DE19859360C2 - Machine tool with piezoelectric position correction device - Google Patents

Machine tool with piezoelectric position correction device

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Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken, mit mindestens zwei, jeweils eine Arbeits­ spindel aufweisenden Bearbeitungseinheiten und mit minde­ stens einem zwischen den beiden Bearbeitungseinheiten als Positionskorrektureinrichtung wirkenden, elektrisch ange­ steuerten piezoelektrischen Stellelement.The invention relates to a machine tool for machining of workpieces, with at least two, each one working processing units with spindle and with min at least one between the two processing units as Position correction device acting, electrically controlled piezoelectric actuator.

Eine derartige Werkzeugmaschine ist zum Beispiel durch die DE 37 11 600 A1 bekanntgeworden.Such a machine tool is, for example, by DE 37 11 600 A1 has become known.

Aus der DE 37 11 600 A1 ist eine Werkmaschine mit zwei Ar­ beitsspindeln bekannt, wobei die eine Arbeitsspindel gegen­ über der anderen mittels eines piezoelektrischen Stellele­ ments verstellbar ist. Allerdings kann der ursprüngliche Ab­ stand zwischen beiden Arbeitsspindeln, nachdem eine Auslen­ kung mit dem piezoelektrischen Stellelement erfolgt ist, nur durch Nachstellen über eine dritte Spindel erfolgen.DE 37 11 600 A1 describes a machine tool with two ares beitsspindeln known, the one work spindle against over the other by means of a piezoelectric actuator is adjustable. However, the original Ab stood between the two work spindles after a deflection Kung with the piezoelectric actuator is done only by adjusting a third spindle.

Weiterhin ist aus der DE 196 19 103 A1 eine Werkzeugmaschine mit einer Kompensationsvorrichtung bekannt, die auswählbar den Werkzeugkopf einer Werkzeugmaschine orientiert, um das Werkzeug ausgerichtet zu halten. Die Kompositionsvorrichtung enthält einen Rahmen und einen Maschinenschlittenaufbau, an dem das Werkzeug gehalten ist. Eine Stellgliederanordnung mit einer Mehrzahl an Stellgliedern ist zwischen dem Maschi­ nenschlittenaufbau und dem Rahmen angeordnet. Jedes Stell­ glied ist an einer bestimmten Position angeordnet, um eine selektive Orientierung des Maschinenschlittenaufbaus und des Werkzeugs in bezug auf den Rahmen zu ermöglichen.Furthermore, DE 196 19 103 A1 describes a machine tool known with a compensation device that can be selected orientates the tool head of a machine tool in order to Keep tool aligned. The composition device contains a frame and a machine slide assembly the tool is held. An actuator assembly with a plurality of actuators is between the machine  sled structure and the frame. Every position member is arranged at a certain position to a selective orientation of the machine slide assembly and the Allow tool with respect to the frame.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Werk­ zeugmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weiter­ zubilden, daß der ursprüngliche Abstand zwischen den zwei Arbeitsspindeln automatisch wiederhergestellt wird, sobald das piezoelektrische Stellelement zurückgestellt wird.In contrast, it is the object of the invention, a work Witness machine of the type mentioned further to form the original distance between the two Work spindles will be restored automatically as soon as the piezoelectric actuator is reset.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bearbeitungseinheiten einen gemeinsamen Gehäuseblock aufwei­ sen und durch eine im Gehäuseblock verlaufende aufweitbare Trennfuge beabstandet sind, in der sich zur Veränderung des Abstands der Arbeitsspindeln das mindestens eine piezoelek­ trische Stellelement befindet.This object is achieved in that the Machining units have a common housing block sen and by an expandable in the housing block Parting line are spaced in which to change the Distance between the work spindles is at least one piezoelectric trical actuator is located.

Piezoelektrische Stellelemente (Aktuatoren), mit denen sich heute Dehnungen von bis zu ca. 300 µm erreichen lassen, wei­ sen sehr hohe Steifigkeiten und insbesondere sehr kurze Stellzeiten (kleiner als 1 µs) auf. In Werkzeugmaschinen können sie sowohl auf der Werkzeug- als auch auf der Werk­ stückseite eingesetzt werden z. B.:
Piezoelectric control elements (actuators), with which stretches of up to approx. 300 µm can be achieved today, have very high rigidity and in particular very short actuation times (less than 1 µs). In machine tools they can be used on both the tool and the workpiece side z. B .:

  • - zum Ausgleich von thermischen Verformungen und Verlagerun­ gen;- to compensate for thermal deformation and displacement gene;
  • - zum Ausgleich von geometrischen Positionsfehlern (z. B. der Werkstücke);- to compensate for geometric position errors (e.g. the Workpieces);
  • - zum Ausgleich von Verformungen und Verlagerungen aufgrund wirkender Kräfte;- to compensate for deformations and displacements due to acting forces;
  • - zum Ausgleich von Werkzeugmaßschwankungen (z. B. Werkzeug­ längenkorrektur, insbesondere eine relative Werkzeuglän­ genkorrektur bei mehrspindligen Systemen); - to compensate for tool size fluctuations (e.g. tool length correction, especially a relative tool length gene correction in multi-spindle systems);  
  • - zur aktiven Schwingungstilgung.- for active vibration damping.

So können z. B. die Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen, insbesondere von mehrspindligen, mit Hilfe von piezoelektri­ schen Stellelementen räumlich verschiebbar an die Werkzeug­ maschine angekoppelt werden. Damit ist eine, den Freiheits­ graden der konventionellen Maschinenachsen überlagerte räum­ liche Bewegung der bzw. jeder einzelnen Arbeitsspindel mög­ lich. Der Maschinenständer, z. B. eine Schlitteneinheit, mit der Arbeitsspindel führt die vom Steuerprogramm vorgegebenen Achsbewegungen durch, während eine Arbeitsspindel zusätzlich überlagerte Kompensationsbewegungen für eine Positionskor­ rektur ausführen kann. Diese erfindungsgemäße piezoelektri­ sche Positionskorrektureinrichtung kann sowohl bei konven­ tionellen Arbeitsspindeln als auch bei Motorspindeln und Mehrspindelbohrköpfen eingesetzt werden.So z. B. the work spindles of machine tools, especially of multi-spindle ones, with the help of piezoelectric control elements spatially displaceable on the tool machine can be coupled. That is one, freedom degrees of conventional machine axes possible movement of the or each individual work spindle Lich. The machine stand, e.g. B. a carriage unit with the work spindle carries the ones specified by the control program Axis movements through while an additional work spindle overlaid compensation movements for a position cage rectification. This piezoelectric according to the invention cal position correction device can both at konven tional work spindles as well as motor spindles and Multi-spindle drilling heads are used.

Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt auch eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken, mit einer eine Antriebsspindel aufweisenden Bearbeitungseinheit und mit mindestens einem piezoelektrischen Stellelement als Po­ sitionskorrektureinrichtung für die Bearbeitungeinheit, wo­ bei erfindungsgemäß die Arbeitsspindel über mindestens zwei in Bearbeitungsrichtung (Z-Richtung) hintereinander angeord­ nete Mehrpunkthalterungen, die jeweils durch mindestens zwei, vorzugsweise drei piezoelektrische Stellelemente ge­ bildet sind, räumlich verstellbar gelagert ist.In a further aspect, the invention also relates to a Machine tool for machining workpieces, with a a processing unit having a drive spindle and with at least one piezoelectric actuator as a Po position correction device for the processing unit, where in the invention, the work spindle over at least two arranged one behind the other in the machining direction (Z direction) nete multi-point brackets, each by at least two, preferably three piezoelectric actuators forms are spatially adjustable.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung diese Ausführungsform der Erfindung verläuft die Wirkrichtung der piezoelektri­ schen Stellelemente etwa radial zu einem linearen Freiheits­ grad der Arbeitsspindel. Diese Ausführungsform hat den we­ sentlichen Vorteil, daß die Arbeitsspindel über das minde­ stens eine piezoelektrische Stellelement aus ihrer zu einem linearen Freiheitsgrad (Z-Richtung) parallelen Lage bewegt, insbesondere parallelverschoben oder auch verkippt werden kann.In a preferred development, this embodiment the direction of action of the piezoelectric rule elements approximately radial to a linear freedom degree of the work spindle. This embodiment has the we considerable advantage that the work spindle over the min  least a piezoelectric actuator from it to one linear degree of freedom (Z direction) moves parallel position, in particular be moved in parallel or tilted can.

Zum Abgleich von Positionsfehlern zwischen Werkzeug und Werkstück, die aufgrund der oben genannten Einflüsse entste­ hen, kann die Arbeitsspindel entweder mittels vorgegebener Parameter in eine Sollposition gesteuert werden, oder es wird mit Hilfe eines geschlossenen Regelkreises die Werk­ zeug- bzw. Arbeitsspindelposition an die Werkstück- bzw. Sollposition angepaßt. Die Ermittlung der Soll/Ist-Abwei­ chung kann mittels mechanischer, optischer, kapazitiver oder induktiver Meßaufnehmer oder Taster erfolgt. Der Maßabgleich kann dabei sowohl an den zu bearbeitenden Werkstücken als auch an dem Werkzeug erfolgen.For comparing position errors between tool and Workpiece that arises due to the above-mentioned influences hen, the work spindle can either be specified Parameters can be controlled in a target position, or it becomes the work with the help of a closed control loop tool or work spindle position on the workpiece or Adjusted target position. The determination of the target / actual deviation chung can by mechanical, optical, capacitive or inductive sensor or probe. The dimensional adjustment can both on the workpieces to be machined as also done on the tool.

Die festgestellte Abweichung wird dann in mehreren Regel­ schritten z. B. durch das Verschieben der Arbeitsspindel auf ihre Sollposition minimiert. Bei der gesteuerten Vorgehens­ weise wird die Arbeitsspindel anhand von im Vorfeld ermit­ telter maschinen-, werkzeug- oder vorrichtungstypischer Pa­ rameter in ihre exakte Sollposition gesteuert. Dabei können sich diese Parameter auch variabel am jeweiligen Maschinen­ zustand orientieren (Temperatur, Bearbeitungskraft usw.).The discrepancy is then determined in several rule steps z. B. by moving the work spindle minimized their target position. With the controlled procedure The work spindle is wisely determined in advance telter machine, tool or device-typical Pa parameters controlled to their exact target position. You can these parameters are also variable on the respective machine Orient the condition (temperature, machining force, etc.).

Zur Ermittlung der Soll/Ist-Abweichung auf der Werkzeug- oder Werkstückseite kann ein z. B. mechanischer, optischer, kapazitiver oder induktiver Meßfühler vorgesehen sein, der eine Verlagerung der Arbeitsspindel unmittelbar oder einen die Verlagerung bestimmenden Parameter als Fühlgröße für das Ansteuern des mindestens einen piezoelektrischen Stellele­ ments erfaßt. Die erstgenannten Parameter eignen sich insbe­ sondere für eine Regelung des Stellelements, während es sich bei den zweitgenannten Parametern um maschinen-, werkzeug- oder vorrichtungstypische Parameter wie z. B. Temperatur oder Bearbeitungskraft usw. handelt, deren Kennlinien bereits im Vorfeld ermittelt werden und dann zur Steuerung in die exak­ te Sollpositionen dienen können. In einer vorteilhaften Wei­ terbildung kann als Meßfühler das mindestens eine piezoelek­ trisches Element selbst vorgesehen sein.To determine the target / actual deviation on the tool or workpiece side can z. B. mechanical, optical, capacitive or inductive sensor can be provided, the a shift of the work spindle immediately or a the parameters determining the displacement as a feel variable for the Driving the at least one piezoelectric actuator ment recorded. The first-mentioned parameters are particularly suitable  special for regulation of the control element while it is in the case of the second parameters mentioned, machine, tool or device-typical parameters such as B. temperature or Machining force, etc., whose characteristics are already in Be determined beforehand and then used to control the exact te target positions can serve. In an advantageous way terbildung can as a sensor, the at least one piezoelectric trical element itself can be provided.

Bei einer dynamischen Positionskorrektur der Arbeitsspindel während der Bearbeitung eines Werkstücks kann die Arbeits­ spindel durch das Stellelement nicht nur räumlich verstellt, sondern in dieser verstellten Position auch fortwährend ge­ halten werden. Es ist aber auch möglich, die Arbeitsspindel in ihrer durch das Stellelement räumlich verstellten Lage durch eine separate Halteeinrichtung zu halten. Bei dieser Halteeinrichtung kann es sich z. B. um Klemmelemente handeln, die sich möglichst elektrisch ansteuern lassen. Insbesondere können als Klemmelemente auch piezoelektrische Elemente ver­ wendet werden.With a dynamic position correction of the work spindle while machining a workpiece, the work can spindle not only spatially adjusted by the control element, but also continuously in this adjusted position will hold. But it is also possible to use the work spindle in their position spatially adjusted by the control element to hold by a separate holding device. At this Holding device can be z. B. act as clamping elements, that can be controlled as electrically as possible. In particular can also use piezoelectric elements as clamping elements be applied.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Be­ schreibung und der Zeichnung. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaf­ ten Charakter für die Schilderung der Erfindung. Die Erfin­ dung ist in den Figuren schematisch dargestellt, so daß die wesentlichen Merkmale der Erfindung gut zu erkennen ist. Die Darstellungen sind nicht notwendigerweise maßstäblich zu verstehen.Further advantages of the invention result from the Be writing and drawing. The shown and Embodiments described are not intended to be final Understand enumeration, but rather have exemplary th character for the description of the invention. The Erfin manure is shown schematically in the figures, so that the essential features of the invention can be clearly seen. The Representations are not necessarily to scale understand.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine mit zwei vertikalen Bearbeitungs­ einheiten in perspektivischer Ansicht; und Figure 1 shows a first embodiment of a machine tool according to the invention with two vertical machining units in a perspective view. and

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer horizontalen Ar­ beitsspindel einer erfindungsgemäßen Werkzeugma­ schine, wobei die Arbeitsspindel radial zur Z-Rich­ tung verschiebbar gelagert ist. Fig. 2 shows a second embodiment of a horizontal Ar beitsspindel a machine tool according to the invention, wherein the work spindle is mounted radially to the Z-Rich device.

Die in Fig. 1 gezeigte Werkzeugmaschine 1 umfaßt ein Maschi­ nenuntergestell in Form eines Bodenträgers 2 sowie zwei Be­ arbeitungseinheiten 3, deren vertikale Arbeitsspindeln 4 mittels einer Schlitteneinheit in X-, Y- und Z-Richtung ver­ schiebbar geführt sind.The machine tool 1 shown in Fig. 1 comprises a machine gun nenuntergestell in the form of a bottom support 2 and two loading processing units 3, whose vertical spindles 4-direction Z are guided ver pushed by means of a carriage unit in the X, Y and.

Dazu umfaßt die Schlitteneinheit einen X-Schlitten 5, der in horizontalen Führungen 6 des Bodenträgers 2 in X-Richtung verschiebbar geführt ist. Am X-Schlitten 5 sind horizontale Führungen 7 für einen die beiden Bearbeitungseinheiten 3 tragenden Y-Schlitten 8 vorgesehen. Jede Bearbeitungseinheit 3 weist einen pinolenartigen Z-Schlitten (nicht dargestellt) mit der Arbeitsspindel 4 auf, so daß diese auch in Z-Rich­ tung verfahrbar ist.For this purpose, the carriage unit comprises an X-carriage 5 which is guided in horizontal guides 6 of the floor support 2 so as to be displaceable in the X-direction. Horizontal guides 7 are provided on the X slide 5 for a Y slide 8 carrying the two machining units 3 . Each processing unit 3 has a quill-like Z-carriage (not shown) with the work spindle 4 , so that this can also be moved in the Z-Rich direction.

Die beiden Bearbeitungseinheiten 3, die durch einen gemein­ samen Gehäuseblock 9 gebildet sind, sind in X-Richtung durch eine nach vorne offene Trennfuge 10 beabstandet, in der sich oben und unten jeweils ein in X-Richtung wirkendes piezo­ elektrisches Stellelemente 11 befindet. Durch entsprechende elektrische Ansteuerung der Stellelemente 11 kann die Trenn­ fuge 10 geweitet und so der Abstand ΔX zwischen beiden Ar­ beitsspindeln 4 bzw. zwischen den darin befindlichen Werk­ zeugen 12 geändert werden.The two processing units 3 , which are formed by a common housing block 9 , are spaced in the X direction by a joint 10 open at the front, in each of which there is a piezoelectric actuating element 11 acting in the X direction at the top and bottom. By appropriate electrical control of the actuating elements 11 , the parting line 10 can be widened and the distance ΔX between the two working spindles 4 or between the tools therein 12 can be changed.

Um die in Fig. 2 gezeigte Arbeitsspindel 30 sind außen am Umfang ihres Lagers 31 vorne und hinten jeweils drei radial zur Längsrichtung 32 der Arbeitsspindel 30 wirkende piezo­ elektrische Stellelemente 33 angeordnet, die anderenends an einem Gehäuse (nicht dargestellt) abgestützt sind. Jedes La­ ger 31 ist durch seine drei, jeweils um 120 verteilt ange­ ordneten piezoelektrischen Stellelemente 32 in einer 3-Punkt-Lagerung 34 gehalten. Durch entsprechende elektri­ sche Längen-Ansteuerung aller piezoelektrischer Stellelemen­ te 33 der beiden 3-Punkt-Lagerung 34 läßt sich die Arbeits­ spindel 20 bzw. ihr Werkzeug 35 entweder aus der mit 32 be­ zeichneten Lage um einen Betrag Δr parallel verschieben oder aber verkippen. Durch die sphärische Verstellbarkeit können z. B. Taumelfehler der Arbeitsspindel 30 ausgeglichen werden.To the position shown in Fig. 2 work spindle 30 of its bearing are outside 31 three arranged front and rear in each case radially to the longitudinal direction 32 of the work spindle 30 acting piezoelectric actuators 33 at the periphery, the other end (not shown) on a housing are supported. Each La ger 31 is held by its three, each distributed by 120 piezoelectric actuators 32 in a 3-point bearing 34 . By appropriate electrical cal control of all piezoelectric Stellelemen te 33 of the two 3-point bearing 34 , the working spindle 20 or its tool 35 can either move from the position marked 32 be parallel to an amount Δr or tilt. Due to the spherical adjustability z. B. wobble errors of the work spindle 30 can be compensated.

Claims (5)

1. Werkzeugmaschine (1; 40) zur Bearbeitung von Werkstüc­ ken, mit mindestens zwei, jeweils eine Arbeitsspindel (4) aufweisenden Bearbeitungseinheiten (3) und mit mindestens einem zwischen den beiden Bearbeitungsein­ heiten (3) als Positionskorrektureinrichtung wirken­ den, elektrisch angesteuerten piezoelektrischen Stell­ element (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheiten (3) einen gemeinsamen Gehäuseblock (9) aufweisen und durch eine im Gehäuse­ block (9) verlaufende aufweitbare Trennfuge (10) beab­ standet sind, in der sich zur Veränderung des Abstands der Arbeitsspindeln (4) das mindestens eine piezoelek­ trische Stellelement (11) befindet.1. A machine tool (1; 40) ken for processing Werkstüc, with at least two, each having a working spindle (4) having processing units (3) and with at least one units between the two Bearbeitungsein (3) act as a position correction device the electrically driven piezoelectric actuator element (11), characterized in that the machining units (3) have a common housing block (9) and by the housing block (9) extending expandable parting line (10) beab are standet in which to change the distance of the working spindles ( 4 ) the at least one piezoelectric actuator ( 11 ). 2. Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken, mit einer eine Antriebsspindel (30) aufweisenden Bearbei­ tungseinheit (3) und mit mindestens einem piezoelek­ trischen Stellelement (33) als Positionskorrekturein­ richtung für die Bearbeitungseinheit (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspindel (30) über mindestens zwei in Bearbeitungsrichtung (Z-Richtung) hintereinander ange­ ordnete Mehrpunkthalterungen (34), die jeweils durch mindestens zwei, vorzugsweise drei piezoelektrische Stellelemente (33) gebildet sind, räumlich verstellbar gelagert ist. 2. Machine tool for machining workpieces, with a drive spindle ( 30 ) having machining unit ( 3 ) and with at least one piezoelectric actuator ( 33 ) as a position correction device for the machining unit ( 3 ), characterized in that the work spindle ( 30 ) Via at least two multi-point brackets ( 34 ) arranged one behind the other in the machining direction (Z direction), each of which is formed by at least two, preferably three piezoelectric actuating elements ( 33 ), is spatially adjustable. 3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wirkrichtung der piezoelektrischen Stell­ elemente (33) etwa radial zur Bearbeitungsrichtung (Z- Richtung) der Arbeitsspindel (30) verläuft.3. Machine tool according to claim 2, characterized in that the effective direction of the piezoelectric actuating elements ( 33 ) extends approximately radially to the machining direction (Z direction) of the work spindle ( 30 ). 4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß als Meßfühler, der eine Ver­ lagerung der Arbeitsspindel (4; 30) unmittelbar oder einen die Verlagerung bestimmenden Parameter als Fühl­ größe für das Ansteuern des mindestens einen piezo­ elektrischen Stellelements (11; 33) erfaßt, das minde­ stens eine piezoelektrisches Stellelement (11; 33) selbst vorgesehen ist.4. Machine tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that as a sensor, the Ver a displacement of the work spindle ( 4 ; 30 ) directly or a parameter determining the displacement as a sensing variable for the control of the at least one piezoelectric actuator ( 11 ; 33 ) detects that at least one piezoelectric actuator ( 11 ; 33 ) itself is provided. 5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß jedem piezoelektrischen Stellelement (11; 33) eine Halteeinrichtung zugeordnet ist, welche die Arbeitsspindel (4; 30) jeweils in der durch das piezoelektrische Stellelement (11; 33) vor­ gegebenen Lage hält.5. Machine tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that each piezoelectric actuating element ( 11 ; 33 ) is assigned a holding device which the work spindle ( 4 ; 30 ) each in front by the piezoelectric actuating element ( 11 ; 33 ) given situation.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008011845A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Position-dependent compliance compensation in a machine tool
DE102006035248A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Grob-Werke Gmbh & Co. Kg Method for comparing variations in temperature more specifically temperature differences, involves measuring differences of axial distances of two spindles parallel to each other
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

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10126039C2 (en) * 2001-05-21 2003-03-27 Univ Dresden Tech Device for fine delivery of a turning tool
ATE359149T1 (en) 2001-12-10 2007-05-15 Sascha Mantovani MACHINE TOOL WITH A MACHINING HEAD FIXED BY RODS, THE LENGTH OF WHICH IS VARIABLE BY MAGNETOSTRICTION
DE10240700A1 (en) * 2002-09-04 2004-03-25 Leitz Messtechnik Gmbh Coordinate measurement instrument and method for its use in concentricity measurements, whereby stepper motors are provided to adjust the angle of inclination of a rotatable feeler head relative to its support axis
DE10329402A1 (en) * 2003-06-28 2005-01-13 Witzig & Frank Gmbh machine tool
DE10343320A1 (en) * 2003-09-10 2005-04-14 Chiron-Werke Gmbh & Co Kg Machine tool with two spindle housings and adjusting device for the position of the spindle housing to each other
EP1693147A1 (en) * 2005-02-16 2006-08-23 Cross Hüller GmbH Twinspindle machine tool with two workholders, one of which is adjustable
US7544025B2 (en) 2005-02-16 2009-06-09 Cross Hüller GmbH Double-spindle machine tool
DE102006028972A1 (en) 2006-06-19 2007-12-20 Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg Spindle unit with operating spindle that can be adjusted during operation
DE102006049774A1 (en) * 2006-10-21 2008-04-24 Schaeffler Kg Length compensation unit, in particular for a machine tool
DE102006049867B4 (en) * 2006-10-23 2021-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Machine tool and method for suppressing chatter vibrations
DE102007026562B4 (en) * 2007-06-08 2010-08-26 Erwin Junker Maschinenfabrik Gmbh Grinding center and method for simultaneously grinding multiple bearings of crankshafts
DE102008058161A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-20 Ex-Cell-O Gmbh Machine tool with floating support means
DE102009031428A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-05 Technische Universität Carolo-Wilhelmina Zu Braunschweig Holder for e.g. machine tool such as grinding disk, which is utilized for machining workpiece, has actuator support connected with spindle stock such that actuator rests relative to stock when shaft retainer rotates relative to stock
AT512526B1 (en) 2012-02-02 2013-09-15 Hpc Produktions Gmbh POSITION COMPENSATING DEVICE IN A TOOL MACHINE
AT512802B1 (en) * 2012-05-07 2014-02-15 Anger Machining Gmbh Position compensation system in a transfer center for machining workpieces
DE102013110054A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-12 Elha-Maschinenbau Liemke Kg Spindle head of a machine tool
DE102014223101A1 (en) * 2014-11-12 2016-05-12 Supfina Grieshaber Gmbh & Co. Kg Machine tool unit for aligning a tool or a workpiece
DE102017105257A1 (en) 2017-03-13 2018-09-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Clamping arrangement for a machine tool and machine tool with the clamping device arrangement
AT519563B1 (en) 2017-05-18 2018-08-15 Fill Gmbh machine tool
DE102017128099A1 (en) 2017-11-28 2019-05-29 Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh Workpiece carrier device
DE102018122765A1 (en) 2018-09-17 2020-03-19 Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg Method of aligning a spindle and machine tool
AT521951B1 (en) * 2018-11-29 2020-07-15 Fill Gmbh Machine tool
EP3715051B1 (en) 2020-07-24 2024-04-03 Fill Gesellschaft m.b.H. Machine tool and method for operating same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3711600A1 (en) * 1987-04-07 1988-10-27 Salje Ernst SPINDLE SYSTEM FOR MACHINE TOOLS, ESPECIALLY GRINDING MACHINES
DE19619103A1 (en) * 1995-05-05 1996-11-07 Giddings & Lewis Machine alignment compensation apparatus e.g. for machine tool
DE19607599A1 (en) * 1996-02-29 1997-09-04 Hueller Hille Gmbh Procedure for correcting the position determination of workpieces and tools in processing machines

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2223865B1 (en) * 1973-03-27 1978-10-20 Thomson Csf
US4575942A (en) * 1982-10-18 1986-03-18 Hitachi, Ltd. Ultra-precision two-dimensional moving apparatus
JPS61152303A (en) * 1984-12-25 1986-07-11 Kitamura Kikai Kk Spindle height adjusting device for machine tool
JPH0639001B2 (en) * 1987-03-30 1994-05-25 オークマ株式会社 NC lathe with small Y-axis position correction device for turret
EP0440578A1 (en) * 1990-01-24 1991-08-07 Ciba-Geigy Ag Device for machining curved planes onto moulds for optical or ophthalmic lenses
DE4335980C2 (en) * 1993-10-21 1998-09-10 Wacker Siltronic Halbleitermat Method for positioning a workpiece holder
WO1997038821A1 (en) * 1996-04-17 1997-10-23 Washi Kosan Co., Ltd. Working machine equipped with mechanism for inclining machining means
JPH1080840A (en) * 1996-09-06 1998-03-31 Tsugami Corp Positioning device of machine tool
JPH10138075A (en) * 1996-09-13 1998-05-26 Fuji Seiki Kk Work attitude adjusting device, adjusting tool, and adjusting method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3711600A1 (en) * 1987-04-07 1988-10-27 Salje Ernst SPINDLE SYSTEM FOR MACHINE TOOLS, ESPECIALLY GRINDING MACHINES
DE19619103A1 (en) * 1995-05-05 1996-11-07 Giddings & Lewis Machine alignment compensation apparatus e.g. for machine tool
DE19607599A1 (en) * 1996-02-29 1997-09-04 Hueller Hille Gmbh Procedure for correcting the position determination of workpieces and tools in processing machines

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006035248A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Grob-Werke Gmbh & Co. Kg Method for comparing variations in temperature more specifically temperature differences, involves measuring differences of axial distances of two spindles parallel to each other
DE102006035248B4 (en) * 2006-07-26 2013-08-29 Grob-Werke Gmbh & Co. Kg Temperature compensation method
WO2008011845A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Position-dependent compliance compensation in a machine tool
US8150545B2 (en) 2006-07-28 2012-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Position-dependent compliance compensation in a machine tool
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

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Publication number Publication date
WO2000037213A2 (en) 2000-06-29
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