DE102017119828A1 - Work machine with a rotating machine part holder, in particular a machine tool with a rotating tool holder, method for adjusting a machine part, in particular a tool, and ring light for such a machine - Google Patents

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Lars Schönemann
Oltmann Riemer
Ekkard Brinksmeier
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Leibniz Institut fur Werkstofforientierte Tech Iwt
Leibniz-Institut fur Werkstofforientierte Technologien - Iwt
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Leibniz-Institut fur Werkstofforientierte Technologien - Iwt
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine mit einem rotierenden Bauteil, insbesondere Werkzeugmaschine mit einem rotierenden Werkzeughalter (10), der wenigstens einen thermischen Aktor (20, 40) zur Aufnahme eines Werkzeugs (12, 14) aufweist, mittels dem das Werkzeug (12, 14) verstellbar ist. Die Arbeitsmaschine umfasst ferner wenigstens eine Wärmequelle (34) zum berührungslosen Erwärmen des thermischen Aktors (20, 40) und einer Steuerungseinrichtung (54) zur Steuerung der Wärmequelle (34) hinsichtlich ihrer Leistungsabgabe. Die Wärmequelle (34) ist als axial vom Werkzeughalter (10) beabstandetes und stationär angeordnetes Ringlicht (34) ausgebildet, das eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten, elektrisch angesteuerten Wärmestrahlungselementen (36) aufweist. Die Steuerungseinrichtung (54) aktiviert und deaktiviert die Wärmestrahlungselemente (36) derart, dass aktivierte Wärmestrahlungselemente (36) einen rotierenden Aktor (20, 40) mit Wärmestrahlung beaufschlagen. Dabei steuert die Steuerungseinrichtung (54) die Aktivierung und Deaktivierung der Wärmestrahlungselemente (36) derart, dass das oder die sich einem Aktor (20, 40) gegenüberliegenden Wärmestrahlungselemente (36) aktiviert werden.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Justieren eines Werkzeugs (12, 14) in einer derartigen Arbeitsmaschine. Schließlich betrifft die Erfindung ein Ringlicht für eine derartige Arbeitsmaschine.

Figure DE102017119828A1_0000
The invention relates to a work machine having a rotating component, in particular a machine tool having a rotating tool holder (10), which has at least one thermal actuator (20, 40) for receiving a tool (12, 14) by means of which the tool (12, 14) is adjustable. The work machine further comprises at least one heat source (34) for non-contact heating of the thermal actuator (20, 40) and a control device (54) for controlling the heat source (34) with respect to their power output. The heat source (34) is configured as a ring light (34) spaced axially from the tool holder (10) and arranged in a stationary manner, which has a plurality of circularly arranged, electrically controlled heat radiation elements (36). The control device (54) activates and deactivates the heat radiation elements (36) in such a way that activated heat radiation elements (36) apply heat radiation to a rotating actuator (20, 40). In this case, the control device (54) controls the activation and deactivation of the heat radiation elements (36) in such a way that the one or more heat radiation elements (36) located opposite an actuator (20, 40) are activated.
Furthermore, the invention relates to a method for adjusting a tool (12, 14) in such a work machine. Finally, the invention relates to a ring light for such a work machine.
Figure DE102017119828A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine, insbesondere Werkzeugmaschine, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zum Justieren eines Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs, einer Arbeitsmaschine mit einem rotierenden Maschinenteilhalter, insbesondere einer Werkzeugmaschine mit einem rotierenden Werkzeughalter, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11 sowie ein Ringlicht für eine derartige Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 12.The invention relates to a working machine, in particular a machine tool, according to the preamble of claim 1, a method for adjusting a machine part, in particular a tool, a working machine with a rotating machine part holder, in particular a machine tool with a rotating tool holder, according to the preamble of claim 11 and a ring light for such a work machine according to claim 12.

Im Artikel „Control of a thermal actuator for UP-milling with multiple cutting edges“ von Lars Schönemann, Oltmann Riemer und Ekkard Brinksmeier, veröffentlicht in Procedia CIRP, Bd. 46 (2016), S. 424 - 427 , 7th HPC 2016 - CIRP Conference on High Performance Cutting, wird ein thermischer Aktor zur Justierung rotierender Präzisionswerkzeuge vorgeschlagen.In the article "Control of a thermal actuator for milling with multiple cutting edges" by Lars Schönemann, Oltmann Riemer and Ekkard Brinksmeier, published in Procedia CIRP, Vol. 46 (2016), pp. 424-427 , 7th HPC 2016 - CIRP Conference on High Performance Cutting, proposes a thermal actuator for the adjustment of rotating precision tools.

Durch die gezielte Erwärmung eines definierten Abschnitts des Werkzeughalters, nämlich eines thermischen Aktors, wird eine lokale Wärmeausdehnung hervorgerufen, die eine Verstellung eines an dem thermischen Aktor angeordneten Werkzeugs ermöglicht.The targeted heating of a defined portion of the tool holder, namely a thermal actuator, a local thermal expansion is caused, which allows adjustment of a arranged on the thermal actuator tool.

Die Erwärmung des thermischen Aktors erfolgt dabei mittels einer Infrarot-Leuchtdiode, die stationär angeordnet ist. Die Wärmestrahlung der Infrarot-Leuchtdiode ist jedoch auf eine räumlich begrenzte Fläche konzentriert und bestrahlt daher nicht den gesamten Werkzeughalter, sondern lediglich einen vergleichsweise kleinen Abschnitt des Werkzeughalters. Der thermische Aktor ist dabei einer Speiche ähnlich ausgebildet. Der thermische Aktor hat daher im Wesentlichen einen radialen Verlauf, wobei an seinem dem Umfang des Werkzeughalters zugewandten Endabschnitt das eigentliche Werkzeug, z.B. ein Diamantwerkzeug, insbesondere zur spanenden Bearbeitung, angeordnet ist. Sofern nun eine Erwärmung des thermischen Aktors mittels der Infrarot-Leuchtdiode erfolgt, dehnt sich der thermische Aktor aus, so dass das Werkzeug radial verstellt wird.The heating of the thermal actuator is effected by means of an infrared light emitting diode, which is arranged stationary. However, the thermal radiation of the infrared light-emitting diode is concentrated on a spatially limited area and therefore does not irradiate the entire tool holder, but only a comparatively small portion of the tool holder. The thermal actuator is similar to a spoke formed. The thermal actuator therefore has a substantially radial course, wherein at its end portion facing the circumference of the tool holder the actual tool, e.g. a diamond tool, in particular for machining, is arranged. If there is now a heating of the thermal actuator by means of the infrared light emitting diode, the thermal actuator expands, so that the tool is radially adjusted.

Bei der hochpräzisen Werkstückbearbeitung besteht der Wunsch, die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu steigern. Zu diesem Zweck sind regelmäßig an derartigen Werkzeughaltern mehrere Werkzeuge entlang des Umfangs angeordnet.In high-precision workpiece machining, there is a desire to increase the processing speed. For this purpose, several tools are regularly arranged on such tool holders along the circumference.

Damit neben einer hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erreicht werden kann, ist es jedoch erforderlich, dass sämtliche vorgesehenen Werkzeuge mit dem Werkstück in Eingriff gelangen. Sofern ein Werkzeug dejustiert ist, kann dies dazu führen, dass nicht alle Werkzeuge der selben Bahn folgen, sondern sich auf unterschiedlichen Bahnen bewegen und daher einzelne Werkzeuge nicht an der Bearbeitung teilhaben. Dies ist nicht nur nachteilig für die Bearbeitungsgeschwindigkeit, sondern auch für die Bearbeitungsgenauigkeit, insbesondere für die entstehende Oberflächengüte des zu bearbeitenden Werkstücks.However, in order to achieve a high machining accuracy in addition to a high processing speed, it is necessary that all the tools provided engage the workpiece. If a tool is misaligned, this can lead to not all tools following the same path but moving on different paths and therefore individual tools not participating in the processing. This is not only detrimental to the processing speed, but also for the machining accuracy, in particular for the resulting surface quality of the workpiece to be machined.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Geschwindigkeit und die Präzision der Bearbeitung zu verbessern.The invention is therefore based on the object to improve the speed and precision of processing.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen einer Arbeitsmaschine, insbesondere Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 1, mit einem Verfahren zum Justieren eines Maschinenteils einer Arbeitsmaschine, insbesondere Werkzeugs einer Werkzeugmaschine, mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11 sowie mit einem Ringlicht für eine derartige Arbeitsmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 12.The invention solves this problem with the features of a work machine, in particular a machine tool according to claim 1, with a method for adjusting a machine part of a work machine, in particular tool of a machine tool, with the features according to claim 11 and with a ring light for such a work machine with the features Claim 12.

Die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine weist einen rotierenden Maschinenteilhalter auf, der seinerseits wiederum wenigstens einen thermischen Aktor zur Aufnahme eines Maschinenteils umfasst, mittels dem das Maschinenteil verstellbar ist. Beispielsweise handelt es sich dabei um eine Werkzeugmaschine mit einem rotierenden Werkzeughalter, der seinerseits wiederum wenigstens einen thermischen Aktor zur Aufnahme eines Werkzeugs umfasst, mittels dem das Werkzeug verstellbar ist.The working machine according to the invention has a rotating machine part holder, which in turn comprises at least one thermal actuator for receiving a machine part, by means of which the machine part is adjustable. For example, it is a machine tool with a rotating tool holder, which in turn comprises at least one thermal actuator for receiving a tool, by means of which the tool is adjustable.

Vorliegend bildet eine Werkzeugmaschine einen Sonderfall einer Arbeitsmaschine im Sinne einer besonderen Ausgestaltung. In entsprechender Weise bildet ein Werkzeug einen Sonderfall des allgemeineren Begriffs des Maschinenteils. In ebenfalls entsprechender Weise bildet ein Werkzeughalter einen Sonderfall des allgemeineren Begriffs des Maschinenteilhalters.In the present case, a machine tool forms a special case of a working machine in the sense of a particular embodiment. Correspondingly, a tool forms a special case of the more general term of the machine part. In a likewise corresponding manner, a tool holder forms a special case of the more general term of the machine part holder.

Ferner umfasst die Arbeitsmaschine eine Wärmequelle zum berührungslosen Erwärmen des thermischen Aktors sowie eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Wärmequelle hinsichtlich ihrer Leistungsabgabe und folglich hinsichtlich ihrer Fähigkeit, den thermischen Aktor zu erwärmen.Furthermore, the working machine comprises a heat source for non-contact heating of the thermal actuator and a control device for controlling the heat source in terms of their power output and thus in terms of their ability to heat the thermal actuator.

Die Wärmequelle ist als axial vom Maschinenteilhalter, insbesondere Werkzeughalter, beabstandetes und stationär angeordnetes Ringlicht ausgebildet. D.h., dass Ringlicht steht still bzw. rotiert nicht und zwar auch dann, wenn der Maschinenteilhalter, insbesondere Werkzeughalter, rotiert. Dieses Ringlicht weist eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten und elektrisch angesteuerten Wärmestrahlungselementen auf.The heat source is formed as axially from the machine part holder, in particular tool holder, spaced and stationary arranged ring light. That is, ring light stands still or does not rotate, even if the machine part holder, in particular tool holder, rotates. This ring light has a plurality of circularly arranged and electrically controlled heat radiation elements.

Die Steuerungseinrichtung ist dabei derart eingerichtet, dass die Wärmestrahlungselemente aufeinanderfolgend aktiviert und deaktiviert werden können, so dass aktivierte Wärmestrahlungselemente einen rotierenden Aktor mit Wärmestrahlung beaufschlagen und somit zu einer Wärmeausdehnung des Aktors führen. Dabei steuert die Steuerungseinrichtung die Aktivierung und Deaktivierung der Wärmestrahlungselemente derart, dass das oder die einem Aktor gegenüberliegenden Wärmestrahlungselemente aktiviert sind, während sie nicht aktiviert sind, wenn ihnen kein Aktor gegenüberliegt. Der Begriff der Aktivierung ist dabei derart zu verstehen, dass während der Phase einer Aktivierung Wärmeenergie von einem Wärmestrahlungselement abgegeben wird, auch wenn dies nicht im strengen Sinne kontinuierlich, sondern hochfrequent getaktet erfolgen kann.The control device is set up such that the Heat radiation elements can be successively activated and deactivated, so that activated heat radiation elements act on a rotating actuator with thermal radiation and thus lead to thermal expansion of the actuator. In this case, the control device controls the activation and deactivation of the heat radiation elements in such a way that the one or more heat radiating elements opposite to an actuator are activated, whereas they are not activated when no actuator is facing them. The term activation is to be understood in such a way that during the activation phase heat energy is emitted by a heat radiating element, even if this can not be done continuously but in a high-frequency clocked manner in the strict sense.

Die Erfindung schafft somit ein Ringlicht mit einer quasi kontinuierlichen Bestrahlung des rotierenden Aktors, wobei die Bestrahlung jedoch nicht mittels eines einzelnen Wärmestrahlungselements erfolgt, sondern mittels einer Vielzahl derartiger Wärmestrahlungselemente, welche mit dem Aktor mitlaufend aktiviert und sodann wieder deaktiviert werden. Hierdurch ist es möglich, einen einzelnen Aktor während eines gesamten Umlaufs zu bestrahlen, obwohl jedes einzelne Wärmestrahlungselement lediglich einen Bruchteil einer Umlaufbahn des Aktors erfassen kann.The invention thus provides a ring light with a quasi-continuous irradiation of the rotating actuator, wherein the irradiation is not carried out by means of a single heat radiation element, but by means of a plurality of such heat radiation elements, which activates with the actuator and then deactivated again. This makes it possible to irradiate a single actuator during one entire revolution, although each individual heat radiating element can detect only a fraction of an orbit of the actuator.

Die Bestrahlungsdauer kann somit gegenüber herkömmlichen Systemen deutlich gesteigert werden. Mittels der gesteigerten Bestrahlungsdauer ist es möglich, den Aktor über einen längeren Zeitraum zu erwärmen und somit sowohl eine gleichmäßigere und präzisere Wärmezufuhr zu gewährleisten, als auch die Umdrehungsgeschwindigkeit bzw. Betriebsdrehzahl der Arbeitsmaschine, insbesondere Werkzeugmaschine, zu steigern. Die Bestrahlung ist nämlich nunmehr nicht mehr nur auf einen kurzen Zeitabschnitt während eines Umlaufs beschränkt, sondern kann quasi-kontinuierlich erfolgen.The irradiation time can thus be significantly increased compared to conventional systems. By means of the increased irradiation time, it is possible to heat the actuator over a longer period of time and thus to ensure both a more uniform and precise heat supply, as well as to increase the rotational speed or operating speed of the working machine, in particular a machine tool. Namely, the irradiation is no longer limited to only a short period of time during one revolution, but may be quasi-continuous.

Dies ermöglicht nicht nur eine präzisere Steuerung der Wärmeausdehnung, sondern zudem auch einen größeren Hub bzw. einen größeren Verstellweg des Aktors bzw. des daran befestigten Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs, als wenn, wie herkömmlich, nur an einer einzigen Stelle eines Umlaufs eine Wärmebestrahlung erfolgt. Aufgrund eines größeren Verstellwegs ist es zudem möglich, trotz Verschleißes eines Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs, und damit Verkürzung seines Radius die Bearbeitung fortzuführen, da das betreffende Maschinenteile, insbesondere Werkzeug, nachjustiert werden kann und dies dank der Erfindung in einem größeren Umfang als herkömmlich.This not only allows a more precise control of the thermal expansion, but also a larger stroke or a larger displacement of the actuator or the attached machine part, in particular tool, as if, as is conventional, takes place only at a single point of a circulation, a heat radiation. Due to a larger adjustment, it is also possible, despite wear of a machine part, in particular tool, and thus shortening of its radius to continue processing, since the relevant machine parts, in particular tool, can be readjusted and this thanks to the invention to a greater extent than conventional.

Insgesamt erlaubt somit die Erfindung eine hochpräzise Justierung eines Maschinenteils in einer Arbeitsmaschine, insbesondere eines Werkzeugs in einer Werkzeugmaschine. So ist es beispielsweise möglich, dass mehrere Maschinenteile an einem Maschinenteilhalter, insbesondere Werkzeuge an einem Werkzeughalter, hochpräzise der gleichen Bahn folgen und somit das bearbeitete Werkstück eine Oberfläche mit sehr geringer Rauheit aufweist.Overall, the invention thus allows a high-precision adjustment of a machine part in a work machine, in particular a tool in a machine tool. Thus, for example, it is possible for a plurality of machine parts on a machine part holder, in particular tools on a tool holder, to follow the same path with high precision, and thus the machined workpiece has a surface with very low roughness.

Vorzugsweise sind die Wärmestrahlungselemente als Infrarot-Leuchtdioden oder als Laserdioden ausgebildet. Auch eine Kombination von Infrarot-Leuchtdioden und Laserdioden kommt erfindungsgemäß in Betracht. Bei diesen Bauteilen handelt es sich um kostengünstige Bauelemente mit einer hohen Haltbarkeit, die insbesondere unempfindlich sind gegenüber häufigen Schaltungen, d.h. gegenüber häufigem Ein- und Ausschalten.The heat radiation elements are preferably designed as infrared light-emitting diodes or as laser diodes. A combination of infrared light-emitting diodes and laser diodes is also considered according to the invention. These components are low-cost, high-durability devices which are particularly insensitive to frequent switching, i. against frequent switching on and off.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet, dass die Leistungsabgabe eines aktivierten Wärmestrahlungselements mittels einer Pulsweitenmodulation gesteuert wird und zwar derart, dass während einer Phase der Aktivierung des Wärmestrahlungselements ein elektrisches Signal zur Erzeugung der Wärmestrahlung getaktet geschaltet wird, wobei der Takt in Abhängigkeit von einer vorgesehenen Leistungsabgabe gesteuert wird. Die vorgesehene Leistungsabgabe wird ermittelt anhand der gewünschten Verstellung des Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs. Dabei ist eine Pulsweitenmodulation eine vorteilhafte Realisierung der Leistungsregelung der Wärmestrahlung, da diese durch mikroelektronische Bauteile kostengünstig und auf kleinstem Raum bereitgestellt werden kann.According to one embodiment of the invention, the control device is designed such that the power output of an activated heat radiation element is controlled by means of a pulse width modulation in such a way that during a phase of activation of the heat radiation element, an electrical signal is switched to generate the heat radiation clocked, the clock in dependence controlled by an intended power output. The intended power output is determined based on the desired adjustment of the machine part, in particular tool. In this case, a pulse width modulation is an advantageous realization of the power control of the heat radiation, since this can be provided by microelectronic components cost and in the smallest space.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mittels der Pulsweitenmodulation die Versorgungsspannung der Wärmestrahlungselemente gesteuert wird. Zusätzlich oder alternativ wird mittels der Pulsweitenmodulation eine Steuerspannung eines einem Wärmestrahlungselement zugeordneten Transistors zur elektrischen Energieversorgung des Wärmestrahlungselements gesteuert.A development of the invention provides that the supply voltage of the heat radiating elements is controlled by means of the pulse width modulation. Additionally or alternatively, by means of the pulse width modulation, a control voltage of a transistor assigned to a heat radiating element for the electrical energy supply of the heat radiating element is controlled.

Im erstgenannten Fall der Steuerung der Versorgungsspannung der Wärmestrahlungselemente mittels Pulsweitenmodulation ergibt sich der Vorteil, dass die Leistungsregelung mit gleicher Intensität für alle Wärmestrahlungselemente erfolgen kann, da alle Elemente mit derselben Versorgungsspannung betrieben werden.In the former case, the control of the supply voltage of the heat radiation elements by means of pulse width modulation has the advantage that the power control can be done with the same intensity for all heat radiation elements, since all elements are operated with the same supply voltage.

Im zweitgenannten Fall der Steuerung einer Steuerspannung eines Transistors zur elektrischen Energieversorgung eines Wärmestrahlungselements ergibt sich der Vorteil, dass die Leistungsregelung jedes Wärmestrahlungselements mit individueller Intensität möglich ist. Zudem ist auch eine Kombination beider Fälle möglich.In the second-mentioned case, the control of a control voltage of a transistor for the electrical power supply of a heat radiation element has the advantage that the power control of each heat radiation element with individual intensity is possible. In addition, a combination of both cases is possible.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Leistungsabgabe in Abhängigkeit einer gewünschten Verstellung des Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs, erfolgt, wobei die Leistungsabgabe umso größer ist, je größer die gewünschte Verstellung des Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs, ist. Dabei erfasst oder ermittelt die Steuerungseinrichtung eine Istposition des Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs, und vergleicht die Istposition mit einer Sollposition. Anhand des Ergebnisses des Vergleichs wird sodann die Leistungsabgabe an einen Aktor geregelt. A development of the invention provides that the power output in dependence of a desired adjustment of the machine part, in particular tool, takes place, wherein the power output is greater, the greater the desired adjustment of the machine part, in particular tool is. In this case, the control device detects or determines an actual position of the machine part, in particular tool, and compares the actual position with a desired position. Based on the result of the comparison, the output is then regulated to an actor.

Die Istposition eines Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs, kann dabei mittels Messung erfasst werden, indem beispielsweise mit einem optischen Kontrollsystem der Radius des Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs, gemessen wird. Die Istposition kann aber auch indirekt ermittelt werden, beispielsweise indem anhand der Amplituden von Grund- und Oberschwingungen des entstehenden Bearbeitungsgeräuschs die Gleichmäßigkeit der Position verschiedener Maschinenteile, insbesondere Werkzeuge, ermittelt wird. Die Verstellung der einzelnen Maschinenteile, insbesondere Werkzeuge, erfolgt dabei vorteilhafterweise derartig, dass die Verhältnisse der Amplituden von Grund- und Oberschwingungen erwarteten Verhältnissen entspricht.The actual position of a machine part, in particular a tool, can be detected by means of measurement, for example, by measuring the radius of the machine part, in particular tool, with an optical control system. However, the actual position can also be determined indirectly, for example by determining the uniformity of the position of various machine parts, in particular tools, on the basis of the amplitudes of the fundamental and harmonics of the machining noise. The adjustment of the individual machine parts, in particular tools, is advantageously carried out in such a way that the ratios of the amplitudes of fundamental and harmonics corresponds to expected ratios.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind zwei jeweils als Ringlicht ausgebildete Wärmequellen vorgesehen, wobei in axialer Richtung betrachtet das erste Ringlicht vor dem Maschinenteilhalter, insbesondere Werkzeughalter, und das zweite Ringlicht hinter diesem Maschinenteilhalter angeordnet sind.According to one embodiment of the invention, two each designed as a ring light heat sources are provided, wherein viewed in the axial direction, the first ring light in front of the machine part holder, in particular tool holder, and the second ring light are arranged behind this machine part holder.

Durch die Bereitstellung zweier Ringlichter ist ein doppelter Leistungseintrag auf den bzw. die thermischen Aktoren möglich. Hierdurch kann die Geschwindigkeit der Erwärmung des thermischen betreffenden Aktors erhöht werden, so dass eine Nachjustierung der Maschinenteile, insbesondere Werkzeuge, beschleunigt werden kann.By providing two ring lights, a double power input to the thermal actuators is possible. In this way, the speed of heating of the thermal actuator concerned can be increased, so that readjustment of the machine parts, in particular tools, can be accelerated.

Zudem ermöglicht die Bereitstellung zweier Ringlichter eine gleichmäßige Erwärmung des betreffenden Aktors. Hierdurch kann die Präzision der Verstellung eines Maschinenteils, insbesondere der Werkzeugverstellung, erhöht werden.In addition, the provision of two ring lights allows uniform heating of the actuator in question. In this way, the precision of the adjustment of a machine part, in particular the tool adjustment, can be increased.

Zudem eröffnet die Bereitstellung zweier auf unterschiedlichen Seiten des Maschinenteilhalters, insbesondere Werkzeughalters, angeordneter Ringlichter die Möglichkeit einer asymmetrischen Erwärmung, wodurch ein weiterer Freiheitsgrad bezüglich der Verstellung ermöglicht wird. Insbesondere wird hierdurch nicht nur eine radiale Verstellung eines Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs, sondern auch eine axiale Verstellung eines Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs, sowie eine Kombination aus radialer und axialer Verstellung ermöglicht.In addition, the provision of two arranged on different sides of the machine part holder, in particular tool holder, ring lights opens up the possibility of asymmetric heating, whereby a further degree of freedom is made possible with respect to the adjustment. In particular, this not only allows a radial adjustment of a machine part, in particular tool, but also an axial adjustment of a machine part, in particular tool, and a combination of radial and axial adjustment.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der thermische Aktor derart ausgebildet, dass er bei Erwärmung eine Längenausdehnung in radialer Richtung des Maschinenteilhalters, insbesondere Werkzeughalters, ausführt, um das Maschinenteil, insbesondere Werkzeug, radial zu verstellen. Eine radiale Verstellung ist für eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und auch besonders bei radial wirkendem Maschinenteilverschleiß, insbesondere Werkzeugverschleiß, vorteilhaft.According to one embodiment of the invention, the thermal actuator is designed such that it performs a length expansion in the radial direction of the machine part holder, in particular tool holder, when heated to radially adjust the machine part, in particular tool. A radial adjustment is advantageous for a high machining accuracy and also especially for radially acting machine component wear, in particular tool wear.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der thermische Aktor zwei thermisch voneinander getrennte Abschnitte aufweist, so dass das erste Ringlicht einen ersten dieser beiden Abschnitte und das zweite Ringlicht einen zweiten dieser Abschnitte bestrahlen kann. Bevorzugt sind dabei die beiden Abschnitte durch eine Isolierschicht voneinander getrennt, um einen Wärmeübergang von einem Abschnitt auf den anderen Abschnitt zu verhindern bzw. zu vermindern. Die beiden Abschnitte sind dabei vorteilhafterweise in axialer Richtung nebeneinander angeordnet vorgesehen, so dass eine Erwärmung nur eines Abschnittes bzw. eine stärkere Erwärmung eines Abschnittes gegenüber dem benachbarten Abschnitt zu einer Verbiegung des Aktors in axialer Richtung führt. Durch diese Anordnung ist eine axiale Verstellung des Werkzeugs möglich.A development of the invention provides that the thermal actuator has two thermally separated sections, so that the first ring light can irradiate a first of these two sections and the second ring light can irradiate a second of these sections. In this case, the two sections are preferably separated from one another by an insulating layer, in order to prevent or reduce heat transfer from one section to the other section. The two sections are advantageously provided arranged side by side in the axial direction, so that heating only a portion or a stronger heating of a portion relative to the adjacent portion leads to a bending of the actuator in the axial direction. By this arrangement, an axial adjustment of the tool is possible.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist der Maschinenteilhalter, insbesondere Werkzeughalter, wenigstens eine Kammer zur Aufnahme einer Flüssigkeit auf, wobei die Kammer auf dem gleichen radialen Abstand auf dem Maschinenteilhalter, insbesondere Werkzeughalter, angeordnet ist wie der Aktor. Hierdurch kann die Kammer mit dem gleichen Wärmestrahlungselement bestrahlt werden wie der bzw. die thermischen Aktoren. Die Kammer ist dabei mit einem Steigrohr fluidisch verbunden, welches von der Kammer wegführt und zwar in einer Weise, in der das Steigrohr vom äußeren Umfang des Maschinenteilhalters, insbesondere Werkzeughalters, weg weist. Vorteilhafterweise weist das Steigrohr radial in Richtung Drehachse. Das Steigrohr kann aber auch in einem Winkel zum Radius verlaufen. Dabei führt vorteilhafterweise eine Wärmeausdehnung der Flüssigkeit dazu, dass die Flüssigkeit sich entgegen der Fliehkraftrichtung ausdehnen kann. Hierdurch kommt es zu einer Verschiebung des Schwerpunkts der Flüssigkeit in radialer Richtung infolge der Wärmeausdehnung der Flüssigkeit. Eine derartige Schwerpunktverschiebung erlaubt ein Wuchten des Maschinenteilhalters, insbesondere Werkzeughalters, während des laufenden Betriebs. Ein derartiges dynamisches Wuchten ermöglicht es, etwaig durch eine Verstellung eines Maschinenteils, insbesondere eine Werkzeugverstellung, und/oder einen Verschleiß eines solchen Maschinenteils, insbesondere Werkzeugverschleiß, entstehende Unwuchten auszugleichen. Ein derartiges Wuchten erlaubt einen gleichmäßigeren Lauf der rotierenden Maschinenteile, insbesondere Werkzeuge, und somit im Ergebnis eine höhere Oberflächengüte des zu bearbeitenden Werkstücks.According to one embodiment of the invention, the machine part holder, in particular tool holder, at least one chamber for receiving a liquid, wherein the chamber at the same radial distance on the machine part holder, in particular tool holder, is arranged as the actuator. As a result, the chamber can be irradiated with the same heat radiation element as the thermal actuators or the. The chamber is fluidly connected to a riser, which leads away from the chamber and in a manner in which the riser from the outer periphery of the machine part holder, in particular tool holder, points away. Advantageously, the riser has radially in the direction of the axis of rotation. The riser can also extend at an angle to the radius. Thermal expansion of the liquid advantageously leads to the liquid being able to expand counter to the centrifugal force direction. This results in a shift of the center of gravity of the liquid in the radial direction due to the thermal expansion of the liquid. Such a center of gravity displacement allows balancing of the machine part holder, in particular tool holder, during operation. Such a dynamic balancing makes it possible, possibly by an adjustment of a machine part, in particular a Tool adjustment, and / or wear of such a machine part, in particular tool wear to compensate for resulting imbalances. Such balancing allows a more even run of the rotating machine parts, in particular tools, and thus in the result a higher surface quality of the workpiece to be machined.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind je eine Kammer und je ein Steigrohr je einem von mehreren thermischen Aktoren zugeordnet, wobei vorzugsweise jede Anordnung aus Kammer und Steigrohr einem Aktor diametral gegenüberliegend angeordnet ist. Alternativ ist aber auch eine versetzte Anordnung von Kammer und Steigrohr sowie thermischem Aktor möglich. Eine derartige versetzte Anordnung kommt insbesondere dann in Betracht, wenn eine gerade Anzahl von Aktoren vorgesehen ist, während eine diametral gegenüberliegende Anordnung vorteilhaft bei einer ungeraden Anzahl von Aktoren vorgesehen ist.According to one embodiment of the invention, one chamber and one riser are each assigned to one of a plurality of thermal actuators, wherein preferably each arrangement of chamber and riser is arranged diametrically opposite an actuator. Alternatively, however, an offset arrangement of chamber and riser and thermal actuator is possible. Such an offset arrangement is particularly suitable when an even number of actuators is provided, while a diametrically opposite arrangement is advantageously provided with an odd number of actuators.

Durch eine derartige Anordnung können Änderungen der Position eines Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs, bzw. ein Verschleiß dieses Maschinenteils, insbesondere Werkzeug, zwar zu einer Unwucht des Maschinenteilhalters, insbesondere Werkzeughalters, führen, die jedoch durch dynamisches Wuchten während des laufenden Betriebs ausgeglichen werden kann.By such an arrangement, changes in the position of a machine part, in particular tool, or wear of this machine part, in particular tool, while leading to an imbalance of the machine part holder, in particular tool holder, but can be compensated by dynamic balancing during operation.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die vorgenannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausgestaltungen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Ansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Ansprüche möglich und wird hiermit vorgeschlagen. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen verschiedener Ansprüche kombiniert werden. Ebenso können in Ansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungen der Erfindung entfallen.Further developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The abovementioned advantages of features and of combinations of several features are exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively, without the advantages necessarily having to be achieved by embodiments according to the invention. Further features are the drawings - in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components to each other and their relative arrangement and operative connection - refer. The combination of features of different embodiments of the invention or features of different claims is also possible deviating from the chosen back-relationships of the claims and is hereby proposed. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features may also be combined with features of various claims. Likewise, claims listed in claims can be omitted for further embodiments of the invention.

In der Zeichnung zeigen:

  • 1 eine Darstellung zur Veranschaulichung des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips der thermomechanischen Werkzeugverstellung an einem teilweise dargestellten Werkzeughalter einer Werkzeugmaschine in drei Zuständen,
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeughalters mit thermischem Aktor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines Ringlichts mit einer Vielzahl von Wärmestrahlungselementen sowie eines Werkzeughalters mit zwei Werkzeugen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 4 eine Darstellung der Signale zur Steuerung der Wärmestrahlungselemente des Ringlichts gemäß 3,
  • 5 eine Schaltung zur Steuerung der Wärmestrahlungselemente des Ringlichts gemäß 3 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 6 einen Ausschnitt der Schaltung gemäß 5 zur Erläuterung zweier Steuerungsmöglichkeiten zur Leistungsregelung der Wärmestrahlungselemente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 7 eine Darstellung zur Erläuterung einer Steuerungseinrichtung zur Leistungsregelung der Wärmestrahlungselemente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
  • 8 eine perspektivische Darstellung eines Werkzeughalters mit einer Einrichtung zum dynamischen Wuchten.
In the drawing show:
  • 1 4 is an illustration for illustrating the principle underlying the invention of the thermo-mechanical tool adjustment on a partially illustrated tool holder of a machine tool in three states,
  • 2 a perspective view of a tool holder with thermal actuator according to an embodiment of the invention,
  • 3 a perspective view of a ring light with a plurality of heat radiation elements and a tool holder with two tools according to an embodiment of the invention,
  • 4 a representation of the signals for controlling the heat radiation elements of the ring light according to 3 .
  • 5 a circuit for controlling the heat radiating elements of the ring light according to 3 according to an embodiment of the invention,
  • 6 a section of the circuit according to 5 to explain two control options for power control of the heat radiating elements according to an embodiment of the invention,
  • 7 a representation for explaining a control device for power control of the heat radiation elements according to an embodiment of the invention and
  • 8th a perspective view of a tool holder with a device for dynamic balancing.

1 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips der thermomechanischen Werkzeugverstellung an einem nur abschnittsweise dargestellten Werkzeughalter 10 einer (nicht dargestellten) Werkzeugmaschine in drei Zuständen. In allen drei Darstellungen von 1 ist ein Abschnitt des Werkzeughalters 10 mit zwei Werkzeugen 12, 14 dargestellt. 1 shows a representation for illustrating the underlying principle of the invention, the thermo-mechanical tool adjustment on a tool holder only partially shown 10 a machine tool (not shown) in three states. In all three representations of 1 is a section of the tool holder 10 with two tools 12 . 14 shown.

Der Winkel α zwischen zwei Werkzeugen 12, 14 entspricht nicht notwendigerweise dem dargestellten Winkel; beispielsweise könnte der Werkzeughalter 10 auch lediglich zwei, drei oder vier Werkzeuge aufweisen, so dass in 1 zwei Werkzeuge 12, 14 zu unterschiedlichen Zeitpunkten dargestellt sein können.The angle α between two tools 12 . 14 does not necessarily correspond to the angle shown; For example, the tool holder could 10 also have only two, three or four tools, so that in 1 two tools 12 . 14 can be displayed at different times.

Der Werkzeughalter 10 gemäß 1 dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn.The tool holder 10 according to 1 turns counterclockwise.

Die Werkzeuge 12, 14 dienen zur spanenden Bearbeitung eines nicht dargestellten Werkstücks. Die vordere und äußere Spitze jedes der Werkzeuge 12, 14 muss mit dem Werkstück in Kontakt treten, damit eine Bearbeitung stattfindet.The tools 12 . 14 used for machining a workpiece, not shown. The front and outer tip of each of the Tools 12 . 14 must contact the workpiece for machining to take place.

Bei einer hochpräzisen Bearbeitung eines Werkstücks mit mehreren Werkzeugen tritt jedoch immer wieder die Situation auf, dass die Werkzeuge 12, 14 nicht oder nicht mehr der selben Kreisbahn 16, 18 folgen. Vielmehr kann die in 1 dargestellte Situation eintreten, wonach beispielsweise das Werkzeug 12 der Kreisbahn 16 folgt, während das Werkzeug 14 der Kreisbahn 18 folgt. In einem solchen Fall vollführt jedoch nur noch das Werkzeug 12 seine Bearbeitungsfunktion, während das Werkzeug 14 funktionslos mitläuft.In the case of a high-precision machining of a workpiece with several tools, however, the situation repeatedly arises that the tools 12 . 14 not or no longer the same circular path 16 . 18 consequences. Rather, the in 1 represented situation, according to which, for example, the tool 12 the circular path 16 follows while the tool 14 the circular path 18 follows. In such a case, however, only the tool performs 12 its editing function while the tool 14 runs without function.

Eine derartige Situation kann beispielsweise dadurch eintreten, dass das Werkzeug 14 gegenüber dem Werkzeug 12 fehljustiert ist und/oder dass das Werkzeug 14 einem größeren Verschleiß unterworfen war als das Werkzeug 12 und/oder beschädigt wurde.Such a situation may occur, for example, in that the tool 14 opposite the tool 12 is misaligned and / or that the tool 14 subjected to greater wear than the tool 12 and / or damaged.

Das mittlere Bild von 1 veranschaulicht eine Gegenmaßnahme gemäß dem der Erfindung zugrunde liegenden Prinzip. Gemäß diesem Prinzip wird ein am Werkzeughalter 10 vorgesehener thermischer Aktor 20 erwärmt und somit einer thermischen Dehnung unterworfen.The middle picture of 1 illustrates a countermeasure according to the principle underlying the invention. According to this principle, one on the tool holder 10 provided thermal actuator 20 heated and thus subjected to thermal expansion.

Dieser thermische Aktor 20 ist in der Darstellung gemäß 1 innerhalb des Werkzeughalters veranschaulicht. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen ist der thermische Aktor jedoch durch eine besondere Konstruktion ausgebildet, beispielsweise indem ein sich in radialer Richtung ausdehnendes Element vorgesehen ist.This thermal actuator 20 is in the illustration according to 1 illustrated within the tool holder. According to other embodiments, however, the thermal actuator is formed by a special construction, for example by providing a radially expanding element.

Die Erwärmung des thermischen Aktors 20 erfolgt mittels einer berührungslos arbeitenden Wärmequelle, die außerhalb des Werkzeughalters 10 angeordnet ist und in 1 nicht näher dargestellt ist. Im mittleren und rechten Bild von 1 ist die Erwärmung durch gestrichelt dargestellte konzentrische Kreise veranschaulicht.Heating of the thermal actuator 20 takes place by means of a non-contact heat source outside the tool holder 10 is arranged and in 1 not shown in detail. In the middle and right picture of 1 the heating is illustrated by dashed lines concentric circles.

Im mittleren Bild von 1 veranschaulicht der Pfeil 22 die radial nach außen gerichtete Verstellung des Werkzeugs 14 infolge der Erwärmung des thermischen Aktors 20. Das rechte Bild von 1 zeigt, dass im Bereich des Werkzeugs 14 der Werkzeughalter 10 eine bauchige Kontur angenommen hat, wodurch das Werkzeug 14 nunmehr der gleichen Kreisbahn 16 folgt wie das Werkzeug 12. Die Erwärmung des thermischen Aktors 20 ist dabei in einem derartigen Maß gewählt worden, dass die radiale Verstellung des Werkzeugs 14 dem radialen Abstand der beiden Kreisbahnen 16, 18 entspricht.In the middle picture of 1 the arrow illustrates 22 the radially outward adjustment of the tool 14 due to the heating of the thermal actuator 20 , The right picture of 1 shows that in the area of the tool 14 the tool holder 10 has assumed a bulbous contour, causing the tool 14 now the same circular path 16 follows like the tool 12 , Heating of the thermal actuator 20 has been chosen to such an extent that the radial displacement of the tool 14 the radial distance of the two circular paths 16 . 18 equivalent.

Das erläuterte Prinzip der thermomechanischen Verstellung von Werkzeugen eignet sich insbesondere für ultrapräzise Werkzeugbearbeitung, da es eine Verstellung der am Werkzeughalter befestigten Werkzeuge im Nanometerbereich ermöglicht.The explained principle of the thermo-mechanical adjustment of tools is particularly suitable for ultra-precise tool machining, since it allows an adjustment of the tools mounted on the tool holder in the nanometer range.

Vorteilhafterweise ist die Wärmequelle nicht im Werkzeughalter vorgesehen, sondern außerhalb. Dadurch kann der Aufbau des rotierenden Werkzeughalters einfach gehalten werden, was sowohl unter Kostengesichtspunkten vorteilhaft ist als auch unter dem Gesichtspunkt des gleichmäßigen Laufs des Werkzeughalters. Aufgrund der geforderten Genauigkeit der Bewegung der Werkzeuge im Nanometerbereich sind Unwuchten im Werkzeughalter nachteilig, da die zu einem ungleichmäßigen Lauf des Werkzeughalters führen.Advantageously, the heat source is not provided in the tool holder, but outside. As a result, the structure of the rotating tool holder can be kept simple, which is advantageous both from a cost point of view and from the standpoint of smooth running of the tool holder. Due to the required accuracy of the movement of the tools in the nanometer range imbalances in the tool holder are disadvantageous because they lead to an uneven running of the tool holder.

Die Wärmequelle ist vorteilhafterweise mittels einer Vielzahl von Wärmestrahlungselementen ausgebildet, die vorteilhafterweise als Infrarot-Leuchtdioden ausgeführt sind. Alternativ zu Infrarot-Leuchtdioden kommen aber auch Laserdioden in Betracht, die hoch konzentriert Energie auf einen sehr kleinen lokalen Bereich übertragen können. Schließlich kann auch eine Kombination von Infrarot-Leuchtdioden sowie Laserdioden eingesetzt werden.The heat source is advantageously formed by means of a plurality of heat radiation elements, which are advantageously designed as infrared light-emitting diodes. As an alternative to infrared light-emitting diodes but also come into consideration laser diodes, which can transmit highly concentrated energy to a very small local area. Finally, a combination of infrared light emitting diodes and laser diodes can be used.

Die Wärmestrahlungselemente einer Wärmequelle sind vorzugsweise entlang einer kreisförmigen Linie angeordnet. Sie können aber auch entlang mehrerer, insbesondere von zwei oder mehr kreisförmigen, Linien unterschiedlicher Radien angeordnet sein.The heat radiation elements of a heat source are preferably arranged along a circular line. However, they can also be arranged along several, in particular two or more circular, lines of different radii.

2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Werkzeughalters mit thermischem Aktor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Werkzeughalter vier Werkzeuge aufweist. In der Darstellung gemäß 2 dreht sich der Werkzeughalter mit der Drehzahl n im Uhrzeigersinn, was durch den Pfeil 24 dargestellt ist. Wärmestrahlung 26 trifft auf den Werkzeughalter 10 im Bereich des thermischen Aktors 20, der nach Art einer Speiche ausgebildet ist, d.h. insbesondere einen sich radial erstreckenden Abschnitt aufweist. An einem dem äußeren Ende des Aktors zugewandten Bereich ist der Aktor 20 über sich im Wesentlichen tangential erstreckende Abschnitte 28, 30 mit dem Werkzeughalter 10 mechanisch stabilisierend verbunden, um mechanischen Schwingungen des thermischen Aktors 20 vorzubeugen und somit ein Rattern zu vermeiden. 2 shows a perspective view of a tool holder with thermal actuator according to an embodiment of the invention, wherein the tool holder has four tools. In the illustration according to 2 the tool holder rotates clockwise at speed n, indicated by the arrow 24 is shown. thermal radiation 26 meets the tool holder 10 in the area of the thermal actuator 20 , which is designed in the manner of a spoke, ie in particular has a radially extending portion. At a the outer end of the actuator facing region is the actuator 20 over substantially tangentially extending portions 28 . 30 with the tool holder 10 mechanically stabilizing connected to mechanical vibrations of the thermal actuator 20 prevent and thus avoid rattling.

Im Bereich der Verbindungsstelle der beiden Tangentialabschnitte 28, 30 und des thermischen Aktors 20 ist ein Werkzeug 14, im Ausführungsbeispiel gemäß 2 in Form eines Diamantwerkzeugs, vorgesehen. Infolge der Wärmestrahlung 26 und der daraus resultierenden thermischen Dehnung des thermischen Aktors wird dieses Werkzeug 14 radial verstellt, wie dies durch den Pfeil 32 veranschaulicht ist.In the area of the junction of the two tangential sections 28 . 30 and the thermal actuator 20 is a tool 14 , in the embodiment according to 2 in the form of a diamond tool provided. As a result of heat radiation 26 and the resulting thermal expansion of the thermal actuator becomes this tool 14 radially adjusted, as indicated by the arrow 32 is illustrated.

3 zeigt im linken Bild eine perspektivische Ansicht eines Ringlichts 34 mit einer Vielzahl von Wärmestrahlungselementen 36 sowie im rechten Bild einen Werkzeughalter 10 mit zwei Werkzeugen 12, 14. 3 shows in the left picture a perspective view of a ring light 34 with a variety of heat radiation elements 36 and in the right picture a tool holder 10 with two tools 12 . 14 ,

Die Wärmestrahlungselemente 36 des Ringlichts 34 sind kreisförmig auf einer Platine 38 angeordnet. Der Mittelpunkt dieses Kreises liegt auf der Achse des Werkzeughalters 10. Das Ringlicht 34 ist daher tatsächlich unterhalb des Werkzeughalters gemäß dem rechten Bild von 3 angeordnet und lediglich aus zeichnerischen Gründen in 3 links neben dem Werkzeughalter 10 gezeichnet.The heat radiating elements 36 of the ring light 34 are circular on a circuit board 38 arranged. The center of this circle lies on the axis of the tool holder 10 , The ring light 34 is therefore actually below the tool holder according to the right image of 3 arranged and only for drawing reasons in 3 to the left of the tool holder 10 drawn.

Das Ringlicht 34 ist nicht-drehbar an der Werkzeugmaschine angeordnet. Demgegenüber ist der Werkzeughalter 10 rotierbar mit der Werkzeugmaschine verbunden, so dass die Werkzeuge 12, 14 gemäß dem rechten Bild von 3 entgegen dem Uhrzeigersinn rotieren können.The ring light 34 is non-rotatably mounted on the machine tool. In contrast, the tool holder 10 rotatably connected to the machine tool, so that the tools 12 . 14 according to the right picture of 3 can rotate counterclockwise.

Zusätzlich zu dem sich unterhalb des Werkzeughalters 10 befindenden Ringlichts 34 ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein weiteres oberhalb des Werkzeughalters 10 befindliches Ringlicht (nicht dargestellt) vorgesehen. Dabei sind die Wärmestrahlungselemente des oberen, nicht dargestellten Ringlichts auf der gegenüberliegenden Seite der zu diesem Ringlicht gehörenden Platine angeordnet wie bei dem unteren Ringlicht, so dass die Wärmestrahlungselemente des oberen Ringlichts ebenfalls in Richtung des Werkzeughalters 10 ausgerichtet sind und somit - ebenso wie die Wärmestrahlungselemente 36 des unteren Ringlichts 34 - Wärme in Richtung des Werkzeughalters 10 abstrahlen können.In addition to that below the tool holder 10 located ring light 34 is in a particularly preferred embodiment, another above the tool holder 10 located ring light (not shown) provided. In this case, the heat radiation elements of the upper ring light, not shown, are arranged on the opposite side of the circuit board belonging to this ring light as in the lower ring light, so that the heat radiation elements of the upper ring light also in the direction of the tool holder 10 are aligned and thus - as well as the heat radiating elements 36 of the lower ring light 34 - Heat in the direction of the tool holder 10 can radiate.

Der Werkzeughalter 10 weist zwei Werkzeuge 12, 14 auf, denen jeweils ein thermischer Aktor 20, 40 zugeordnet ist. Die thermischen Aktoren 20, 40 sind in zwei voneinander getrennte Abschnitte unterteilt, die vorzugsweise thermisch voneinander getrennt sind. Beispielsweise ist der thermische Aktor 20 in einen oberen Bereich 42 sowie einen unteren Bereich 44 unterteilt. In analoger Weise ist der thermische Aktor 40 in einem oberen Bereich 46 sowie einen unteren Bereich 48 unterteilt. Der obere Bereich 42 bzw. 46 ist dabei jeweils mit dem unteren Bereich 44 bzw. 48 des jeweiligen thermischen Aktors 20, 40 mechanisch verbunden. Wird nun beispielsweise der obere Bereich eines Aktors intensiver erwärmt als der untere Bereich, vollführt das an dem jeweiligen Aktor 20, 40 montierte Werkzeug 12 bzw. 14 nicht nur eine Bewegung in radialer Richtung, sondern auch in axialer Richtung. Eine derartige unterschiedliche Erwärmung der oberen Bereiche 42 bzw. 46 gegenüber den unteren Bereichen 44 bzw. 48 lässt sich insbesondere durch unterschiedliche Ansteuerungen des unteren Ringlichts 34 sowie des (nicht dargestellten) oberen Ringlichts realisieren.The tool holder 10 has two tools 12 . 14 on each of which a thermal actuator 20 . 40 assigned. The thermal actuators 20 . 40 are divided into two separate sections, which are preferably thermally separated from each other. For example, the thermal actuator 20 in an upper area 42 as well as a lower area 44 divided. Analogously, the thermal actuator 40 in an upper area 46 as well as a lower area 48 divided. The upper area 42 respectively. 46 is in each case with the lower area 44 respectively. 48 of the respective thermal actuator 20 . 40 mechanically connected. If, for example, the upper area of an actuator is heated more intensively than the lower area, this will be done at the respective actuator 20 . 40 mounted tool 12 respectively. 14 not only a movement in the radial direction, but also in the axial direction. Such a different heating of the upper areas 42 respectively. 46 opposite the lower areas 44 respectively. 48 can be particularly by different controls of the lower ring light 34 and the (not shown) upper ring light realize.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellte Konstruktion eines thermischen Aktors beschränkt. Es sind insbesondere auch andere thermische Aktoren von der Erfindung erfasst, die jeweils entweder nur in radialer Richtung oder in axialer Richtung Längenausdehnungen vollführen.However, the invention is not limited to the illustrated construction of a thermal actuator. In particular, other thermal actuators are also covered by the invention, which in each case carry out length expansions either only in the radial direction or in the axial direction.

4 zeigt eine Darstellung der Signale zur Steuerung der Wärmestrahlungselemente eines Ringlichts gemäß 3, wobei 4 ein Werkzeughalter 10 mit drei Werkzeugen zugrunde liegt, so wie dies im linken Teil von 4 veranschaulicht ist. Dreht sich der in 4 dargestellte Werkzeughalter (wie mittels des Pfeils U veranschaulicht) entgegen dem Uhrzeigersinn, wird von einer Wärmestrahlungsquelle zunächst das Werkzeug 12, dann das Werkzeug 14 und dann das Werkzeug 50 erfasst. Während einer Pulsbreite tp kann der jeweilige Aktor, der jedem der Werkzeuge 12, 14, 50 zugeordnet ist, mit Wärme bestrahlt werden, um eine Verstellung des jeweiligen Werkzeugs zu bewirken. Hierzu ist die Winkellage des Werkzeughalters 10 heranzuziehen, die mittels eines Winkelencoders an einer dem Werkzeughalter 10 zugeordneten Spindel ermittelt wird. Der Winkelencoder erzeugt ein Rechtecksignal 52. 4 shows a representation of the signals for controlling the heat radiation elements of a ring light according to 3 , in which 4 a tool holder 10 is based on three tools, as in the left part of 4 is illustrated. The in turns 4 shown tool holder (as illustrated by the arrow U) counterclockwise, is from a heat radiation source, first the tool 12 , then the tool 14 and then the tool 50 detected. During a pulse width t p can be the particular actor who each of the tools 12 . 14 . 50 is assigned to be irradiated with heat to effect an adjustment of the respective tool. For this purpose, the angular position of the tool holder 10 using an angle encoder on a tool holder 10 assigned spindle is determined. The angle encoder generates a square wave signal 52 ,

Die Pulsbreite tp ist derart gewählt, dass die Energiezufuhr beendet wird, sobald der zu erwärmende Bereich des jeweiligen thermischen Aktors den Bereich der Wärmestrahlungsquelle wieder verlassen hat.The pulse width t p is chosen such that the power supply is terminated as soon as the region of the respective thermal actuator to be heated has left the region of the heat radiation source.

Somit ergibt sich beispielsweise für die kontrollierte Erwärmung eines 20 mm breiten thermischen Aktors auf einem Werkzeughalter, bei dem die thermischen Aktoren auf einem Durchmesser von 100 mm angeordnet sind, eine Pulsbreite von ca. 4 ms bei einer Betriebsdrehzahl von 1.000 Umdrehungen/min. Bei einer Betriebsdrehzahl von 20.000 Umdrehungen/min ergibt sich demzufolge eine Pulsbreite von ca. 200 µs.Thus, for example, results for the controlled heating of a 20 mm wide thermal actuator on a tool holder, wherein the thermal actuators are arranged on a diameter of 100 mm, a pulse width of about 4 ms at an operating speed of 1,000 revolutions / min. At an operating speed of 20,000 revolutions / min, this results in a pulse width of approximately 200 μs.

Aufgrund dieser sehr kurzen Pulsbreiten ist es vorteilhaft, dass erfindungsgemäß eine Vielzahl von Wärmestrahlungselementen angeordnet ist, so wie dies im linken Bild von 3 dargestellt ist. Die Bestrahlungsdauern der einzelnen Aktoren können dadurch signifikant verlängert werden, da sie quasi-kontinuierlich beleuchtet und somit erwärmt werden können. Die Beleuchtung bzw. Bestrahlung eines Aktors kann somit durch eine Vielzahl von Wärmestrahlungselementen realisiert werden, wobei jeweils nur ein oder wenige Wärmestrahlungselemente jeweils einen Aktor bestrahlen. Da der Aktor rotiert, während das Ringlicht stillsteht, sind zu diesem Zweck die Wärmestrahlungselemente sukzessiv zu aktivieren und zu deaktivieren. Die Steuerung der Wärmestrahlungselemente erfolgt dabei mittels einer Steuerungseinrichtung, welche die Aktivierung und Deaktivierung steuert.Because of these very short pulse widths, it is advantageous for a plurality of heat radiation elements to be arranged according to the invention, as shown in the left image of FIG 3 is shown. The irradiation periods of the individual actuators can thereby be significantly extended, since they can be quasi-continuously illuminated and thus heated. The illumination or irradiation of an actuator can thus be realized by a plurality of heat radiation elements, wherein in each case only one or a few heat radiation elements each irradiate an actuator. Since the actuator rotates while the ring light is stationary, the heat radiation elements are successively activated and deactivated for this purpose. The control of Heat radiation elements takes place by means of a control device which controls the activation and deactivation.

5 zeigt einen Teil dieser Steuerungseinrichtung 54 mit einer Leistungselektronik für eine Vielzahl von Wärmestrahlungselementen 36. 5 zeigt diese Vielzahl von Wärmestrahlungselementen 36 in Form von Infrarot-Leuchtdioden, welche über Transistoren 56 gesteuert mit elektrischer Energie versorgt werden. Diese Transistoren 56 sind beispielsweise als MOSFET ausgebildet. Eine Besonderheit der dargestellten Schaltung besteht darin, dass die Wärmestrahlungselemente 36 mit sehr hohen Leistungen hoch dynamisch geschaltet werden können. Der Eingang +Vin bezeichnet die Eingangsspannung der Wärmestrahlungselemente 36. Die kreisförmig angeordneten Wärmestrahlungselemente 36 sind in 5 zusätzlich mit D01 bis Dn bezeichnet. An jedes dieser Wärmestrahlungselemente ist ein Transistor angeschlossen, die in 5 zusätzlich mit T01 bis Tn bezeichnet sind. Die Widerstände 58, die in 5 zusätzlich mit R01 bis Rn bezeichnet sind, sorgen dafür, dass die jeweiligen Transistoreingänge im Grundzustand nicht geschaltet sind und die jeweiligen Wärmestrahlungselemente 36 somit nicht aktiviert sind. Erst beim Anlegen einer Steuerspannung S01 bis Sn wird der jeweilige Transistor geschaltet und damit das zugehörige Wärmestrahlungselement 36 aktiviert. 5 shows a part of this controller 54 with power electronics for a variety of heat radiation elements 36 , 5 shows this variety of heat radiation elements 36 in the form of infrared light emitting diodes, which have transistors 56 be supplied controlled with electrical energy. These transistors 56 are formed, for example, as a MOSFET. A special feature of the circuit shown is that the heat radiation elements 36 can be switched highly dynamically with very high powers. The input + Vin denotes the input voltage of the heat radiating elements 36 , The circular heat radiating elements 36 are in 5 in addition with D01 denoted by Dn. To each of these heat radiating elements, a transistor is connected, which in 5 in addition with T01 to Tn are designated. The resistors 58 , in the 5 in addition with R01 to rn are designated, ensure that the respective transistor inputs are not switched in the ground state and the respective heat radiation elements 36 thus not activated. Only when applying a control voltage S01 to Sn, the respective transistor is switched and thus the associated heat radiation element 36 activated.

Mittels einer Pulsweitenmodulation der Steuerspannung S01 bis Sn ist es ferner möglich, ein aktiviertes Wärmestrahlungselement 36 in seiner Leistung zu regeln.By means of a pulse width modulation of the control voltage S01 to Sn, it is also possible to have an activated heat radiating element 36 to regulate in his performance.

6 zeigt einen Ausschnitt der Schaltung gemäß 5 zur Erläuterung zweier Möglichkeiten der Leistungsregelung der Wärmestrahlungselemente 36. 6 shows a section of the circuit according to 5 to explain two ways of power control of the heat radiation elements 36 ,

Der obere Abschnitt der Schaltung gemäß 6 (umfassend den Eingang +Vin, das Wärmestrahlungselement 36 sowie den Transistor 56) zeigt eine erste Möglichkeit der Leistungsregelung und zwar über eine Pulsweitenmodulation 62 der Versorgungsspannung, die der Schaltung über den Eingang +Vin zugeführt wird. Hierdurch werden alle Wärmestrahlungselemente 36, die mit diesem Eingang verbunden sind, mit gleicher Intensität betrieben.The upper portion of the circuit according to 6 (comprising the input + Vin, the heat radiating element 36 as well as the transistor 56 ) shows a first possibility of power control via a pulse width modulation 62 the supply voltage which is supplied to the circuit via the input + Vin. As a result, all heat radiation elements 36 , which are connected to this input, operated with the same intensity.

Der untere Abschnitt der Schaltung gemäß 6 (umfassend den Eingang für die Steuerspannung S01, den Widerstand 58 bzw. R01 und die Masseverbindung GND) zeigt eine zweite Möglichkeit der Leistungsregelung und zwar über eine Pulsweitenmodulation 64 des Transistors 56 bzw. T01 über die dem Transistoreingang 60 zugeführte Steuerspannung S01. Bei dieser Möglichkeit sind alle Wärmestrahlungselemente 36 mit einer individuellen Intensität steuerbar.The lower portion of the circuit according to 6 (comprising the input for the control voltage S01 , the resistance 58 respectively. R01 and the ground connection GND ) shows a second possibility of power control, namely via a pulse width modulation 64 of the transistor 56 respectively. T01 over the transistor entrance 60 supplied control voltage S01 , In this possibility, all heat radiation elements 36 controllable with an individual intensity.

7 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Steuerungseinrichtung 54 zur Leistungsregelung der Wärmestrahlungselemente 36, die in der Lage ist, die Wärmestrahlungselemente 36 derart sukzessiv zu aktivieren und zu deaktivieren, dass eine Wärmezufuhr der Rotation eines thermischen Aktors folgen kann. Die Steuerungseinrichtung 54 umfasst einen Winkelencoder 66 der Antriebsspindel 68 der Werkzeugmaschine. Der Winkelencoder 66 erzeugt ein Signal REV zur Erkennung der Drehzahl einer Antriebsspindel 68 bzw. deren Winkelposition, welches je Umdrehung der Spindel einen Rechteckimpuls 69 umfasst, sowie ein kontinuierliches Rechtecksignal ENC, welches je Umdrehung der Spindel eine definierte Vielzahl von Rechteckimpulsen aufweist. 7 shows a diagram for explaining the control device 54 for power control of the heat radiation elements 36 that is capable of heat radiating elements 36 to successively activate and deactivate such that a heat supply can follow the rotation of a thermal actuator. The control device 54 includes an angle encoder 66 the drive spindle 68 the machine tool. The angle encoder 66 generates a signal REV to detect the speed of a drive spindle 68 or their angular position, which per revolution of the spindle a rectangular pulse 69 includes, as well as a continuous square wave signal ENC, which has a defined plurality of rectangular pulses per revolution of the spindle.

Ein Mikrocontroller 70 erzeugt aus dem Signal REV ein Signal ACT, bei welchem ein Rechteckimpuls einem Wärmestrahlungselement zugeordnet ist.A microcontroller 70 generates from the signal REV a signal ACT, in which a rectangular pulse is assigned to a heat radiation element.

Außerdem erzeugt der Mikrocontroller 70 anhand der Position eines Werkzeugs Δ sowie der gewünschten Verstellung dieses Werkzeugs ein pulsweitenmoduliertes Signal PWM, welches als integriertes Signal in 7 dargestellt ist. Eine Schieberegisterschaltung 72 erhält das Signal REV als ein serielles Datensignal SERIN, welches entsprechend einem von dem Signal ACT abgeleiteten Taktsignal CLK an den jeweils nächsten Ausgang Qx weiter geschoben wird. Die Signale S01 bis S08 an den Ausgängen O0 bis O7 einzelner Schieberegister SR0 bis SRn dienen zum Aktivieren der jeweiligen Wärmestrahlungselemente 36.In addition, the microcontroller generates 70 Based on the position of a tool Δ and the desired adjustment of this tool a pulse width modulated signal PWM, which as an integrated signal in 7 is shown. A shift register circuit 72 receives the signal REV as a serial data signal SERIN, which according to a derived from the signal ACT clock signal CLK to the respective next output Qx is pushed further. The signals S01 to S08 at the exits O0 to O7 single shift register SR0 to SRn serve to activate the respective heat radiating elements 36 ,

Über jeweils einen weiteren Eingang an den jeweiligen Schieberegistern SR0 bis SRn können sämtliche Ausgänge O0 bis O7 eines Schieberegisters SR0 bis SRn aktiv oder inaktiv geschaltet werden. Auf diese Weise kann eine Leistungssteuerung der jeweiligen LED erzielt werden. Ferner ist die direkte Ansteuerung eines Wärmestrahlungselements 36 über seinen zugeordneten Transistor 56 mittels des Mikrocontrollers 70 möglich, wenn dieser über eine entsprechende Anzahl von Ausgängen verfügt.In each case via a further input to the respective shift registers SR0 to SRn can all outputs O0 to O7 a shift register SR0 to SRn be switched active or inactive. In this way, power control of the respective LED can be achieved. Furthermore, the direct control of a heat radiation element 36 via its associated transistor 56 by means of the microcontroller 70 possible if it has a corresponding number of outputs.

Beispielsweise wird das serielle Datensignal SERIN einmal pro Umdrehung aus dem Winkelencoder 66 generiert. Es markiert somit den Start eines Umlaufs des Ringlichts. Überspannt dieses Datensignal mehrere Takte eines Schieberegisters, werden mehrere Wärmestrahlungselemente 36 gleichzeitig aktiviert, so dass ein breiterer Bereich beleuchtet werden kann als mit nur einem Wärmestrahlungselement. Im unteren Abschnitt von 7 sind vier Winkelpositionen eines Werkzeughalters 10 gegenüber dem zugehörigen Ringlicht 34 dargestellt, wobei jeweils zwei Wärmestrahlungselemente 36 einen thermischen Aktor bestrahlen können.For example, the serial data signal SERIN is read once per revolution from the angle encoder 66 generated. It thus marks the start of a round of the ring light. If this data signal spans several cycles of a shift register, several thermal radiation elements will be spanned 36 activated simultaneously, so that a wider area can be illuminated than with only one heat radiation element. In the lower section of 7 are four angular positions of a tool holder 10 opposite the associated ring light 34 shown, wherein in each case two heat radiation elements 36 can irradiate a thermal actuator.

Als Taktsignal für das Schieberegister werden pro Umlauf so viele Impulse generiert, wie Wärmestrahlungselemente 36 auf dem Ringlicht 34 angeordnet sind. Dies geschieht entweder durch das Auswerten der Spindeldrehzahl und der entsprechenden Erzeugung eines Taktsignals über den Mikrocontroller 70 oder über das direkte Auswerten des Winkelencoders 66 mithilfe eines Impulsteilers. As a clock signal for the shift register, as many pulses are generated per revolution as heat radiation elements 36 on the ring light 34 are arranged. This is done either by evaluating the spindle speed and the corresponding generation of a clock signal via the microcontroller 70 or via the direct evaluation of the angle encoder 66 using a pulse divider.

8 zeigt eine Darstellung eines Werkzeughalters 10 mit einer Einrichtung 74 zum dynamischen Wuchten, die eine Kammer 76 zur Aufnahme einer Flüssigkeit 78 sowie ein Steigrohr 80 aufweist, das mit der Kammer fluidisch verbunden ist. Das Steigrohr weist zum inneren zentralen Bereich des Werkzeughalters 10 und somit von seinem äußeren Umfang weg. Die Kammer 76 und das Steigrohr 80 sind mit einem derartigen Volumen der Flüssigkeit 80 befüllt, dass bei rotierendem Werkzeughalter 10 das Steigrohr bei einer minimalen Betriebstemperatur nur bis zu einem minimalen Füllstand mit Flüssigkeit gefüllt ist, während das Steigrohr bei einer maximalen Betriebstemperatur bis zu einem maximalen Füllstand mit Flüssigkeit gefüllt ist. Diese unterschiedlichen Füllstände resultieren aus der Wärmeausdehnung der Flüssigkeit 78. Auf diese Weise kann durch Erwärmung der Flüssigkeit 78 der Schwerpunkt der Flüssigkeit innerhalb des Steigrohrs 80 verschoben werden, wodurch die Massenverteilung des gesamten Werkzeughalters 10 beeinflusst werden kann. 8th shows a representation of a tool holder 10 with a device 74 for dynamic balancing a chamber 76 for receiving a liquid 78 as well as a riser 80 which is fluidically connected to the chamber. The riser points to the inner central area of the tool holder 10 and thus away from its outer circumference. The chamber 76 and the riser 80 are with such a volume of liquid 80 filled that with rotating tool holder 10 the riser is filled with liquid at a minimum operating temperature only to a minimum level while the riser is filled with liquid at a maximum operating temperature up to a maximum level. These different levels result from the thermal expansion of the liquid 78 , In this way, by heating the liquid 78 the center of gravity of the liquid within the riser 80 be moved, reducing the mass distribution of the entire tool holder 10 can be influenced.

Durch gezielte Erwärmung der Flüssigkeiten 78 in den Kammern 76 kann der rotierende Werkzeughalter 10 während des Betriebs gewuchtet werden, um etwaigen entstehenden Unwuchten entgegenzuwirken.By targeted heating of the liquids 78 in the chambers 76 can the rotating tool holder 10 be balanced during operation to counteract any resulting imbalances.

Vorteilhafterweise sind zu diesem Zweck die Kammern 76 nebst den zugehörigen Steigrohren diametral den einzelnen thermischen Aktoren gegenüberliegend angeordnet, was insbesondere bei einer Konfiguration mit einer ungeraden Anzahl von Aktoren vorteilhaft ist. Aber auch bei einer geraden Anzahl von Aktoren können derartige Kammern und Steigrohre zwischen den einzelnen Aktoren angeordnet sein, um ein dynamisches Wuchten zu ermöglichen.Advantageously, the chambers are for this purpose 76 together with the associated risers diametrically opposite the individual thermal actuators arranged, which is particularly advantageous in a configuration with an odd number of actuators. But even with an even number of actuators such chambers and risers between the individual actuators may be arranged to allow dynamic balancing.

Vorteilhafterweise liegen die Kammern 76 im gleichen radialen Abstand wie die thermischen Aktoren, so dass die Kammern 76 ebenfalls von den Wärmestrahlungselementen 36 bestrahlt werden können und mittels der Steuerungseinrichtung 54 können dann auch die Kammern erwärmt und somit die Massenverteilungen beeinflusst werden, um etwaigen durch Werkzeugverschleiß oder Aktorenverstellung bedingten Massenverschiebungen entgegenwirken zu können.Advantageously, the chambers are 76 at the same radial distance as the thermal actuators, leaving the chambers 76 also from the heat radiating elements 36 can be irradiated and by means of the control device 54 Then, the chambers can be heated and thus the mass distributions are influenced to counteract any caused by tool wear or Aktorenverstellung mass shifts can.

Insgesamt ermöglicht die Erfindung durch gezielte Verstellung von Werkzeugen und Massen die Präzision von Werkzeugmaschinen sowie die Bearbeitungsgeschwindigkeiten derartiger Werkzeugmaschinen signifikant zu erhöhen.Overall, the invention enables by targeted adjustment of tools and masses to increase the precision of machine tools and the processing speeds of such machine tools significantly.

Die vorliegende Erfindung ist anhand einer Werkzeugmaschine mit einem rotierenden Werkzeughalter zur Aufnahme eines Werkzeugs erläutert worden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Werkzeugmaschinen beschränkt, sondern umfasst auch andere Arbeitsmaschinen mit rotierenden Haltern für Maschinenteile. Beispielsweise kann es sich bei derartigen Maschinenteilen um Flügelräder bzw. Luftschaufeln von hochpräzise laufenden und schnell drehenden Pumpen oder Ventilatoren handeln, bei denen in besonderen Anwendungsfällen die Flügelräder bzw. Luftschaufeln mit nur sehr geringen Abständen zu einer umgebenden Wandung betrieben werden. Ferner kann es sich bei derartigen Maschinenteilen um Schneiden handeln, mittels denen eine Masse oder viskose Substanz zerkleinert wird.The present invention has been explained with reference to a machine tool with a rotating tool holder for receiving a tool. However, the invention is not limited to such machine tools, but includes other machines with rotating holders for machine parts. For example, such machine parts may be impellers or air blades of high-precision running and rapidly rotating pumps or fans, in which, in special cases of application, the impellers or air blades are operated at very small distances to a surrounding wall. Furthermore, such machine parts may be cutting by means of which a mass or viscous substance is comminuted.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • „Control of a thermal actuator for UP-milling with multiple cutting edges“ von Lars Schönemann, Oltmann Riemer und Ekkard Brinksmeier, veröffentlicht in Procedia CIRP, Bd. 46 (2016), S. 424 - 427 [0002]Lars Schönemann, Oltmann Riemer and Ekkard Brinksmeier, published in Procedia CIRP, vol. 46 (2016), pp. 424-427 [0002] "Control of a thermal actuator for milling with multiple cutting edges" by Lars Schönemann, Oltmann Riemer and Ekkard Brinksmeier

Claims (12)

Arbeitsmaschine mit einem rotierenden Maschinenteilhalter, insbesondere Werkzeugmaschine mit einem rotierenden Werkzeughalter (10), wobei dieser Halter wenigstens einen thermischen Aktor (20, 40) zur Aufnahme eines Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs (12, 14), aufweist, mittels dem das Maschinenteil, insbesondere Werkzeug (12, 14), verstellbar ist, wenigstens einer Wärmequelle (34) zum berührungslosen Erwärmen des thermischen Aktors (20, 40) und einer Steuerungseinrichtung (54) zur Steuerung der Wärmequelle (34) hinsichtlich ihrer Leistungsabgabe, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (34) als axial vom Halter (10) beabstandetes und stationär angeordnetes Ringlicht (34) ausgebildet ist, das eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten, elektrisch angesteuerten Wärmestrahlungselementen (36) aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung die Wärmestrahlungselemente (36) derart aufeinanderfolgend aktiviert und deaktiviert, dass aktivierte Wärmestrahlungselemente (36) einen rotierenden Aktor (20, 40) mit Wärmestrahlung beaufschlagen, wobei die Steuerungseinrichtung (54) die Aktivierung und Deaktivierung der Wärmestrahlungselemente (36) derart steuert, dass das oder die sich einem Aktor (20, 40) gegenüberliegenden Wärmestrahlungselemente (36) aktiviert sind.Working machine with a rotating machine part holder, in particular a machine tool with a rotating tool holder (10), said holder having at least one thermal actuator (20, 40) for receiving a machine part, in particular tool (12, 14), by means of which the machine part, in particular tool (12, 14), at least one heat source (34) for contactless heating of the thermal actuator (20, 40) and a control device (54) for controlling the heat source (34) in terms of their power output, characterized in that the heat source ( 34) is formed as a ring light (34) spaced axially from the holder (10) and having a plurality of circularly arranged, electrically controlled heat radiation elements (36), wherein the control device sequentially activates and deactivates the heat radiation elements (36) in such a way activated heat radiation elements (36) a r heat-radiation act upon the actuator (20, 40), wherein the control device (54) controls the activation and deactivation of the heat radiating elements (36) in such a way that the one or more heat radiating elements (36) facing an actuator (20, 40) are activated. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmestrahlungselemente (36) Infrarot-Leuchtdioden und/oder Laserdioden sind.Working machine after Claim 1 , characterized in that the heat radiation elements (36) are infrared light-emitting diodes and / or laser diodes. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (54) die Leistungsabgabe eines aktivierten Wärmestrahlungselements (36) mittels einer Pulsweitenmodulation (62, 64) derart steuert, dass während einer Phase der Aktivierung des Wärmestrahlungselements (36) ein elektrisches Signal zur Erzeugung der Wärmestrahlung getaktet geschaltet wird, wobei der Takt in Abhängigkeit von einer vorgesehenen Leistungsabgabe gesteuert wird.Working machine after Claim 1 or 2 , characterized in that the control device (54) controls the output of an activated heat radiation element (36) by means of a pulse width modulation (62, 64) such that during a phase of activation of the heat radiation element (36) an electrical signal is switched to generate the heat radiation clocked wherein the clock is controlled in dependence on an intended power output. Arbeitsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Pulsweitenmodulation die Versorgungsspannung (+Vin) der Wärmestrahlungselemente (36) gesteuert wird und/oder mittels der Pulsweitenmodulation eine Steuerspannung (S01, S02, ..., Sn) eines einem Wärmestrahlungselement (36) zugeordneten Transistors (56) zur elektrischen Energieversorgung des Wärmestrahlungselements (36) gesteuert wird.Working machine after Claim 3 , characterized in that the supply voltage (+ Vin) of the heat radiation elements (36) is controlled by means of the pulse width modulation and / or by means of the pulse width modulation, a control voltage (S01, S02, ..., Sn) of a heat radiation element (36) associated transistor (56 ) is controlled to provide electrical power to the heat radiating element (36). Arbeitsmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsabgabe in Abhängigkeit von einer gewünschten Verstellung des Bauteils, insbesondere des Werkzeugs (12, 14), erfolgt, wobei die Leistungsabgabe umso größer ist, je größer die gewünschte Verstellung des Bauteils ist, wobei die Steuerungseinrichtung (54) eine Istposition des Bauteils erfasst oder ermittelt und mit einer Sollposition vergleicht und anhand des Ergebnisses des Vergleichs die Leistungsabgabe regelt.Working machine after Claim 3 or 4 , characterized in that the power output in dependence on a desired adjustment of the component, in particular of the tool (12, 14), takes place, wherein the power output is greater, the greater the desired adjustment of the component, wherein the control device (54) a Actual position of the component detected or determined and compared with a target position and based on the result of the comparison regulates the power output. Arbeitsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei jeweils als Ringlicht (34) ausgebildete Wärmequellen (34) vorgesehen sind, wobei in axialer Richtung betrachtet das erste Ringlicht (34) vor dem Maschinenteilhalter, insbesondere Werkzeughalter (10), und das zweite Ringlicht hinter diesem Maschinenteilhalter angeordnet sind.Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that two heat sources (34) each formed as ring light (34) are provided, wherein viewed in the axial direction, the first ring light (34) in front of the machine part holder, in particular tool holder (10), and the second Ring light are arranged behind this machine part holder. Arbeitsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Aktor (20, 40) derart ausgebildet ist, dass er bei Erwärmung eine Längenausdehnung in radialer Richtung des Maschinenteilhalters, insbesondere Werkzeughalters (10), ausführt, um das Werkzeug (12, 14) radial zu verstellen.Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal actuator (20, 40) is designed such that it performs a length extension in the radial direction of the machine part holder, in particular tool holder (10) when heated to the tool (12, 14 ) to adjust radially. Arbeitsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Aktor (20, 40) zwei thermisch voneinander getrennte Abschnitte aufweist, so dass das erste Ringlicht (34) einen ersten dieser Abschnitte und das zweite Ringlicht einen zweiten dieser Abschnitte bestrahlen kann.Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal actuator (20, 40) has two thermally separated sections, so that the first ring light (34) can irradiate a first of these sections and the second ring light can irradiate a second of these sections. Arbeitsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenteilhalter, insbesondere Werkzeughalter (10), wenigstens eine Kammer (76) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (78) aufweist, wobei die Kammer (76) mit einem Steigrohr (80) fluidisch verbunden ist, das vom äußeren Umfang des Maschinenteilhalters weg weist, wobei die Kammer (76) und das Steigrohr (80) mit einem derartigen Volumen der Flüssigkeit (78) gefüllt sind, dass bei rotierendem Maschinenteilhalter bei einer minimalen Betriebstemperatur das Steigrohr (80) nur bis zu einem minimalen Füllstand mit Flüssigkeit (78) gefüllt ist und dass bei einer maximalen Betriebstemperatur das Steigrohr (80) bis zu einem maximalen Füllstand mit Flüssigkeit (78) gefüllt ist.Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the machine part holder, in particular tool holder (10), at least one chamber (76) for receiving a liquid (78), wherein the chamber (76) with a riser pipe (80) is fluidly connected , which faces away from the outer circumference of the machine part holder, wherein the chamber (76) and the riser pipe (80) are filled with such a volume of liquid (78) that with a rotating machine part holder at a minimum operating temperature the riser (80) only up to a minimum filling level with liquid (78) is filled and that at a maximum operating temperature, the riser pipe (80) is filled up to a maximum level with liquid (78). Arbeitsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass je eine Anordnung aus einer Kammer (76) und einem Steigrohr (80) jeweils einem von mehreren thermischen Aktoren (20, 40) zugeordnet ist, wobei vorzugsweise jede Anordnung aus Kammer (76) und Steigrohr (80) einem Aktor (20, 40) diametral gegenüberliegend angeordnet ist.Working machine after Claim 9 , characterized in that each one arrangement of a chamber (76) and a riser pipe (80) is associated with each one of a plurality of thermal actuators (20, 40), wherein preferably each arrangement of chamber (76) and riser (80) an actuator (20, 40) is arranged diametrically opposite. Verfahren zum Justieren eines Maschinenteils, insbesondere Werkzeugs (12, 14), einer Arbeitsmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem rotierenden Maschinenteilhalter, insbesondere Werkzeughalter (10), der einen thermischen Aktor (20, 40) aufweist, der das Maschinenteil, insbesondere Werkzeug (12, 14), aufnimmt, wobei das Maschinenteil, insbesondere Werkzeug (12, 14), mittels des Aktors (20, 40) verstellt wird, wobei mittels einer Wärmequelle (34) der Aktor (20, 40) berührungslos erwärmt wird, wobei die Wärmequelle (34) mittels einer Steuerungseinrichtung (54) hinsichtlich ihrer Leistungsabgabe gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (34) als axial vom Maschinenteilhalter, insbesondere Werkzeughalter (10), beabstandetes und stationär angeordnetes Ringlicht (34) ausgebildet ist, das eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten und elektrisch angesteuerten Wärmestrahlungselementen (36) aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung (54) die Wärmestrahlungselemente derart aufeinanderfolgend aktiviert und deaktiviert, dass aktivierte Wärmestrahlungselemente (36) einen rotierenden Aktor (20, 40) mit Wärmestrahlung beaufschlagen, wobei die Steuerungseinrichtung (54) die Aktivierung und Deaktivierung derart steuert, dass das oder die sich einem Aktor (20, 40) gegenüberliegend befindenden Wärmestrahlungselemente (36) aktiviert werden.Method for adjusting a machine part, in particular a tool (12, 14), a working machine, in particular according to one of Claims 1 to 10 , with a rotating machine part holder, in particular tool holder (10), which has a thermal actuator (20, 40) which receives the machine part, in particular tool (12, 14), wherein the machine part, in particular tool (12, 14), by means of the actuator (20, 40 ), wherein by means of a heat source (34) the actuator (20, 40) is heated without contact, wherein the heat source (34) by means of a control device (54) is controlled in terms of their power output, characterized in that the heat source (34) as formed axially from the machine part holder, in particular tool holder (10), spaced and stationary arranged ring light (34) having a plurality of circularly arranged and electrically controlled heat radiation elements (36), wherein the control means (54) so sequentially activates and deactivates the heat radiation elements, in that activated heat radiation elements (36) apply heat radiation to a rotating actuator (20, 40), wherein the control device (54) controls the activation and deactivation such that the one or more heat radiation elements (36) located opposite an actuator (20, 40) are activated. Ringlicht für eine Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 11, wobei das Ringlicht (34) eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten und elektrisch ansteuerbaren Wärmestrahlungselementen (36) aufweist, welche aufeinanderfolgend aktivierbar und deaktivierbar sind.Ring light for a working machine according to one of Claims 1 to 10 , in particular for carrying out a method according to Claim 11 , wherein the ring light (34) has a plurality of circularly arranged and electrically controllable heat radiation elements (36) which can be activated and deactivated successively.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2303912B2 (en) * 1972-01-28 1975-06-19 Automobiles Peugeot, Paris Adjusting device with small adjustment paths for cutting tools on boring bars or the like
EP1150154B1 (en) * 2000-04-26 2003-03-26 COBRA electronic GmbH Device and method for annular illumination, especially for bright field illumination of microscopes
DE102010027116A1 (en) * 2010-07-14 2012-01-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Machine tool for fine turn-milling finishing of e.g. main bearing of crankshaft of internal combustion engine, has tool control displacing tool by actuator device according to process, wear-conditional shape and/or dimensional deviations

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2303912B2 (en) * 1972-01-28 1975-06-19 Automobiles Peugeot, Paris Adjusting device with small adjustment paths for cutting tools on boring bars or the like
EP1150154B1 (en) * 2000-04-26 2003-03-26 COBRA electronic GmbH Device and method for annular illumination, especially for bright field illumination of microscopes
DE102010027116A1 (en) * 2010-07-14 2012-01-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Machine tool for fine turn-milling finishing of e.g. main bearing of crankshaft of internal combustion engine, has tool control displacing tool by actuator device according to process, wear-conditional shape and/or dimensional deviations

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
„Control of a thermal actuator for UP-milling with multiple cutting edges" von Lars Schönemann, Oltmann Riemer und Ekkard Brinksmeier, veröffentlicht in Procedia CIRP, Bd. 46 (2016), S. 424 - 427

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