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrwerkzeug (3) mit einer Werkzeugspindel der Bearbeitungsmaschine und der Meßtaster (2) mit einem Werkzeugtisch der Bearbeitungsmaschine verbindbar ist.
Kompensationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrwerkzeug (3) außer dem Tastabschnitt (8) einen Befesti gungsabschnitt (6) und einen Führungsabschnitt (7) aufweist, wobei das Anfahrwerkzeug (3) im Querschnitt gesehen stufenförmig ausgestaltet ist, wobei der Befestigungsabschnitt (6) einen bezogen auf den Führungsabschnitt (7) und den Tastabschnitt (8) geringeren Außendurchmesser (D2) aufweist und wobei der Führungsabschnitt (7) einen größeren Außendurchmesser (D3) aufweist als der Tastabschnitt (8) mit seinem Außendurchmesser (D1).
Kompensationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrwerkzeug (3) in einer Stirnwand (12) seines Befestigungsabschnittes (6) eine Durchgangsbohrung (13) zur Aufnahme eines Befestigungselementes (26) aufweist, wobei entweder an dem an dem Befestigungselement (26) ein Kraftspeicherelement (27) gehalten ist oder das Befestigungselement (26) fest verschraubbar ist, wobei das Anfahrwerkzeug (3) mit seinem Befestigungsabschnitt (6) in einem Kupplungselement (4) gehalten ist, in dem das Befestigungselement (26) befestigbar ist, und wobei an dem Kupplungselement (4) Einstellelemente (5) für eine Rundlaufausrichtung des Tastabschnitts (8) vorgesehen sind.
Kompensationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrwerkzeug (3) gehärtet und geschliffen ist.
Kompensationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrwerkzeug (3) an seinem Tastabschnitt (8) sowohl an dessen Stirnseite (11) als auch an seinem Außen- und Innenumfang geschliffen ist.
Kompensationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrwerkzeug (3) aus dem Stahl-Werkstoff 16MnCr5 besteht.
Kompensationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßtaster (2) als federndes Meßmittel ausgeführt ist, wobei dem Meßtaster (2) ein einziger 3D-Tastkopf (28) zugeordnet ist.
Kompensationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßtaster (2) als manueller Meßtaster ausgeführt ist.
Kompensationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßtaster (2) als Funkmeßtaster oder Infrarottaster oder kabelgebundener Taster ausgeführt ist.
Verfahren zur Kompensation eines geometrischen Versatzes, insbesondere mit einem Kompensationssystem (1) für eine CNC-Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kompensationssystem (1) einen Meßtaster (2) und ein Anfahrwerkzeug (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anfahrwerkzeug (3) mit einem in seiner Grundform zylindrischen Tastabschnitt (8) in eine Spindel der Bearbeitungsmaschine eingesetzt wird, daß ein mit dem Tastabschnitt (8) zusammenwirkender Meßtaster (2) auf einem Werkstücktisch der Bearbeitungsmaschine angebracht wird und daß das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfaßt: a) Anfahren des Meßtasters (2) mit dem Anfahrwerkzeug (3) in Richtung einer ersten Maschinenachse (Z), vorzugsweise Werkzeuglängsachse, und Ablegen der aufgenommenen Meßwerte, b1) Anfahren des Meßtasters (2) mit dem Anfahrwerkzeug (3) in positiver oder negativer Richtung einer zweiten Maschinenachse (X+ oder X–) und Ablegen der aufgenommenen Meßwerte, b2) Anfahren des Meßtasters (2) mit dem Anfahrwerkzeug (3) in zum Schritt b1) entgegengesetzter Richtung der zweiten Maschinenachse (X– oder X+) und Ablegen der aufgenommenen Meßwerte oder alternativ Verrechnen der Hälfte des zylindrischen Anfahrwerkzeugdurchmessers, c) Anfahren des Meßtasters (2) mit dem Anfahrwerkzeug (3) in Richtung einer dritten Maschinenachse (Y) und Ablegen der aufgenommenen Meßwerte unter Berücksichtigung der Hälfte des zylindrischen Anfahrwerkzeugdurchmessers, und d) automatisches Generieren eines Programmnullpunkts aus den aufgenommenen Meßwerten aus den Schritten a) bis c).
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte a) bis c) für verschiedene Kopfstellungen des Anfahrwerkzeugs (3) wiederholt werden und daß jeweils aus den aufgenommenen Meßwerten aus den Schritten a) bis c) Kompensationsdaten ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte a) bis c) für verschiedene Positionen des Meßtasters (2) auf dem Werkstücktisch wiederholt werden und daß jeweils aus den aufgenommenen Meßwerten aus den Schritten a) bis c) Kompensationsdaten ermittelt werden.