DE102008028281A1 - Machine tool component for pivoting rotary table, comprises rotational axis and rotary drive for positioning workpiece or tool, particularly rotating head for motor spindle or rotary table for workpiece - Google Patents

Machine tool component for pivoting rotary table, comprises rotational axis and rotary drive for positioning workpiece or tool, particularly rotating head for motor spindle or rotary table for workpiece Download PDF

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Abstract

The machine tool component (1) comprises a rotational axis (7,8) and a rotary drive for positioning a workpiece or tool, particularly rotating head for a motor spindle or a rotary table for the workpiece. A path sensor (4) is provided for determining the expansion of an expanded unit (5,6,6',9) of the machine tool component. The expanded unit is supported by a floating bearing. The path sensor is fitted on a floating bearing side and central to the rotational axis. An independent claim is included for a method for determining the expansion during operation of a machine tool component, particularly the expansion of an expanded part.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschinenkomponente mit Drehantrieb, insbesondere Drehtisch für Werkstücke oder Drehkopf für Motorspindeln, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Bestimmung einer Ausdehnung im Betrieb einer Werkzeugmaschinenkomponente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15.The The invention relates to a machine tool component with rotary drive, especially turntable for workpieces or turret for Motor spindles, according to the preamble of claim 1 and a method for determining an extent during operation of a machine tool component the preamble of claim 15.

Aus dem Stand der Technik sind handelsübliche Werkzugmaschinen mit Dreh- oder Schwenkachsen bekannt. In der Regel werden auf derartigen Werkzeugmaschinen Werkstücke bearbeitet. Es hat sich dabei herausgestellt, dass, insbesondere bei längerem Betrieb der Werkzeugmaschine, maßliche Fehler in Bezug auf die Werkstückbearbeitung auftreten können.Out the prior art are commercially available traction machines with Rotary or swivel axes known. In general, on such machine tools workpieces processed. It turned out that, in particular for a longer time Operation of the machine tool, dimensional errors with respect to the workpiece machining may occur.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugmaschinenkomponente mit Drehantrieb, insbesondere Drehtisch für Werkstücke oder Drehkopf für Motorspindeln, vorzuschlagen, bei welcher ein präziser Betrieb erleichtert werden kann.task the invention is to provide a machine tool component with rotary drive, especially turntable for workpieces or rotary head for motor spindles, to propose, in which a precise operation can be facilitated can.

Ausgehend von einer Werkzeugmaschinenkomponente der eingangs genannten Art wird die Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 sowie, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 15.outgoing from a machine tool component of the type mentioned the task is solved by the characterizing features of claim 1 and, starting from a method of the type mentioned by the characterizing Features of claim 15.

Durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche sind vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Weiterbildung der Erfindung möglich.By the characteristics of dependent claims are advantageous embodiments and development of the invention possible.

Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschinenkomponente mit Drehantrieb zur Positionierung von Werkstücken oder Werkzeugen, insbesondere Drehkopf für Motorspindeln oder Drehtisch für Werkstücke, mit wenigstens einer Rotationsachse dadurch aus, dass ein Wegsensor zur Bestimmung der Ausdehnung eines ausdehnungsfähigen Teils der Werkzeugmaschinenkomponente vorhanden ist.Accordingly a machine tool component according to the invention is characterized with rotary drive for positioning of workpieces or tools, in particular Turret for Motor spindles or turntable for Workpieces, with at least one axis of rotation characterized in that a displacement sensor for determining the extent of an expansible part of the machine tool component is available.

Werkzeugmaschinen werden in der Regel zur Bearbeitung von Werkstücken mit Hilfe von Werkzeugen eingesetzt. Dabei kann es sich beispielsweise um eine spanende Werkstückbearbeitung, aber auch beispielsweise um einen Poliervorgang usw. handeln. Weiterhin müssen in der Regel die Werkstücke bzw. die Werkzeuge relativ zueinander positioniert werden. Bei einer Werkzeugmaschinenkomponente mit Drehantrieb kann wenigstens einer der Positioniervorgänge des Werkstücks bzw. eines Werkzeugs unter anderem durch eine Rotationsbewegung realisiert werden. Zum Beispiel kann das Werkstück auf einem Drehtisch durch eine Drehbewegung positioniert werden. Eine weitere Möglichkeit besteht beispielsweise darin, eine Motorspindel zum Antrieb eines Werkzeugs in einen Drehkopf zu integrieren, so dass das Werkzeug mit der Motorspindel entsprechend verschwenkt werden kann. Grundsätzlich gibt es viele Ausgestaltungsmöglichkeiten, eine Werkzeugmaschine aus einer derartigen oder ähnlichen Werkzeugmaschinenkomponente oder auch mehreren zusammenzusetzen bzw. auszubilden.machine tools are usually used for machining workpieces with the help of tools used. This can be, for example, a cutting workpiece machining, but also, for example, a polishing process, etc. act. Farther have to usually the workpieces or the tools are positioned relative to each other. At a Machine tool component with rotary drive can at least one of the positioning processes of the workpiece or a tool realized inter alia by a rotational movement become. For example, the workpiece can rotate on a turntable be positioned a rotary motion. One more way For example, there is a motor spindle for driving a Tool to integrate into a turret, leaving the tool can be pivoted according to the motor spindle. Basically there is many design options, a machine tool from such or similar machine tool component or to assemble or train more.

Während des Betriebs gibt es verschiedene Quellen, welche den Arbeitsvorgang mit einer Werkzeugmaschinenkomponente beeinflussen. Eine derartige Quelle ist die Wärmeentwicklung, welche während des Betriebs entsteht. Verursacht wird eine derartige Wärmeentwicklung beispielsweise durch Antriebe oder durch die Bearbeitung des Werkstücks, insbesondere durch die Reibung, durch die Zufuhr von Kühl- bzw. Schmiermitteln usw. Diese Entstehung von Wärme sorgt für die Ausdehnung zumindest einzelner Teile der Werkzeugmaschinenkomponente. Es ist praktisch unmöglich, für eine entsprechende Werkzeugmaschinenkomponente eine Art Tabellenwerk aufzustellen, welches diese Ausdehnung beschreibt, da diese sehr stark von den individuellen Gegebenheiten während des jeweiligen Betriebsvorganges abhängig ist. Beispielsweise ist die Wärmeentwicklung von der Drehzahl bzw. von der Belastung der jeweiligen Antriebe abhängig, von der Belastung bei der Bearbeitung des jeweiligen Werkstücks, von der räumlichen Wärmeverteilung innerhalb der Werkzeugmaschine sowie von einer Reihe zeitlich nicht konstanter Faktoren. Mittels eines Wegsensors jedoch kann praktisch zu jeder Zeit die Ausdehnung eines ausdehungsfähigen Teils der Werkzeugmaschinenkomponente bestimmt werden. Anhand dieser Bestimmung ist eine Korrektur dieser Beeinflussung in Folge einer Ausdehnung möglich. Die Bestimmung einer Ausdehnung mittels eines Wegsensors kann in vorteilhafter Weise einen aktuellen Wert liefern und somit die Ausdehnung genauer beschreiben als eine Verschiebungstabelle, deren Einträge womöglich unter anderen Betriebsbedingungen aufgenommen wurden.During the There are various sources of operation that operate with a machine tool component. Such Source is the heat development, which during of the business arises. Causes such a heat development for example, by drives or by the machining of the workpiece, in particular by friction, by the supply of coolants or lubricants etc. This emergence of heat takes care of the expansion of at least individual parts of the machine tool component. It is practically impossible for one corresponding machine tool component a kind of table work to set up, which describes this expansion, since these are very strongly on the individual circumstances during the respective operating procedure dependent is. For example, the heat development from the speed or from the load of the respective drives dependent, from the load during the machining of the respective workpiece, from the spatial heat distribution within the machine tool as well as of a number not in time constant factors. By means of a displacement sensor, however, can be practical at any time the extent of an expansible part of the machine tool component be determined. Based on this determination is a correction of this influence possible as a result of expansion. The Determining an expansion by means of a displacement sensor can be advantageously Provide a current value and thus describe the extension more accurately as a translation table whose entries may be under different operating conditions were recorded.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der ausdehnungsfähige Teil durch ein Fest- und ein Loslager gelagert. Im Gegensatz zu einem Loslager lässt ein Festlager einem gelagerten Teil keinen Freiheitsgrad für eine Bewegung. In diesem Zusammenhang bedeutet dies, dass beispielsweise ein Teil des Gehäuses durch ein Festlager gelagert wird, so dass ein anderer Teil, der mittels eines Loslagers gelagert ist, bei einer Ausdehnung eines ausdehnungsfähigen Teils der Werkzeugmaschinenkomponente sich gemäß der Ausdehnung ausdehnen kann und keine Verspanungen des ausdehnungsfähigen teils infolge der Ausdehnung auftreten. Vorteilhaft kann hieran außerdem sein, dass durch die Schaffung dieser Ausdehnungsmöglichkeit der Ausdehnung von vornherein eine entsprechende Richtung vorgegeben ist.In an advantageous embodiment of the invention, the expansible part is supported by a fixed and a floating bearing. Unlike a floating bearing, a fixed bearing does not allow a stored part any degree of freedom to move. In this context, this means that, for example, a part of the housing is supported by a fixed bearing, so that another part, which is mounted by means of a movable bearing, can expand according to the expansion and an expansion of an expansible part of the machine tool component according to the expansion and no distortion of the expansible partly due to expansion. This can also be advantageous in that by creating this expansion possibility of expansion from the outset a corresponding Direction is given.

Um die Ausdehnung insofern möglichst präzise messen zu können, ist es vorteilhaft, bei einer Ausführungsform der Erfindung den Wegsensor loslagerseitig anzubringen. Während in der Nähe des Festlagers die Wegverschiebung in Folge einer Ausdehnung gegen null geht oder zumindest sehr klein ist, ist die größte Verschiebung infolge einer Ausdehnung am Loslager zu erwarten oder zumindest auf der Seite des Loslagers, falls der ausdehnungsfähige Teil hinter der Loslagerung sich noch fortsetzt. Zumindest ist es bei dieser Ausführung sehr vorteilhaft, eine loslagerseitige Messung mittels des Wegsensors durchzuführen.Around the extent insofar as possible precise to be able to measure it is advantageous in one embodiment of the invention the Position sensor on the loose bearing side. While near the camp the displacement is zero due to an expansion or at least very small, is the biggest shift due to a Expect expansion at the floating bearing or at least on the side of the floating bearing in case of the expansible part behind the floating bearing is still continuing. At least it is very much in this embodiment advantageous, a loose bearing-side measurement by means of the displacement sensor perform.

Es wurde bereits angesprochen, dass auch die räumliche Verteilung der Wärme bzw. der Ausdehnung zu berücksichtigen ist. In der Regel kann die für das Werkstück bzw. für das Werkzeug relevante Ausdehnung anhand einer Verschiebung entlang der Rotationsachse gemessen werden. Daher ist bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung der Wegsensor zentrisch zur Rotationsachse angeordnet.It has already been mentioned, that the spatial distribution of heat or of expansion is. In general, the for the workpiece or for the tool relevant extent along a shift along the axis of rotation are measured. Therefore, at a favorable embodiment the invention, the displacement sensor arranged centrally to the axis of rotation.

Denkbar ist es, Ausführungsbeispiele der Erfindung so auszubilden, dass der Wegsensor berührend oder berührungslos in Bezug auf das ausdehnungsfähige Teil ist.Conceivable is it, embodiments form the invention so that the displacement sensor touching or contactless in terms of the expansive Part is.

Dies kann dadurch verdeutlicht werden, dass im folgenden einige vorteilhafte Beispiele von Wegsensoren aufgelistet werden, welche sich für Ausführungsbeispiele der Erfindung eignen können.This can be clarified by the fact that in the following some advantageous Examples of displacement sensors are listed, which may be exemplary embodiments of the invention may be suitable.

Denkbar ist es beispielsweise, als Wegsensor einen Potentiometergeber zu verwenden. Hierbei ist üblicherweise der Schieber eines Potentiometers mit dem sich ausdehnenden Teil verkoppelt. Eine Ausdehnung bzw. Verschiebung bewirkt somit eine Positionsänderung des Schiebers des Potentiometers und somit eine Änderung eines Widerstands, welcher gemessen werden kann.Conceivable It is, for example, as a displacement sensor to a potentiometer use. This is usually the slider of a potentiometer with the expanding part coupled. An expansion or displacement thus causes a change in position the slider of the potentiometer and thus a change in a resistor, which can be measured.

Induktive Wegaufnehmer hingegen nutzen Induktionseffekte, um eine Ausdehnung bzw. eine Verschiebung messen zu können. Beispielsweise können Differentialtransformatoren eingesetzt werden, bei denen einerseits durch Spulen ein Magnetfeld erzeugt wird und durch Verschiebung eines Kerns, in der Regel eines Weicheisenkerns eine Änderung des Magnetfelds erzeugt wird, welche eine messbare Induktionsspannung hervorruft. Eine weitere Möglichkeit besteht beispielsweise in der Verwendung eines Differentialquerankergebers, bei welchem in ähnlicher Weise ein Eisenkreis in Bezug auf eine Induktivität verschoben wird.inductive Transducers, on the other hand, use induction effects to expand or to measure a shift. For example, differential transformers be used, in which on the one hand by coils, a magnetic field is generated and by shifting a core, usually one Soft iron core a change of the magnetic field is generated, which is a measurable induction voltage causes. One more way consists, for example, in the use of a differential armature encoder, in which in similar Moved an iron circle with respect to an inductance becomes.

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, einen kapazitiven Wegaufnehmer zu verwenden. Oft wird hierbei die Kapazität eines Kondensators beispielsweise durch Verschiebung der Kondensatorplatten relativ zueinander verändert und diese Kapazitätsänderung gemessen.A Another embodiment is a capacitive transducer to use. Often, in this case, the capacity of a capacitor, for example changed by displacement of the capacitor plates relative to each other and this capacity change measured.

Magetostriktion ist die Deformation eines ferromagnetischen Stoffs infolge eines Magnetfelds. Bei magnetostriktiven Wegaufnehmern wird in der Regel die Magnetostriktion bzw. der inverse Effekt zur Magnetostriktion ausgenutzt, um eine Verschiebung bzw. Ausdehnung zu messen.Magetostriktion is the deformation of a ferromagnetic material due to a Magnetic field. In magnetostrictive transducers is usually the Magnetostriction or the inverse effect used for magnetostriction, to measure a displacement or expansion.

Eine weitere Variante besteht darin, einen Dehnungsmessstreifen zu verwenden, bei dem infolge einer Verformung eine Änderung des elektrischen Widerstands bewirkt wird.A Another variant is to use a strain gauge, in the case of deformation, a change in electrical resistance is effected.

Um beispielsweise einen berührungslosen Sensor zu realisieren, ist es denkbar, bei Ausführungsform der Erfindung eine interferometrische Messung durchzuführen. Das Messprinzip beruht darauf, dass infolge einer Längenänderung eines Weges, den ein zu interferierender Lichtstrahl zu durchlaufen hat, sich die Phasenverschiebung von miteinander interferierenden Strahlen ändert.Around for example, a non-contact sensor to realize, it is conceivable in embodiment of the invention a perform interferometric measurement. The measuring principle is based on that as a result of a change in length a way to traverse a light beam to be interfered has, the phase shift of interfering with each other Rays changes.

Die Verschiebung eines Punktes an der Werkzeugmaschinenkomponente aufgrund von Wärmeausdehnung hängt von seiner entsprechenden Position und beispielsweise auch davon ab, ob sich der Punkt näher am Festlager oder näher am Loslager befindet. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann es schwierig sein, in der Nähe eines Punktes, für den eine Verschiebung infolge von Ausdehnung gemessen werden soll, einen entsprechenden Wegsensor anzubringen. Die Umrechnung der vom Wegsensor gemessenen Werte kann jedoch dadurch erleichtert werden, wenn senkrecht zu einer Verbindungslinie von Fest- und Loslager eine Achse verläuft, die gleichzeitig eine Symmetrieachse des ausdehnungsfähigen Teils ist.The Shifting a point on the machine tool component due to of thermal expansion depends on its corresponding position and, for example, if the point is closer at the camp or closer located at the floating bearing. Depending on the embodiment of the invention it be difficult to be near a point, for that a displacement due to expansion is to be measured, to install a corresponding displacement sensor. The conversion of the distance sensor however, measured values can be facilitated by being perpendicular to a connecting line of fixed and floating bearing an axis runs, the at the same time an axis of symmetry of the expansible part is.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Ausgleichseinheit zum Ausgleich der Ausdehnung des ausdehnungsfähigen Teils in einem Positioniersystem zur Positionierung des Werkstücks und/oder des Werkzeugs integriert. Dies bietet den Vorteil, dass eine Verschiebung infolge einer Ausdehnung, so, wie sie vom Sensor ermittelt worden ist, wieder ausgeglichen werden kann. In der Regel ist es vorteilhaft, entweder eine derartige Ausgleichseinheit zusätzlich in ein Positioniersystem zu integrieren bzw., falls dies ausreichend ist, ein bereits bestehendes Positionierungssystem so auszubilden, dass es auch als Ausgleichseinheit verwendet werden kann.at A particularly preferred embodiment of the invention is a Compensation unit to compensate for the expansion of the expansible part in a positioning system for positioning the workpiece and / or integrated of the tool. This offers the advantage of having a shift as a result of expansion, as determined by the sensor is, can be compensated again. As a rule, it is advantageous either such a compensation unit in addition to a positioning system integrate or, if sufficient, an existing one Positioning system so that it also acts as a compensation unit can be used.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Kontrolleinheit zur Kontrolle der Ausgleichseinheit vorgesehen. Vorteilhaft ist hieran, dass etwaige notwendige Korrekturen in Bezug auf die Positionierung des Werkstücks bzw. des Werkzeugs sofort von der Werkzeugmaschine mittels der Ausgleichseinheit durchgeführt bzw. korrigiert werden können. In denkbarer Weise kann dies insbesondere auch ohne Zutun des Benutzers erfolgen, so dass eine präzise Bearbeitung des Werkstücks erfolgt, bei der insbesondere zeitlich sich ändernde korrekturbedürftige Verschiebungen ausgeglichen werden können. Außerdem können hier durch die Zeitverzögerung zwischen dem Auftreten der Verschiebung und der jeweiligen Korrektur sehr klein bzw. praktisch null werden. Folglich steuert bzw. regelt die Kontrolleinheit die entsprechende Ausgleichseinheit.In an advantageous embodiment of the invention, a control unit for controlling the Balancing unit provided. The advantage hereof is that any necessary corrections in relation to the positioning of the workpiece or of the tool can be performed or corrected immediately by the machine tool by means of the compensation unit. In a conceivable way, this can be done in particular without the user's intervention, so that a precise machining of the workpiece takes place, in which, in particular temporally changing corrections requiring correction can be compensated. In addition, the time delay between the occurrence of the shift and the respective correction can become very small or practically zero. Consequently, the control unit controls the corresponding compensation unit.

Besonders zu bevorzugen ist es, wenn die Kontrolleinheit Messdaten des Wegsensors zur Regelung verwenden kann. Aus diesem Grunde umfasst bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die Kontrolleinheit einen Eingang zur Erfassung von Daten des Wegsensors.Especially it is preferable if the control unit measurement data of the displacement sensor to use for regulation. For this reason includes at one preferred embodiment of the invention, the control unit a Input for collecting data of the distance sensor.

Es ist möglich, aber nicht zwingend notwendig, die Kontrolleinheit als gesonderte Vorrichtung auszubilden. Sie kann ebenfalls in die Steuereinheit des Positioniersystems integriert werden. Besonders vorteilhaft ist hieran, dass unter Umständen ein zusätzlicher Herstellungsaufwand verringert werden kann. In der Regel umfasst eine derartige Werkzeugmaschine eine Steuerungseinheit, welche automatisch gemäß eines voreingestellten Programms den Betrieb der Werkzeugmaschine bzw. der einzelnen Werkzeugmaschinenkomponenten steuert. Bei einer Integrierung der Kontrolleinheit in die Steuerungseinheit des Positioniersystems können die gleichen Steuerungsbefehle und/oder Vorrichtungen zur Positionierung des Werkstücks bzw. Werkzeugs verwendet werden, so dass lediglich Korrekturen, welche anhand der Daten des Wegsensors von der Kontrolleinheit ermittelt werden, in den Positioniervorgang mit einbezogen werden können.It is possible, but not mandatory, the control unit as a separate Device to train. It can also be in the control unit of the Positioning system to be integrated. Is particularly advantageous this, that under certain circumstances an additional one Manufacturing costs can be reduced. Usually includes Such a machine tool, a control unit, which automatically according to one preset program, the operation of the machine tool or controls the individual machine tool components. In an integration the control unit into the control unit of the positioning system can the same control commands and / or positioning devices of the workpiece tool, so that only corrections, which determined based on the data of the displacement sensor from the control unit can be included in the positioning process.

Dies kann bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung etwa dadurch geschehen, dass die Kontrolleinheit zur Berechnung von Offset-Werten und/oder Korrekturfaktoren für die Positionierung und/oder Führung des Werkzeugs und/oder Werkstücks im Betrieb der Werkzeugmaschinenkomponente ausgebildet ist. Führt beispielsweise eine Erwärmung zu einem seitlichen Versatz des Werkstücks, so muss entweder das Werkzeug oder das Werkstück um den entsprechenden Betrag umpositioniert werden. Dies könnte beispielsweise dadurch geschehen, dass die Verschiebung als Offset-Wert in Befehlen mit Positionsangaben berücksichtigt wird. Dies zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Teil der Funktionen einer Kontrolleinheit in ein Steuerungs- bzw. Regelungsprogramm der Werkzeugmaschine integriert werden kann, so dass unter Umständen der Implementierungsaufwand relativ gering wird.This can in one embodiment of the Invention be done by the fact that the control unit for calculation of offset values and / or correction factors for the positioning and / or guide of the tool and / or workpiece formed during operation of the machine tool component. Runs for example a warming to a lateral offset of the workpiece, so must either the tool or the workpiece be repositioned by the appropriate amount. This could be, for example This can be done by using the offset as an offset value in commands with Position information taken into account becomes. This is characterized in particular by the fact that a part the functions of a control unit in a control program the machine tool can be integrated, so that under certain circumstances the Implementation effort is relatively low.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ein Drehtisch vorhanden, der um eine zusätzliche Schwenkachse drehbar zwischen einem Fest- und einem Loslager gelagert ist.at a particularly preferred embodiment of the invention is a Turntable present, which rotates about an additional pivot axis is stored between a fixed and a floating bearing.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist so ausgebildet, dass der ausdehnungsfähige Teil wenigstens teilweise zwischen dem Los- und dem Festlager angeordnet ist. Das Loslager stellt bei der Ausdehnung, z. B. bei einer Wärmeausdehnung, den notwendigen Freiheitsgrad zur Verfügung, wodurch Verspannungen im Material vermieden werden können.One advantageous embodiment the invention is designed so that the expansible part at least partially disposed between the lot and the bearing is. The floating bearing is in the expansion, z. B. at a thermal expansion, the necessary degree of freedom available, thereby relieving tension can be avoided in the material.

Dementsprechend erfolgt bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung einer Ausdehnung im Betrieb der Werkzeugmaschinenkomponente, insbesondere der Ausdehnung eines ausdehnungsfähigen Teils der Werkzeugmaschinenkomponente die Bestimmung durch einen Wegsensor nach einem der Ansprüche 1–14. Hierdurch wird ermöglicht, den präzisen Betrieb der Werkzeugmaschine entscheidend zu verbessern, auch im Hinblick auf zeitlich sich ändernde Gegebenheiten und Abweichungen.Accordingly takes place in a method according to the invention for determining an extent during operation of the machine tool component, in particular the expansion of an expansible part of the machine tool component the determination by a displacement sensor according to any one of claims 1-14. hereby is enabled the precise one Operation of the machine tool to improve decisively, also in the With regard to temporally changing Conditions and deviations.

Dabei ist insbesondere zu bevorzugen, wenn dieser Ausgleich der Ausdehnung möglichst sofort ohne Zutun des Benutzers korrigiert werden kann. Daher erfolgt bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung der Ausgleich der Ausdehnung des ausdehnungsfähigen Teils durch eine Ausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8–14.there is particularly preferable when compensating for this expansion preferably can be corrected immediately without user intervention. Therefore, done in a preferred embodiment of the invention, the compensation the extent of the expansive Partly by a compensating device according to one of claims 8-14.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:In the drawing is an embodiment of Invention illustrated and explained in more detail below with reference to the figures. in the Show individual:

1 eine schematische Seitenansicht eines Schwenkrundtisches einschließlich einer schematischen Innendarstellung eines Teils des loslagerseitigen Antriebsgehäuses sowie 1 a schematic side view of a swivel rotary table including a schematic internal representation of a portion of the loslagerseitigen drive housing and

2 eine schematische Draufsicht des Schwenkrundtisches. 2 a schematic plan view of the swivel rotary table.

1 zeigt einen Schwenkrundtisch 1, bestehend aus einem Antriebsgehäuse 2 mit Festlager, einem Antriebsgehäuse 3 mit Loslager und einem Drehtisch 5, der zu beiden Seiten durch Schwenkarme 6, 6' gehalten wird. Der Drehtisch 5 kann zusammen mit den Schwenkarmen 6, 6' um die Schwenkachse 7 verschwenkt werden. Der Drehtisch 5 ist selbst zur Positionierung eines Werkstücks vorgesehen und kann um die Rotationsachse 8 gedreht werden. Die Gehäuse 2 und 3 sind über Kontaktflächen mit einem weiteren Teil der gesamten Werkzeugmaschine fest verbunden. 1 shows a swivel rotary table 1 , consisting of a drive housing 2 with fixed bearing, a drive housing 3 with floating bearing and a turntable 5 , which on both sides by swivel arms 6 . 6 ' is held. The turntable 5 can work together with the swivel arms 6 . 6 ' around the pivot axis 7 be pivoted. The turntable 5 is itself intended for positioning a workpiece and can be about the axis of rotation 8th turned who the. The housing 2 and 3 are firmly connected via contact surfaces with another part of the entire machine tool.

Tritt beispielsweise über die Antriebe eine Erwärmung und somit etwa eine Ausdehnung der Schwenkarme 6, 6' auf, so kann dieser sich entlang der Schwenkachse 7 ausdehnen, da das Gehäuse 3 über ein Loslager gelagert wird. Durch die Ausdehnung verschiebt sich das Zentrum des Drehtisches 5, das heißt die Drehachse 8 bewegt sich durch die Ausdehnung weg vom festlagerseitigem Gehäuse 2. Ein auf dem Drehtisch 5 eingespanntes Werkstück wird dementsprechend in gleicher Richtung verschoben. Würde das verarbeitende Werkzeug bezüglich seiner Position der genannten Veränderung infolge einer Ausdehnung nicht angepasst werden, würden zusätzliche Fehler bei der Bearbeitung des Werkstücks auftreten. Infolgedessen ist bei dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschinenkomponente ein Wegsensor 4 loslagerseitig angebracht. Der Verbindungsflansch 9 dient in diesem Ausführungsbeispiel der Verbindung zwischen den sich ausdehnenden Armen 6, 6' und der Lagerung. Die Ausdehnung der Schwenkarme 6, 6' verschiebt gleichzeitig den Verbindungsflansch 9, so dass der von den sich ausdehnenden Armen 6, 6' unabhängig gelagerte Wegsensor 4 diese Ausdehnung erfassen kann.Occurs, for example via the drives heating and thus about an extension of the pivot arms 6 . 6 ' on, so this can be along the pivot axis 7 expand as the housing 3 is stored via a floating bearing. The expansion shifts the center of the turntable 5 that is the axis of rotation 8th moves through the extension away from the fixed bearing side housing 2 , One on the turntable 5 clamped workpiece is accordingly moved in the same direction. If the processing tool were not adjusted with respect to its position of said change due to expansion, additional errors in the machining of the workpiece would occur. As a result, in the embodiment of the machine tool component according to the invention is a displacement sensor 4 attached on the loose bearing side. The connecting flange 9 serves in this embodiment, the connection between the expanding arms 6 . 6 ' and storage. The extension of the swivel arms 6 . 6 ' simultaneously moves the connecting flange 9 so that of the expanding arms 6 . 6 ' independently mounted displacement sensor 4 can grasp this extension.

Definiert man in 1 eine Ebene, welche die Rotationsachse 8 enthält und senkrecht zur Schwenkachse 7 liegt, so erkennt man, dass in diesem Ausführungsbeispiel der Drehtisch 5 zusammen mit den beidseitig angebrachten Schwenkarmen 6, 6' bezüglich dieser Ebene symmetrisch aufgebaut ist. Dadurch kann eine entsprechende Umrechnung der durch den Wegsensor 4 gemessenen Daten vereinfacht werden. Bei einem ideal symmetrischen Aufbau würde die Verschiebung der Drehachse 8 vom festlagerseitigem Gehäuse 2 weg etwa die Hälfte des vom Wegsensor 4 gemessenen Verschiebung betragen. Es ist jedoch denkbar, dass beispielsweise ein derartiger Korrekturfaktor z. B. experimentell verifiziert werden sollte, um mögliche Abweichungen hiervon einzubeziehen.Defined in 1 a plane containing the axis of rotation 8th contains and perpendicular to the pivot axis 7 is, it can be seen that in this embodiment, the turntable 5 together with the swivel arms mounted on both sides 6 . 6 ' is constructed symmetrically with respect to this plane. This allows a corresponding conversion of the by the displacement sensor 4 measured data. In an ideal symmetrical structure, the displacement of the axis of rotation 8th from the fixed bearing side housing 2 away about half of the distance sensor 4 measured displacement. However, it is conceivable that, for example, such a correction factor z. B. should be experimentally verified to include possible deviations.

Eine Draufsicht des gleichen Schwenkrundtisches 1 mit einem festlagerseitigen Gehäuse 2, einem loslagerseitigem Gehäuse 3, den Schwenkarmen 6, 6' zusammen mit einem Drehtisch 5, wobei die Schwenkarme 6, 6' zusammen mit dem Drehtisch 5 um eine Schwenkachse 7 drehbar sind, während der an den Schwenkarmen 6, 6' angebrachte Drehtisch 5 eine Rotation etwa eines Werkstücks um eine Rotationsachse 8 ermöglicht, ist in 2 gezeigt.A top view of the same pivoting rotary table 1 with a fixed bearing housing 2 , a loose bearing side housing 3 , the swivel arms 6 . 6 ' along with a turntable 5 , wherein the pivot arms 6 . 6 ' along with the turntable 5 around a pivot axis 7 are rotatable while on the pivot arms 6 . 6 ' attached turntable 5 a rotation of about a workpiece about an axis of rotation 8th allows, is in 2 shown.

Allen Ausführungsbeispielen und Weiterbildungen der Erfindung ist gemeinsam, dass ein Wegsensor zur Bestimmung der Ausdehnung eines ausdehnungsfähigen Teils der Werkzeugmaschinenkomponente vorhanden ist.all embodiments and further developments of the invention have in common that a displacement sensor for determining the extent of an expansible part of the machine tool component is available.

11
SchwenkrundtischSwivel rotary table
22
festlagerseitiges Gehäusefixed bearing side casing
33
loslagerseitiges Gehäuseloslagerseitiges casing
44
Wegsensordisplacement sensor
55
Drehtischturntable
66
Schwenkarmswivel arm
6'6 '
Schwenkarmswivel arm
77
Schwenkachseswivel axis
88th
Drehachse des Drehtischsaxis of rotation of the turntable
99
Verbindungsflanschconnecting flange

Claims (16)

Werkzeugmaschinenkomponente (1) mit Drehantrieb zur Positionierung von Werkstücken oder Werkzeugen, insbesondere Drehkopf für Motorspindeln oder Drehtisch für Werkstücke, mit wenigstens einer Rotationsachse (7, 8), dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegsensor (4) zur Bestimmung der Ausdehnung eines ausdehnungsfähigen Teils (5, 6, 6', 9) der Werkzeugmaschinenkomponente (1) vorhanden ist.Machine tool component ( 1 ) with rotary drive for positioning of workpieces or tools, in particular rotary head for motor spindles or turntable for workpieces, with at least one axis of rotation ( 7 . 8th ), characterized in that a displacement sensor ( 4 ) for determining the extent of an expansible part ( 5 . 6 . 6 ' . 9 ) of the machine tool component ( 1 ) is available. Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ausdehnungsfähigen Teil (5, 6, 6', 9) durch ein Fest- und ein Loslager gelagert ist.Machine tool component ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the expansible part ( 5 . 6 . 6 ' . 9 ) is supported by a fixed and a floating bearing. Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wegsensor (4) loslagerseitig angebracht ist.Machine tool component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the displacement sensor ( 4 ) is mounted on the loose bearing side. Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wegsensor (4) zentrisch zur Rotationsachse (7) angeordnet ist.Machine tool component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the displacement sensor ( 4 ) centric to the axis of rotation ( 7 ) is arranged. Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wegsensor (4) berührend oder berührungslos in Bezug auf das ausdehnungsfähige Teil (5, 6, 6', 9) ausgebildet ist.Machine tool component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the displacement sensor ( 4 ) touching or non-contact with respect to the expansible part ( 5 . 6 . 6 ' . 9 ) is trained. Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wegsensor (4) als eine der folgenden Vorrichtungen ausgebildet ist: – Potentiometergeber – ein induktiver Wegaufnehmer – ein kapazitiver Wegaufnehmer – ein magnetostriktiver Wegaufnehmer – ein Dehnungsmessstreifen – ein InterferometerMachine tool component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the displacement sensor ( 4 ) is designed as one of the following devices: - Potentiometergeber - an inductive displacement transducer - a capacitive transducer - a magnetostrictive transducer - a strain gauge - an interferometer Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ausdehnungsfähige Teil (5, 6, 6', 9) symmetrisch in Bezug auf eine Ebene, welche senkrecht zur Verbindungslinie (7) von Fest- und Loslager verläuft, ausgebildet ist.Machine tool component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the expansible part ( 5 . 6 . 6 ' . 9 ) symmetrical with respect to a plane which is perpendicular to the connecting line ( 7 ) runs from fixed and floating bearing, is formed. Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgleichseinheit zum Ausgleich der Ausdehnung des ausdehnungsfähigen Teils in einem Positioniersystem zur Positionierung des Werkstücks und/oder des Werkzeugs integriert ist.Machine tool component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a compensation unit for compensating for the expansion of the expansible member is integrated in a positioning system for positioning the workpiece and / or the tool. Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontrolleinheit zur Kontrolle der Ausgleichseinheit vorgesehen ist.Machine tool component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a control unit for controlling the compensation unit is provided. Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit einen Eingang zur Erfassung von Daten des Wegsensors (4) umfasst.Machine tool component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit has an input for detecting data of the displacement sensor ( 4 ). Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit in die Steuerungseinheit des Positioniersystems integriert ist.Machine tool component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit is integrated in the control unit of the positioning system. Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit zur Berechnung von Offsetwerten und/oder Korrekturfaktoren für die Positionierung und/oder Führung des Werkzeugs und/oder Werkstücks im Betrieb der Werkzeugmaschinenkomponente ausgebildet ist.Machine tool component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit for calculating offset values and / or correction factors for the positioning and / or guidance of the tool and / or workpiece during operation of the machine tool component is formed. Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehtisch (5) vorhanden ist, der um eine zusätzliche Schwenkachse (7) drehbar zwischen einem Fest- und einem Loslager gelagert ist.Machine tool component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a turntable ( 5 ), which is around an additional pivot axis ( 7 ) is rotatably mounted between a fixed and a floating bearing. Werkzeugmaschinenkomponente (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ausdehnungsfähige Teil (5, 6, 6', 9) wenigstens teilweise zwischen dem Los- und dem Festlager angeordnet ist.Machine tool component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the expansible part ( 5 . 6 . 6 ' . 9 ) is at least partially disposed between the loose and the fixed bearing. Verfahren zur Bestimmung einer Ausdehnung im Betrieb der Werkzeugmaschinenkomponente (1), insbesondere der Ausdehnung eines ausdehnungsfähigen Teils (5, 6, 6', 9) der Werkzeugmaschinenkomponente (1), dass die Bestimmung durch einen Wegsensor (4) nach einem der vorgenannten Ansprüche erfolgt.Method for determining an expansion during operation of the machine tool component ( 1 ), in particular the extent of an expansible part ( 5 . 6 . 6 ' . 9 ) of the machine tool component ( 1 ) that the determination by a displacement sensor ( 4 ) according to one of the preceding claims. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgleich der Ausdehnung des ausdehnungsfähigen Teils (5, 6, 6', 9) durch eine Ausgleichsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche erfolgt.A method according to claim 15, characterized in that a compensation of the expansion of the expansible part ( 5 . 6 . 6 ' . 9 ) by a compensating device according to one of the preceding claims.
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